外泌体|谁与争锋——火得如日中天的研究“新秀”
日期：2020-10-22 13:52:19
2013年，外泌体因诺贝尔医学奖而被众人知晓，也因此将外泌体研究推向了前所未有的新高潮。外泌体在体液中广泛存在及易获得性等特点被誉为液体活检"新秀"，成为疾病的精确诊断和治疗研究的热点。
外泌体（Exosomes）是一种能被机体内大多数细胞分泌的直径大约为30-150 nm 的具有脂质双层膜的微小膜泡，它广泛存在并分布于血清、血浆、唾液、尿液、脑脊液和乳液等多种体液中。外泌体携带和传递重要的信号分子，包含细胞溶质蛋白、 参与细胞内信号转导的蛋白、各种代谢酶、热休克蛋白和四跨膜蛋白及特殊蛋白质，参与细胞活动的重要调控，形成了一种全新的细胞间信息传递系统，影响细胞的生理状态并与多种疾病的发生与进程密切相关。
为什么研究外泌体
作为液体活检领域的"三大标杆"之一，外泌体被认为是细胞间通讯、疾病诊断和预后循环生物标志物的重要载体，外泌体通过其携带的脂质、核酸、蛋白质、miRNA等来调节受体细胞的生物学活性，从而参与机体免疫应答、细胞迁移、肿瘤侵袭、抗原提呈等生物学过程。大量的证据表明外泌体及其内容物具有成为新型诊断标志物的潜能，在临床和治疗方面展现出了极具前景的研究价值。
国家自然基金项目查询所示：近10年，外泌体相关项目数量从500上升到了接近2000个（数量上增加了近4倍）；资助金额增长了近6倍。2019年的外泌体相关的国家自然科学基金中标总计已达2.13亿元，较2018年1.69亿元增长26%，2018较2017年1.23亿元增长37%。
外泌体受到越来越多的关注，涌现了大批的外泌体相关研究课题，以迅雷不及掩耳之势火了起来。
外泌体最新研究进展
外泌体从发现至今已有30多年的历史，虽然最初被认为可能是细胞的“垃圾”，所以才被排出来，但是近年来研究表明外泌体具有功能活性并可进行细胞间信息传递。作为信号分子的载体，外泌体在生物体内介导多个核心生物过程，包括免疫监视、炎症抑制反应、干细胞未分化状态的维持与可塑性、邻近和远端细胞的增殖与凋亡抑制等。
白癜风是由自体表皮黑色素细胞的逐步破坏引起的皮肤脱色疾病。适应性免疫中CD8+、Treg和Th17细胞失衡为特征的自身免疫性不耐受被认为是造成白癜风中黑色素细胞破坏的主要原因。Autoimmun Rev 9月刊的一篇文章调查了外泌体与白癜风的关联，强调了外泌体的免疫调节作用。在病理和生理条件下，外泌体途径对于调节CD8+，Treg和Th17细胞都是必需的。在病理条件下，分泌的外泌体可影响疾病微环境中CD8+，Treg和Th17细胞的平衡，环境失衡可能破坏自身免疫耐受，导致白癜风。另外，外泌体在黑色素生成途径中，充当角质形成细胞和黑色素细胞之间通信的介质，可能也参与黑素小体的运输。
越来越多的研究表明脂肪组织、炎症反应、非酒精性脂肪性肝（NAFLD）和酒精性脂肪性肝（AFLD）与肝细胞肝癌（HCC）的发生密切相关。最近，美国北卡罗莱那中央大学的研究者们提出脂肪细胞分泌的外泌体（AdExos）和HCC分泌的外泌体（HCCExos）营造了一个持续的慢性炎症环境，导致HCC进展。AdExos和HCCExos均含有细胞特异性的细胞内分子，包括各种mRNAs、microRNAs、lncRNAs、circRNAs、脂质、代谢物以及蛋白。作为自分泌或旁分泌的信号分子，这些内含物能激活与细胞增殖、血管生成、细胞浸润、肿瘤恶化相关的信号通路，形成肿瘤微环境中脂肪细胞和HCC的动态互联，造成HCC进展。
外泌体市场/临床应用
肿瘤患者血清中分离的外泌体，其内含物miRNAs的表达谱与肿瘤进展紧密关联。外泌体miRNAs被发现在反复冻融的环境里、在-208 °C的超低温下存储5年仍然保持稳定。外泌体miRNAs的高稳定性使其成为监测疾病进展的有价值的生物标志物。目前已在多个肿瘤类型中，包括非小细胞肺癌、鼻咽癌、胃癌、前列腺癌、卵巢癌、乳腺癌等，鉴定出可用于监测肿瘤进展的外泌体来源的分子标记。
2016年，依赖外泌体谱的肿瘤诊断产品在美国上市。ExoDx Prostate（IntelliScore）和ExoDx Lung（ALK）是基于液体活检方法的两种商品化检测试剂盒，可分别用于检测血清和尿液中前列腺癌或肺癌标志物。对于肺癌和前列腺癌，常规的诊断方法是侵入性诊断法。而ExoDx Prostate（IntelliScore）使用非直肠指诊尿样，分析样本中高分型前列腺癌患者携带的三种标志物，然后使用专有算法分析结果并预测患病风险。同样，ExoDx Lung（ALK）利用定量PCR方法分析血清中的外泌体RNA，可检测非小细胞肺癌中五种不同的EML4-ALK融合基因转录本，此方法可用于有患肺癌风险人群的预后检测。
由于外泌体具有与当前用作药物递送系统的纳米颗粒相似的特性，比如稳定性、通透性、免疫原性较低、毒性较低、生物相容性高等，外泌体也可被用作临床治疗的给药工具。临床药物研究中，除传统的化疗药物外，天然产物和干扰小RNA已成功封装在外泌体中，用于靶向治疗乳腺癌、胰腺癌、肺癌、前列腺癌和成胶质细胞瘤。
