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外泌體研究常見問題匯總
2021-10-26 瀏覽次數(shù):2232
外泌體(Exosome)發(fā)現(xiàn)于1986 年,是一種直徑約30~100nm 的雙層膜囊泡狀結(jié)構(gòu)小體,可由機(jī)體內(nèi)多種細(xì)胞如免疫細(xì)胞、干細(xì)胞、心血管細(xì)胞、 網(wǎng)織紅細(xì)胞、 血小板、 神經(jīng)細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等主動分泌產(chǎn)生, 廣泛分布于外周血、尿液、唾液、 乳汁、腹水、羊水等體液中。
外泌體攜帶大量特異性的蛋白質(zhì)(如細(xì)胞因子、生長因子)以及功能性的mRNAs、miRNAs等生物活性物質(zhì),在體內(nèi)參與細(xì)胞通訊、細(xì)胞遷移、促血管新生和抗腫瘤免疫等生理過程,與多種疾病的發(fā)生和進(jìn)程密切相關(guān)。由于外泌體的特殊結(jié)構(gòu)和功能, 使得它具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,一方面可以作為診斷多種疾病的生物指標(biāo),另一方面也可以作為治療手段,未來有可能作為藥物的天然載體用于臨床治療。
01
外泌體研究,應(yīng)選用血漿還是血清?
答:
血清是血液凝固之后收集的液體,所以其中少了纖維蛋白原,凝血因子,以及多了很多凝血產(chǎn)物。纖維蛋白原可轉(zhuǎn)化為纖維蛋白,具有凝血功能。在凝血過程中血小板會分泌大量的外泌體,有研究發(fā)現(xiàn)血清中有接近50%的外泌體來自額外的分泌。
血漿=血液-血細(xì)胞
血清=血漿-纖維蛋白原-凝血因子
所以一般實(shí)驗(yàn)選擇血漿,在特殊情況下,如研究與血小板相關(guān)的疾病的時(shí)候,當(dāng)然是血清更適合。
02
外泌體的分離方法這么多,選擇哪種更好?
答:
外泌體的分離純化一直是科研工作者關(guān)注的問題,獲得高純度的外泌體對后續(xù)的研究至關(guān)重要。據(jù)了解,目前人們多采用超速離心、免疫磁珠、 超濾、 沉淀或試劑盒等方法實(shí)現(xiàn)外泌體的提取分離:
1、 超速離心法(差速離心)
超離法是常用的外泌體純化手段,采用低速離心、高速離心交替進(jìn)行( 如圖所示) ,可分離到大小相近的囊泡顆粒。超離法因操作簡單,獲得的囊泡數(shù)量較多而廣受歡迎,但過程比較費(fèi)時(shí),且回收率不穩(wěn)定(可能與轉(zhuǎn)子類型有關(guān)),純度也受到質(zhì)疑;此外,重復(fù)離心操作還有可能對囊泡造成損害,從而降低其質(zhì)量。
2、密度梯度離心
在超速離心力作用下,使蔗糖溶液形成從低到高連續(xù)分布的密度階層,是一種區(qū)帶分離法。通過密度梯度離心,樣品中的外泌體將在 1.13-1.19g/ml
的密度范圍富集。此法獲得的外泌體純度較高,但步驟繁瑣,耗時(shí)。
3、超濾離心
由于外泌體是一個(gè)大小約幾十納米的囊狀小體,大于一般蛋白質(zhì),利用不同截留相對分子質(zhì)量(MWCO)的超濾膜對樣品進(jìn)行選擇性分離,便可獲得外泌體。超濾離心法簡單高效,且不影響外泌體的生物活性,是提取細(xì)胞外泌體的一種新方法。
4、磁珠免疫法
