思路迪诊断可谓是国内外泌体临床应用的探路者,早在多年前,就基于对医学的深刻洞察,专门明芹成立了一支由顶尖的技术人才组成的外泌体研究团队。到目前为止,思路迪诊断不光率先突破了外泌体提取和纯化的难题,还建立了3套外雀裂泌体提取技术:试剂法、磁珠法、流控排阻法,这些研究成果对癌症的诊断有着重要意义。
同时,在思路迪诊断自主研发的外泌体检测技术和研究平台上,转化医学研究团队与多位临床专家共同展开了一系列肿瘤早期诊断生物标志物探索,已在肝癌、肺癌激岁毕、胰腺癌中取得多次突破,后续还将会进行系列报道包括卵巢癌、尿路上皮癌和肺癌等恶性肿瘤早诊的转化研究成果。
外泌体于1983年首次被发现,是由于细胞膜内吞形成内体,内体限制膜发生多处凹陷,向内出芽形成微囊泡,从而形成的具有动态亚细胞结构的多囊泡体。大多数类型的细胞均可分泌外泌体。构成外泌体的主要成分为蛋白质、核酸和脂质。外泌体有多种分泌途径,对细胞间通信、疾病的传播及组织修复具有重要的调节作用。外泌体与受体细胞的结合方式多种多样,外泌体可以将膜蛋白或其内容物转移至受体细胞,也可以直接与受体细胞膜融合;此外,外泌体上的跨膜蛋白还可以直接作用于受体细胞膜表面伍搜的信号分子。外泌体广泛存在虚困于生物体的免疫应答反应中,外泌体可以通过介导促炎症反应来促进免疫反应,肿瘤细胞分泌的外泌体还可以抑制免疫反应。肿瘤细胞分泌的外泌体可以促进癌症的侵袭和转移,加快癌症部位的血管生成,有助于肿瘤微环境中的上皮间充质转化,并且增强肿瘤的耐药性。外泌体通过与受体细胞特异性结合的方式,传递各种生物学信息,发挥重要的生差橘念物学作用。
这是2020年发表在Science上的一篇综述
其中的一幅图比较频繁的出现在各大会议的PPT中:
外泌体的产生过程涉及质膜内陷和包含腔内囊泡( intraluminal vesicles ,ILVs)的细胞内多囊泡体(intracellular multivesicular bodies,MVBs)的形成。通过MVB与质膜融合和胞吐作用,ILVs最终分泌为外泌体,直径为~40-160nm( 类比大小:一个细胞体积约等于10^6个外泌体):
参与外泌体的起源和生物发生过程的蛋白有:
此外,外泌体生物发生途径与其他与细胞内囊泡运输相关的其他分子途径的交叉混淆了功能研究的解释:
外泌体产生的速率 :计算外泌体产生的速率受到与任何给定细胞类型的从头产生和外部外泌体摄取相关的动态过程的挑战
外泌体具有以下异质性特征:所有这些特征的结合将有可能导致外泌体的更高层次的复杂性和异质性
围绕外泌体功能的问题主要集中在理解其成分的命运,以及它们在细胞培养系统激纯凯中在受体细胞上诱导的表型和分子改变
外泌体摄取和分泌途径可能会交叉,随着时间的推移,任何由内源性和循环外泌体组成的细胞都会导致外泌体混合群体的净产生。
与外泌体摄取相关的独特机制和途径,以及外泌体对某些细胞类型的公认特异性,增加了外泌体在细胞间通信中的功能的复杂性,例子:
为了追踪生理条件下外泌体的细胞间交换,我们探索了在小鼠体内涉及各种遗传策略的体内实验:
化疗等治疗干预也可能影响肿瘤的外泌体摄取和随后的生物学反应:
蛋白质被分类为外泌体,可以选择性地诱导受体裤闭细胞中的特定信号,以调节发育、免疫反应和疾病的过程。
人类的生殖、怀孕和胚胎发育需要精确、微调和动态的细胞间通信。精液、羊水、血液和母乳都含有具有公认功能的外泌体
外泌体在免疫反应中的作用已被广泛证明。最近的工程外泌体实验表明,外泌体在诱导适应性和先天免疫反应方面具有一定的作用,支持了它们在治疗开发中的效用,并在协调免疫反应应对感染因子或癌症方面发挥了潜在作用。
