细胞分泌到细胞外环境中分别称为外泌体和微泡的细胞外膜泡是内源性和质膜起源的不同类型的膜囊泡。这些细胞外囊泡(EVs)表示了细胞间通讯的一个重要模式,作为膜和细胞溶质蛋白、脂质和RNA细胞之间传递的载体。泌体是细胞内源性的小囊泡,由大多数细胞分泌。在抗原呈递细胞中的外泌体发挥作用的报道后,人们对外泌体的兴趣增强,并且观察到它们可以在体内刺激免疫应答。在过去几年中,有几个实验室报道了各种细胞类型的外泌体分泌,并讨论了其潜在的生物学功能。然而,我们对于EV形成的分子机制知识的缺乏以及缺乏干扰货物包装或囊泡释放的方法仍然妨碍了其在体内生理相关性的探索。这篇综述专注于EV的特性和目前提出的形成、定位和功能的机制。外泌体是各种细胞外泌的直径在30-100nm之间的膜囊泡。外泌体制备流程

利用蛋白质免疫印迹和酶联免疫吸附分析技术可以对外泌体标志性蛋白质进行定性定量分析。其中蛋白免疫印迹是外泌体的经典表征手段之一,操作时往往需要细胞裂解液作为阴性对照。常用的外泌体标志性蛋白质包括四跨膜蛋白质CD63、CD81、CD9、中流易感基因101蛋白(TSG101)、水通道蛋白2(AQP2,尿液中)和凋亡诱导因子6相互作用蛋白(Alix)等,内参蛋白质可以是肌动蛋白(βActin)或甘油醛-3-磷酸脱氢酶,阴性对照蛋白可以是阻抑素(PHB,线粒体标志蛋白)或钙联结蛋白Calnexin。在酶联免疫吸附析法中,外泌体裂解液通过固载有抗体的固相基质,随后与检测抗体共孵育。两种方法均存在操作繁琐、耗时长的问题,相比较而言,酶联免疫吸附分析法比蛋白质免疫印迹法更加快速,适用于高通量分析。尿液提取试剂盒服务外泌体给后续实验产生了许多障碍。

虽然外泌体作为药物载体具有生物兼容性、稳定性和内在靶向性等潜在优势,但是外泌体在药物递送中的应用研究才刚刚起步,尚有许多问题需解决:选择何种细胞作为外泌体的供体:如DCs来源的外泌体可用于免疫治理,因其富含组织相容复合物(MHC)及T细胞共刺激分子,能在体内唤醒T淋巴细胞,进而抑制瘤细胞增殖;骨髓来源的间充质干细胞(MSCs)来源的外泌体对KRAS基因有抑制作用;γδT细胞、自然杀伤细胞(NK)、瘤细胞等均有研究报道可作为载药级别外泌体的细胞来源。
尺寸排除色谱法是使用聚合物凝胶或类似的固定相柱进行外泌体分离的技术,样品以重力滴落的方式收集。流体力学半径较小的样品组分进入凝胶孔隙后,需耗费相对较长的时间通过凝胶柱,导致延迟洗脱,实现不同粒径大小颗粒分离。尺寸排除色谱法可以与差速离心法结合而不会明显损失外泌体,保证产量的同时可有效去除杂质蛋白,更适合目标蛋白质组学和miRNA的分析。静水过滤透析法主要利用静水压力迫使样品中不同特定大小分子先后通过透析管,其中溶剂和小溶质很容易通过透析管,而较大的颗粒,如外泌体和其他囊泡,仍留在透析管中而被收集。外泌体的检测和提取还遇到一个困难即:对各种外泌体的分类。

人体内多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体,包括干细胞、免疫细胞、内皮细胞、血小板及平滑肌细胞等。外泌体被包裹在坚硬的双层膜中。双层膜保护外泌体的内容物,使外泌体能够在组织中长距离移动。干细胞外泌体因在上皮组织的增殖、迁移、再生、炎症和瘢痕控制等方面的作用,有望成为“无细胞的细胞治理”工具。干细胞来源的外泌体可通过囊泡,将干细胞的精华部分——mRNA、miRNA、IncRNA及蛋白质等生物活性物质,打包运出干细胞体外。通过“细胞间高速公路”来“快递”到人体各个组织内。外泌体提纯方法中,超速离心法和聚合物沉淀法(市售试剂盒)混入多种杂质。CD9外泌体慢病毒
外泌体天然的可以携带遗传到靶细胞中,从而在生物学和致病过程中诱导遗传修饰。外泌体制备流程
外泌体有很多潜在优势,但是外泌体在药物递送中的应用研究才刚刚起步,尚有许多问题需解决:如何修饰外泌体的靶向性:缺氧瘤细胞来源的外泌体倾向于向缺氧瘤组织内募集;此外,还可通过在外泌体膜表面设计与靶细胞特异性结合的抗体、配体或受体来实现。如何提高药物装载效率:目前主要有①前装载方法(首先将药物加载到母细胞中,随后外泌体形成并包裹药物分泌到细胞外,常用的方法如转染、共孵育等);②后装载方法(直接将药物加载到外泌体中,例如孵育、电穿孔、超声、挤出、冻融循环等);③其他装载方法(主要是通过生物工程修饰母细胞来实现)。如何实现外泌体的大量生产:目前大规模生产外泌体的方法主要是自发生产和非自发生产。外泌体制备流程