外泌體表面有其特異性標(biāo)記物(如 CD63、 CD9 蛋白),用包被抗標(biāo)記物抗體的磁珠與外泌體囊泡孵育后結(jié)合,即可將外泌體吸附并分離出來。磁珠法具有特異性高、操作簡便、不影響外泌體形態(tài)完整等優(yōu)點(diǎn),但是效率低,外泌體生物活性易受 pH 和鹽濃度影響,不利于下游實(shí)驗(yàn),難以廣泛普及。
5、PEG-base 沉淀法
聚乙二醇( PEG)可與疏水性蛋白和脂質(zhì)分子結(jié)合共沉淀,早先應(yīng)用于從血清等樣本中收集病毒,現(xiàn)在也被用來沉淀外泌體,其原理可能與競爭性結(jié)合游離水分子有關(guān)。利用PEG沉淀外泌體存在不少問題:比如純度和回收率低,雜蛋白較多( 假陽性),顆粒大小不均一,產(chǎn)生難以去除的聚合物,機(jī)械力或者吐溫-20 等化學(xué)添加物將會破壞外泌體等,因此發(fā)表文章時(shí)易受質(zhì)疑。
6、 試劑盒提取
近幾年來,市場上已出現(xiàn)各種商業(yè)化的外泌體提取試劑盒,有的是通過特殊設(shè)計(jì)的過濾器過濾掉雜質(zhì)成分,有的則采用空間排阻色譜法(SEC)進(jìn)行分離純化,也有的則利用化合物沉淀將法外泌體沉淀出來。
03
外泌體提取試劑提取外泌體檢測需要多少血漿呢?
答:
1-2mL的血漿足夠后續(xù)的QPCR檢測;4mL的血清或血漿可滿足RNA測序和蛋白質(zhì)譜的需求。
04
如何鑒定提取出來的外泌體?
答:
根據(jù)國際細(xì)胞外囊泡協(xié)會于2014年發(fā)表的一個(gè)指導(dǎo)手冊(MISEV),鑒定外泌體首先需要通過WB來鑒定細(xì)胞外囊泡的標(biāo)志蛋白是否存在于樣品中,通過電子顯微鏡來觀察樣品中細(xì)胞外囊泡的形態(tài)特征,通過NTA等手段來分析樣品中細(xì)胞外囊泡的群體特征(粒子濃度、直徑分布等)。
05
提取出來的外泌體能否應(yīng)用于細(xì)胞共培養(yǎng)?
答:
我們提取出來的外泌體通過粒徑檢測能判斷其純度(粒徑大小均在外泌體的大小范圍),電鏡檢測能判斷其形態(tài)確為外泌體。
如果樣品中的外泌體有活性的話是可以進(jìn)行細(xì)胞共培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)的。
06
外泌體如何保存?
答:
純化完成后的外泌體可分裝成50-100uL后置于-80℃保存。
07
外泌體提取試劑盒從2mL血清血漿提取出來的外泌體能有多少?
答:
2mL血清血漿提取出來的外泌體數(shù)量約1*10的8次方-9次方,可以滿足后續(xù)的電鏡和WB。
08
BCA方法測定的蛋白濃度是多少?
答:
BCA方法測定的蛋白濃度為2~4ug/uL。
09
外泌體電鏡是不是一定要有膜結(jié)構(gòu),無膜結(jié)構(gòu)的球體對不對?
答:
負(fù)染電鏡結(jié)果中外泌體的形態(tài)肯定是那種明顯的茶托樣或者大餅樣的!邊緣有一圈略微更明亮的亮圈。如果你打到的結(jié)構(gòu)是沒有膜結(jié)構(gòu)的圓球形,那么您很可能看到了脂蛋白顆粒或者抱團(tuán)的蛋白質(zhì)。
10
為什么超速離心提取外泌體看不到沉淀?
答:
這種問題通常有三種可能性:
1)使用的細(xì)胞上清或者血清量太低,從而造成了這樣的結(jié)果。
2)使用了不透明的超速離心管,一般來說外泌體產(chǎn)量都比較小,所以凡是不透明的管子,基本都是很難見到明顯沉淀的,可以當(dāng)做有沉淀,然后操作下去即可。
3)使用了角轉(zhuǎn)。部分品牌離心機(jī)的角轉(zhuǎn)管壁粘附性很低,超離結(jié)束沒多久沉淀就會滑落下去,所以請?jiān)陔x心結(jié)束時(shí)趕緊去收樣。