外泌体研究解决方案
外泌体分离提取：超速离心是从生物体液或细胞上清分离外泌体的传统方法。采用外泌体抽提试剂盒，可以在短时间内获得大量形态完好的外泌体，获得的外泌体可用于下游外泌体标记、电镜分析、粒径分析、Western Blot分析、荧光定量分析和二代测序等。
外泌体鉴定：对分离提取的外泌体进行鉴定的经典方案有：NTA分析（Nanoparticle Tracking Analysis）、电镜分析、蛋白标志物Western Blot鉴定等。
外泌体标志物鉴定：利用经典文献中普遍采用的外泌体标志物抗体，运用Western Blot等检测手段对外泌体标志物进行鉴定。
外泌体大数据分析：外泌体蛋白质谱分析、外泌体分泌蛋白筛选、外泌体microRNA测序、外泌体microRNA芯片分析、外泌体lncRNA芯片检测等。
外泌体示踪（染料-PKH67/PKH26/DIO/DIL）：PKH-67（green）亲脂性染料，可以稳定的与细胞膜脂质区结合并发出荧光，PKH67的体内荧光半衰期为10-12天。相比于PKH-67，PKH-26（red）具有更长的半衰期，标记在兔红细胞上的PKH26半衰期长达100天以上。
外泌体体外功能检测：细胞增殖检测、细胞凋亡检测、细胞周期检测、细胞迁移检测、细胞侵袭检测。
外泌体体外动物实验：体外注射动物，观察表型。
外泌体分离提取
外泌体的分离方法有很多种，常用的有超速离心法、密度梯度超速离心法、多聚物沉淀法（PEG）、免疫磁珠法、试剂盒分离法等。
商品化试剂盒多采用聚乙二醇沉淀法、超滤法和免疫学方法分离外泌体。
超速离心法和密度梯度离心法是最常用的外泌体纯化手段。这两种手段因获得的囊泡数量较多而广受欢迎，但过程比较费时，而且对仪器设备要求高（需要超速离心机）且回收率不稳定，纯度也达不到要求。
多聚物沉淀法操作简便，不需要额外的设备，然而PEG沉淀会夹杂分离大量杂质(蛋白、脂类等)，颗粒大小不均一，存在于分离物中的聚合物也可能会干扰下游分析。
免疫磁珠法利用包被单克隆抗体的磁珠结合外泌体，可保证外泌体形态的完整，特异性高，但免疫沉淀需要特异性抗体，检测成本高，且仅能捕获表达特定抗原的目标外泌体，效率低，外泌体生物活性易受pH和盐浓度影响，囊泡完整性是个调整，不利于下游实验。
综上所述，现有技术的方法提取到的外泌体，缺陷在于：收率较低，耗时长、纯度不高，外泌体囊泡不完整等。
鉴于上述问题，武汉j9九游会登录入口首页生物工程有限公司研发的外泌体提取试剂盒提供了一种简单可靠的方法可从细胞培养上清液，血清，血浆，乳液，尿液，唾液中提取完整的外泌体。该产品提取的外泌体囊泡适用于下游的电镜分析、NTA分析、纳米流式（NanoFCM）分析、Western Blot、荧光定量（qPCR）和高通量测序等应用。该试剂盒通过蛋白亲和的方式分离外泌体，无需超速离心即可实现高效率地从各种类型样本中提取高纯度、囊泡结构完整的外泌体，具有简便、稳定、易操作的优点。
武汉j9九游会登录入口首页生物工程有限公司(www.dagongcnc.com)成立于2007年12月，是一家集科研、生产、销售为一体的生物高新技术企业。并形成了以CUSABIO为品牌的ELISA试剂盒、蛋白、抗体等多种优质产品，远销欧美日德等九十多个国家。
2018年3月31日，j9九游会登录入口首页生物兄弟公司生之源与2013年诺贝尔生理学或医学奖得主兰迪·谢克曼教授举行签约仪式，并建立诺贝尔奖工作站。此举大大助推了j9九游会登录入口首页外泌体相关科研产品的研究和生产！
j9九游会登录入口首页生物研发的外泌体(Exosome)提取试剂盒广泛兼容各种样本类型和各种细胞上清液(如A375，HEPG2，PC-3，Hela，U87，MG63等)，为广大生物医学科研学者提供高质量的产品与技术服务。
外泌体未来展望
外泌体爆炸性研究活动已经慢慢演变为分子医学的快速发展。外泌体在临床医学中有十分光明的应用前景，主要是因为它们含有丰富的生物标志物，可用于监测临床状态、诊断疾病、治疗反应、疾病进展等。重要且有影响力外泌体研究领域会随着高效率的外泌体分离技术的发展而发展。
外泌体可作为生物标志物用于疾病的诊断，也推动了以外泌体为靶标的治疗方法研究或将外泌体本身用作治疗工具的研究。将外泌体用作治疗工具的临床研究正在开展之中，其目的是研究患者自身MSC分泌外泌体或健康捐赠者体内外泌体用于治疗的安全性和有效性。这个趋势下，外泌体用作药物输送系统作为基因治疗的潜在载体有可能变得更加普遍。外泌体在癌症中同时发挥免疫激活和免疫抑制功能，外泌体肿瘤免疫疗法有望诞生抗癌疫苗。更全面的了解外泌体功能，促进“有益”外泌体的分泌，抑制“有害”外泌体的分泌，从而实现疾病的预防与治疗。随着完整外泌体和它们的功能的逐渐解密，预计在不久的将来，更多令人兴奋的外泌体应用将会出现。
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