来自抗原提呈细胞(APCs)的外泌体携带p-MHC-II具有抗原肽的主要组织相容性复合体II(p)]和共刺激信号,并直接将肽抗原呈递给特定的T细胞以诱导其激活。
外泌体可能在代谢性疾病的出现和心血管健康中发挥作用。研究发现,它们可以转移代谢物,并通过胰腺b细胞、脂肪组织、骨骼肌和小鼠和人类肝脏之间的外泌体miRNA交换来转移代谢物,从而促进细胞间的通信。
这些发现支持了癌细胞来源的外泌体可以改变非癌细胞的代谢,包括脂肪细胞和胰岛细胞,从而在功能上促进恶病质和副肿瘤综合征的发展
外泌体生物发生和神经元细胞分泌囊泡明唤调节之间的交集为外泌体和神经退行性疾病发病机制之间的假定联系提供了新的见解。外泌体可参与错误折叠蛋白的清除,从而发挥解毒和神经保护功能,或参与错误折叠蛋白的繁殖和聚集,有效促进蛋白质聚集物的“感染性”,促进疾病进展。
与外泌体在其他疾病中的作用相比,癌症外泌体的研究进展迅速,外泌体与癌症的几个显著特征相关。外泌体影响肿瘤形成、生长和转移、副肿瘤综合征(paraneoplastic syndromes)和治疗耐药性。外泌体在癌症进展中的作用可能是动态的,特定于癌症类型、遗传和阶段。
在大多数研究中,癌细胞来源的外泌体的基质细胞受体是癌相关成纤维细胞(CAFs)和免疫细胞,它们在肿瘤微环境中相互动态调节。
在多种癌症类型中,已经报道了来自癌细胞的外泌体在转移部位引起实质信号应答(parenchymal signaling response),有效地重塑远处微环境以增强转移, 例如:
从基质到癌细胞的外泌体交换也可以调节癌症的进展和转移:
外泌体也参与了肿瘤微环境的血管生成和细胞外基质重塑,这是肿瘤生长和转移扩散的关键步骤
癌细胞脱落的外泌体可促进对各种化疗药物和抗体的耐药性
外泌体在向病变细胞传递功能性物质方面的特性有利于它们在基础水平和应用水平上作为治疗载体
外泌体存在于所有生物液体中,并由所有细胞分泌,使它们作为微创液体活检具有吸引力,并有可能通过纵向取样来跟踪疾病进展。
外泌体自身或作为药物有效载荷的载体正在积极探索作为治疗药物。与脂质体相比,注射的外泌体可以有效地进入其他细胞,并在外源性给予小鼠时以最小的免疫清除传递功能性货物。
此外,外泌体的治疗应用是有希望的,因为它们已被证明具有良好的耐受性。
前言
肝细胞癌(HCC)是世界上第五大常见癌症,以及全球癌症死亡的第五大原因。大部分HCC患者出现转移,其中肺转移的总体生存率约5.9月,无转移患者总体生存率约16.2月。肺转移在恶性肿瘤中的发病率约25%-30%,HCC患者发病率约41.6%-43.6%。
肿瘤细胞与相应微环境的相互作用以及基质细胞参与肿瘤进展的重要性。肿瘤的基质细胞有内皮细胞,纤维母细胞,肿瘤浸润的炎症细胞,这些细胞创造微环境,改善肿瘤细胞的特蚂猛此性,调控肿瘤的发展及对治疗的应答。研究表明,肿瘤相关的巨噬细胞(TAMs)可以加速肿瘤的发生、发展。巨噬细胞根据极化特性分为M1和M2型,M1型巨噬细胞能够分泌促炎症和免疫刺激因子,TAMs比较接近M2型巨噬细胞,可以激活产生Th2细胞因子。TAMs加速癌细胞转移以及癌细胞与TAMs对话的潜在机制有待进一步阐明。
外泌体是一种包含蛋白、核酸、脂质的微小囊泡,参与肿瘤微环境中不同类型细胞间的物质运输、信息传递。由于TAMs外泌体与肿瘤的研究是有限的,所以TAMs外泌体对肿瘤的发生发展和转移也需要进一步探索。
