細(xì)胞外囊泡(EVs)是從各類細(xì)胞中分泌、釋放出來的小型膜類結(jié)構(gòu)。這些細(xì)胞外囊泡普遍存在于各種生物體液中，包括血液、尿液和唾液。它們包含多種生物活性分子，如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸，在細(xì)胞間通訊中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。鑒于細(xì)胞外囊泡在生物體的生理過程以及疾病狀態(tài)研究中的重要性，人們對細(xì)胞外囊泡的相關(guān)分析重視度不斷提高。
自上世紀(jì)80年代，研究人員首次發(fā)現(xiàn)細(xì)胞外囊泡的存在以來，學(xué)界對于這些細(xì)胞外囊泡的興趣一直在增長。在過去二十年里，該領(lǐng)域的研究呈現(xiàn)指數(shù)級增長。
細(xì)胞外囊泡的分析涉及廣泛的技術(shù)領(lǐng)域，這些技術(shù)對于表征細(xì)胞外囊泡的大小、濃度、運(yùn)載量以及識別特定類型細(xì)胞中的細(xì)胞外囊泡釋放至關(guān)重要。此外，對細(xì)胞外囊泡進(jìn)行分析可以深入了解細(xì)胞外囊泡被受體細(xì)胞吸收(胞吞)的機(jī)制以及此類細(xì)胞介導(dǎo)的生物效應(yīng)。
01
細(xì)胞外囊泡是什么？
細(xì)胞外囊泡(EVs)根據(jù)其生物成因與囊泡粒徑大小的不同，大致分為以下三類。我們可以對不同粒徑大小的小型細(xì)胞外囊泡(<200 nm)和中型/大型細(xì)胞外囊泡(> 200 nm)進(jìn)行識別研究。
外泌體 Exosomes
外泌體是一類來自細(xì)胞內(nèi)源途徑的小型細(xì)胞外囊泡(30-150 nm)。它們是由細(xì)胞質(zhì)膜向內(nèi)萌發(fā)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成多泡體(MVBs)，最后與細(xì)胞膜融合形成的。外泌體通常攜帶有多種生物分子，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸，并參與細(xì)胞間通訊和物質(zhì)遞送過程。
微囊泡 Microvesicles
微囊泡是一類粒徑稍大的細(xì)胞外囊泡(100-1000 nm)，由細(xì)胞膜向外萌芽形成。微泡中攜帶有多種生物活性分子，包括生長因子、細(xì)胞因子和信號脂質(zhì)。它們參與細(xì)胞間通訊、生物體免疫調(diào)節(jié)和凝血過程。
凋亡小體 Apoptotic bodies
凋亡小體是一類粒徑較大的細(xì)胞外囊泡(1-5µm)，由正在經(jīng)歷程序性細(xì)胞死亡(凋亡)的細(xì)胞釋放。凋亡體中攜帶有多種生物大分子，包括細(xì)胞染色質(zhì)、酶和細(xì)胞器。凋亡體在吞噬細(xì)胞清除凋亡細(xì)胞和維持組織穩(wěn)態(tài)的過程中發(fā)揮作用。
02
細(xì)胞外囊泡的作用？
細(xì)胞外囊泡參與生物體中各類生理與病理過程，研究人員對細(xì)胞外囊泡在醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)中的潛在應(yīng)用開展了大量研究。由于細(xì)胞外囊泡具有廣泛的生物用途，目前許多臨床前和臨床中的研究都在探索其治療潛力。
細(xì)胞間通訊 Intercellular communication
細(xì)胞外囊泡可以在細(xì)胞間傳遞蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等生物大分子，因此其在細(xì)胞間通訊過程中發(fā)揮重要的作用。細(xì)胞外囊泡介入細(xì)胞間的通訊過程可以影響各種生理和病理過程，包括免疫反應(yīng)、組織再生和癌癥發(fā)展過程。
診斷標(biāo)志物 Diagnostic markers
細(xì)胞外囊泡可以作為各種疾病的診斷標(biāo)志物，因為其中包含反映分泌細(xì)胞生理狀態(tài)的生物分子。例如，循環(huán)細(xì)胞外囊泡已被證明含有癌癥和神經(jīng)退行性疾病的生物標(biāo)志物，針對這類細(xì)胞外囊泡的分析、研究可以幫助疾病診斷和預(yù)后。
