外泌体中常见的细胞质蛋白是Rabs蛋白,是鸟苷酸三磷酸酶家族的一种。它可以调节外泌体膜与受体细胞的融合,有文献报道称RAB4,RAB5和RAB11主要出现在早期以及回收的核内体中,RAB7和RAB9主要出现在晚期的核内体。现有大量的研究发现外泌体中含有40种RAB蛋白。除了RAB蛋白,外泌体中富含具有外泌体膜交换以及融合作用的膜联蛋白(包括膜联蛋白1、2、4、5、6、7、11等)。外泌体膜上富含参与外泌体运输的四跨膜蛋白家族(CD63,CD81和CD9))、热休克蛋白家族((HSP60,HSP70,HSPA5,CCT2和HSP90以及一些细胞特异性的蛋白包括A33(结肠上皮细胞来源)、MHC-Ⅱ(抗原提呈细胞来源)、CD86(抗原提呈细胞来源)以及乳凝集素(不成熟的树突状细胞)。外泌体发挥功能:将细胞或组织中多余的或者有害的分子排除,这为研究生物标志物提供了可能。1983年,外泌体初次于绵羊网织红细胞中被发现。湖南腹膜透析液外泌体染色
密度梯度离心法根据在蔗糖、碘海醇或碘克沙醇等惰性溶液中的浮力密度将外泌体分成特定的层,目前普遍应用的是蔗糖,此种方法可以成功地将亚细胞成分(例如过氧化物酶体,线粒体和核内体)分离到密度梯度溶液中的不同层中。样品被放置在梯度的顶部,当施加离心力时,样品中的颗粒以独特的速率通过梯度,该梯度以从上到下的密度增加。样品中的外泌体将在1.13-1.19g/ml的密度范围富集,随后可以通过分馏收集,密度梯度超速离心对从蛋白质聚集体和非膜颗粒中分离出外泌体非常有效。此方法获得的外泌体纯度较高,但步骤繁琐、费时且会造成外泌体损失。福建腹水外泌体染色PKH67/PKH26随着外泌体研究的不断深入,它的应用已经涉及瘤子诊疗领域、医学基础和免疫领域、寄生虫领域。
外泌体分离的主要挑战之一是消除纳米级污染物,包括干扰外泌体标志物解析的游离核酸和脂蛋白。超速离心是目前分离外泌体的主要技术。尽管如此,它仍难以符合临床应用所需的标准,主要是由于该方法得到的外泌体纯度不足,产量较低,完整性欠佳且分离纯化操作耗时长。其他方法,例如基于聚乙二醇(PEG)的沉淀,磷脂酰丝氨酸亲和捕获,尺寸排阻色谱法和膜亲和捕获,近年来已经出现在特定的应用中,但是只适用于特定场景。近来,非对称流场-流分离方法已被用于从细胞和瘤子培养基中高分辨率地分选EV亚群,但其通量受到繁琐的样品制备程序的影响。单一分析耗时的过程也限制了其普遍的应用。因此,目前亟需开发创新技术以提高外泌体分离纯化的效率,纯度,产量,速度和耐用性。基于超滤的技术提供了潜在的有前途的替代方法,但它们也有缺点。在切向流过滤中,使进料流平行于多孔膜流动,以避免堵塞。然而,尽管已实现使用切向流过滤从大量条件细胞培养基中浓缩外泌体,但受制于其一次性模块的成本高,高剪切应力,难以处理小体积样品等因素而难以应用于临床分析。外泌体膜蛋白可以被蛋白酶剪切,剪切的碎片可以作为配体与细胞膜上的受体结合,从而活跃细胞内的信号通路。
外泌体递送药物的优势:许多新的候选药物(例如蛋白质和核酸)在体内环境中高度不稳定,对诊疗结果的效果提出了重大挑战。鉴于与许多当前的纳米微粒递送系统相关的问题,外泌体作为“自然的递送系统”允许递送这些生物分子。由于外泌体体积小和其本身就是细胞产物,通过外泌体递送药物可以避免巨噬细胞的吞噬作用或降解,还可以在体内长时间循环,保持效果。其中,外泌体能够穿过血脑屏障以将特定药物输送到中枢的神经系统是外泌体递送药物的一个明显优势。外泌体膜中有跨膜蛋白PGRL、LAMP1、LAMP2。外泌体提取在短时间(一周之内)使用,可以放在4度保存,如果长时间保存可以放在-20度或-80度保存。
外泌体生物学功能:1、在心血管系统中,据报道,源自人胚胎干细胞(ESC)的间充质干细胞(MSC)外泌体可减少小鼠和猪模型中的心肌缺血和再灌注损伤;2、在免疫系统中,据报道趋化因子受体CCR5通过外泌体在细胞之间转移是细胞人类免疫缺陷病毒传染的一种机制;3、在中枢的神经系统中,外泌体的作用是消除废物并介导大脑活动,从而阻止神经退行性疾病的发病机理;迄今为止,尚未完全发现调节外泌体-细胞结合的途径。然而,比较明显,其结合过程从外泌体识别受体细胞PM上的特定受体开始。膜受体的识别是外泌体细胞反应的基础,它可能活跃受体并随后导致相关信号通路的活跃,外泌体与PM融合或外泌体的内吞作用,从而导致蛋白质和RNA直接释放到受体细胞中。外泌体分离之后,需要经过一系列鉴定才能确定分离的是外泌体。细胞上清外泌体small RNA测序
外泌体产生相关的重要分子:Ral、ARF6、PLD2、RAB家族。湖南腹膜透析液外泌体染色
免疫印迹或蛋白质印迹是分析外泌体较常用的方法之一,其原理是外泌体上特异性抗原与抗体结合。首先对样品进行处理将囊泡裂解并将蛋白质变性,变性后,通过SDS-PAGE分离蛋白质,然后将其转移到硝酸纤维素膜或聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上并暴露于针对目的抗原的抗体中。抗体特异性识别膜表面上的抗原,然后将膜暴露于第二抗体中。通过二抗的荧光标签或与二抗偶联的辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶基团进行检测。常用的标记蛋白为CD63、CD81、TSG101和ALIX等。但是此方法的特异性和重复性会受到所用抗体质量的限制。外泌体的直径比微泡的要小,后者直径为100nm-1μm。湖南腹膜透析液外泌体染色