最近发表于Hepatology杂志(IF=14.679)的研究指出,肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)来源的外泌体介导CD11b/CD18蛋白转移到肿瘤细胞,可能增强了肝癌细胞迁移能力,为肿瘤转移机制提供新的见解。
◆ 技术路线 ◆
在这项研究中,研究人员获取120例肝癌vs. 癌旁,转移vs. 非转移临床样本,CD206、CD68在肝癌和HCC非转移组织样本中表达显著升高,且CD206、CD68高表达患者预后较差。
功能上,M2型巨噬细胞/M2型巨噬细胞条件培养基与肝癌细胞共培养,促进肝癌细胞的迁移和侵袭。
PKH26染色示踪肝癌细胞吞噬外泌体效率;M2型巨噬细胞来源外泌体(M1 exos)介导肝癌细胞迁移和侵袭;GW4869(外泌体抑制剂)知笑逆转迁移和侵袭表型。
体内实验表明,巨噬细胞来源外泌体预处理肝癌细胞,尾静脉接种到小鼠。与对照、M1 exos相比,M2 exos组肺转移显著增强;GW4869可以逆转体内肺转移表型。另外,M2 exos组总体生存时间也显著降低。M2 exos增强HCC细胞侵袭能力,可能是巨噬细胞和肝癌细胞之间的一种新的信息传递模型。
蛋白质组学测序:M2 exos 组显著上调的蛋白有:FGL2,FABP4, CD37, ITGB2 (CD18 or β2 integrin), ITGB5, and ITGAM (CD11b or αM integrin)。体内和体外研究结果表明,CD18 、CD11b在M2 exo中高表达,可通过M2 exo传递到HCC细胞;CD18 、CD11b抗体阻断后迁移和侵袭能力也下调,小鼠存活时间延长。
前期研究结果表明,在肿瘤发生的初期,MMPs降解胞外基质介导肿瘤的侵袭和转移。研究者通过WB、qPCR、ELISA实验发现M2 exo处理的肝癌细胞中MMP-9表达上调,CD18 、CD11b抗体阻断后MMP-9表达量下调;MMP抑制剂(MMPi)或联合M2 exo处理肝癌细胞,其迁移和侵闷迅袭力下降;另外MMPi处理的肝癌细胞接种小鼠,肺转移数目显著降低。
总之,本研究阐明了M2 exo传递αMβ2到肝癌细胞,激活受体细胞表达MMP9,从而促进肝癌转移。
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什么是外泌体
人到中年,最难以启齿的矛盾便是脸上越来越多的皱纹和内心与日俱增的
“抗老需求”之间的矛盾。为了今天的容颜不被明天改变,什么玻尿酸、水光针甚至是干细胞美容,我都勇于“尝鲜”。而灶颤哪作为美容界的后起之秀——“外泌体”,我更是不愿错过。毕竟它虽然是近两年兴起的美容模式,但其发展历史也已经有40多年了,而它的美容功效更是有口皆碑,比干细胞美容有过之而无不及,一时间,关于外泌体美容的宣传铺天盖地,可谓是风头无两,颇有“江湖大佬”的地位。但也正因为如此,我们更要科学严谨的对待外泌体美容,了解它的原理,才能更好的应用它。
外泌体,从字面上看,就是细胞向外分泌的物体。科学释义是:细胞所分泌的直径为30~150nm的双层磷脂囊泡,主要功效成分包括蛋白质类物质及micRNA类核酸物质。
外泌体的作用机理
外泌体最大的功能便是人体的“通信兵”,它能在细胞间传递物质,从而调控受体细胞的功能及生物学行为。通俗的说,外泌体就好像一辆“细胞货拉拉”,装了自家一堆有用的东西隐码(里面有miRNA,mRNA和lncRNA等小分子核酸,还有细胞因子等蛋白),然后分泌出细胞外,再接着进入另一个细胞,进行“卸货搬家”。
希吉亚外泌体分离方法
外泌体天然存在于血液、尿液、唾液、母乳和细胞培养基等生物体液中,希吉亚外泌体的分离方法有很多种,常用的有超速离心法、免疫磁珠法等。