藥物遞送 Apoptotic bodies
細(xì)胞外囊泡可以通過工程化改造用于向靶細(xì)胞遞送藥物或核酸等治療性分子。與傳統(tǒng)藥物遞送系統(tǒng)相比，胞外囊泡遞送系統(tǒng)具有生物相容性高、免疫原性低和能夠跨越生物屏障等優(yōu)勢。
組織工程學(xué) Tissue engineering
細(xì)胞外囊泡可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞行為和細(xì)胞信號通路，促進(jìn)組織的再生和修復(fù)。目前，細(xì)胞外囊泡已被應(yīng)用于各類組織工程學(xué)的研究中，包括骨再生、軟骨修復(fù)和傷口愈合。
03
HORIBA 解決方案
HORIBA Scientific 儀器提供的細(xì)胞外囊泡表征方案如下：
粒徑和濃度測量
ViewSizer 3000
HORIBA 納米顆粒追蹤分析儀(NTA)可以精確測量細(xì)胞外囊泡 EVs 的大小和濃度。NTA 是 EVs 表征的強(qiáng)有力工具，它可以同時測量顆粒的大小和濃度。此外，使用 NTA 熒光模塊可以根據(jù)其生物分子含量區(qū)分不同的 EVs 亞群。
• 多分散樣品的精確尺寸分布
• 無需校準(zhǔn)標(biāo)樣
• 顆粒濃度測量
• 寬動態(tài)范圍 (10 nm - 15 μm)
• 無交叉污染
• 納米顆?？梢暬?，實時跟蹤運(yùn)動軌跡
• 具有統(tǒng)計意義的逐個粒子檢測方法
Zeta電位和粒徑測量
nanoPartica SZ-100V2
細(xì)胞外囊泡(EVs)的 Zeta 電位可以為其表面電荷和穩(wěn)定性提供有價值的信息。HORIBA的 Zeta 電位分析儀可以測量 EVs 的 Zeta 電位，研究人員能夠據(jù)此了解 EVs 如何與其他生物結(jié)構(gòu)相互作用。納米粒度及 Zeta 電位分析儀 SZ-100V2 還可以提供 EVs 大小的信息。
• 多分散樣品的精確尺寸分布
• 粒徑分布
• 平均尺寸的測定
• Zeta 電位的測定
• 懸浮液中 EVs 的膠體穩(wěn)定性
化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定
LabRAM Soleil
拉曼光譜技術(shù)是一種強(qiáng)大的分析技術(shù)，可用于識別細(xì)胞外囊泡的化學(xué)成分。利用極少量的樣品就可以獲得蘊(yùn)含大量信息的高分辨率光譜，是理想的細(xì)胞外囊泡表征方法。拉曼光譜與原子力顯微鏡技術(shù)(AFM)相結(jié)合，可以對納米級的細(xì)胞外囊泡進(jìn)行更高效地分析，獲得納米尺度的信息，如細(xì)胞外囊泡結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成以及形貌分布信息。這使得 AFM-Raman 平臺成為外囊泡領(lǐng)域強(qiáng)有力的研究工具。
• 化學(xué)組成成像
• 機(jī)械性能
• 囊泡可視化
• 質(zhì)量控制
• 純度分析
A-TEEM指紋熒光技術(shù)
Aqualog
A-TEEM 熒光方法可快速鑒定分子指紋、區(qū)分外泌體類型、檢測污染物并研究細(xì)胞外泌體的生物分布。它是一種非破壞性、無標(biāo)記的分析工具，對許多常見的輔料不敏感，但對蛋白質(zhì)高度敏感，因此對細(xì)胞外泌體也十分敏感。A-TEEM 圖譜能更好地揭示復(fù)雜基質(zhì)中的蛋白質(zhì)特征。這使得 A-TEEM 成為 QA/QC 和流程分析的重要工具。
• 獨(dú)特的分子指紋表征
• 表型分析
• 樣本間差異分析
• 聚集評估
• 污染物檢測
• 分子結(jié)合
• 溶劑效應(yīng)可視化
生物標(biāo)志物與親和力
Open Plex
表面等離子體共振成像的主要優(yōu)勢在于它能夠提供有關(guān)特定表面標(biāo)記物存在的信息。這些信息可用于區(qū)分具有不同生物功能的不同外泌體亞群。
• 生物分子相互作用
• 動力學(xué)特征
• 親和力測定
• 無標(biāo)記
• 粗提樣品分析
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