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超速离心法:超速离心法是大家最熟悉的一种分离方法,文献中应用最多且也是目前比较受到认可的方法。超速离心是先通过低速离心去除细胞和细胞凋亡碎片,再通过超高速去除大囊泡和沉淀外泌体。此方法耗时耗力,往往需要8-30个小时;且需要大量的起始材料和超速离心机;产量不高。
希吉亚外泌体美容机制
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免疫磁珠法:利用外泌体表面特有的表面标记物(如CD63、CD9蛋白),用包被抗标记物抗体的磁珠与外泌体囊泡孵育后结合,即可将外泌体吸附并分离出来。该方法具有特异性高、操作简便、不影响外泌体形态完整等优点,但外泌体的生物活性易受pH和盐浓度影响,不利于下游实洞差验。
促进细胞再生。外泌体可以有效刺激受体细胞,释放细胞活力,促进其再生和新生。因而可以帮助淡化祛除斑点,促使肌肤光亮细腻。
修复受损细胞。外泌体外泌体可以加速I型胶原和III型胶原的基因表达,促进成纤维细胞增殖、胶原合成,从而让帮助修复受损的肌肤屏障。而且它可以提高受损部位的修复能力和愈合能力。
抑制炎症产生。外泌体可以诱导巨噬细胞向M2型极化,从而降低了巨噬细胞诱发炎症反应的能力,从而抑制炎症。我们肌肤的很多问题都与肌底炎症有关,而外泌体可以通过抑制炎症来让肌肤从内而外的健康起来。
干细胞疗法围绕使用完整细胞来替代丢失的组织。相反,外泌体是与细胞分离的囊泡。外泌体促进恢复青春活力的方式是利用外泌体中携带的有效成分来帮助其他细胞。
干细胞和外泌体的另一个主要区别是前者仅从身体的特定部位获得,例如:骨髓、血液、脂肪组织。而外泌体,可以从几乎所有类型的细胞中获得。胎盘中也含有大量的外泌体。
通过上述科普,大家对外泌体美容一定有了更全面的认识
外泌体
外泌体是指包含了复杂 RNA 和蛋白质的小膜泡 (30-150nm),现今,其特指直径在40-100nm的盘状囊泡。1983年,外泌体首次于绵羊网织红细胞中被发现, 1987年Johnstone将其命名为“exosome”。多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体。其主要来源于细胞内内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体,经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质中 。
所有培养的细胞类型均可分泌外泌体,且外泌体天然存在于体液中,包括血液、唾液、尿液、脑脊液和乳汁中。 有关他们分泌和摄取及其组成、“运载物”和相应功能的精确分子机制刚刚开始研究。 外泌体目前被视为特异性分泌的膜泡,正液春参与细胞间通讯举耐,对外泌体的研究兴趣日益增长,无论是研究其功能还是了解如何将其用于微创诊断的开发。
当外泌体在1980年首次被发现后,其被认为是细胞排泄废物的一种方式,如今随着大量对其生埋悉物来源、其物质构成及运输、细胞间信号的传导以及在体液中的分布的研究发现外泌体具有多种多样的功能。外泌体的功能取决于其所来源的细胞类型,其可参与到机体免疫应答、抗原提呈、细胞迁移、细胞分化、肿瘤侵袭等方方面面。有研究表明肿瘤来源的外泌体参与到肿瘤细胞与基底细胞的遗传信息的交换,从而导致大量新生血管的生成,促进了肿瘤的生长与侵袭。
关键词:外泌体与肿瘤的关系有哪些研究