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外泌体化学修饰(外泌体的纯化)

2022-12-25 03:58:46 作者:max
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外泌体干细胞是什么?

外泌体(exosome, EXO)是一类直径40-100nm的细微囊泡,能够 将脂质、糖分、蛋白、mRNA、miRNA和DNA等生物分子从一个细胞传送到另一个细胞,进而互换遗传物质、重程序编写寄主细胞,开展细胞间通信。外泌体医治的具体优点包含:抗原性比细胞更低,内容物平稳易储存,可根据更改细胞自然环境调整外泌体功能,便于批量生产。

因此 ,有许多学者明确提出:干细胞对各种病症能具有医治功效,关键缘故干细胞可代谢多种多样细胞因素充分发挥激素调节功效,消除发炎,修补损害。

研究表明,来自不一样的安排的外泌体不但具备其非特异蛋白质分子结构,并且还包括其履行功能的主要分子结构。也就是干细胞外泌体具有干细胞的一些特性,例如具备定项转移的归巢工作能力、低抗原性等。研究表明,干细胞来源于的外泌体能够合理装运mRNA、microRNA及蛋白等生物活性化学物质,具备降低细胞细胞凋亡、缓解炎症现象、推动毛细血管转化成、抑止肝纤维化、提升机构修补发展潜力等关键分子生物学功能,在管控机构再造层面存有较好的临床医学应用前景。

干细胞外泌体是来自干细胞的一种细胞分必物。它带上有干细胞的蛋白、mRNA和microRNA等生物活性化学物质,具备干细胞的一些功能。除此之外,外泌体合乎纳米颗粒的界定。干细胞外泌体可以透过血脑屏障,是干细胞与别的细胞中间信息内容传送的关键物质,有利于干细胞功能的完成。有研究表明,间充质干细胞用以医治神经系统产生病症的大多数或所有呈阳性结果归功于来源于间充质干细胞的外泌体。

小RNA(tsRNA)的发现与临床价值

转移 RNA (tRNA) 衍生的小RNA (tsRNA) 是一种新型的非编码小 RNA,可通过酶从 tRNA 上切割下来,在转录和翻译水平调节基因表达。tRNA的化学修饰可以直接影响 tsRNA 的产生和生物学功能。tsRNA参与多种疾病的发病机制,包括免疫紊乱、代谢紊乱和恶性肿瘤的发展,并且是各种疾病的潜在诊断生物标志物和治疗靶点。

tRNA由70-90个核苷酸组成,是一类具有L形三级结构和“三叶草”形二级结构的RNA,它的主要作用是在mRNA的指导下将氨基酸携带到核糖体中进行蛋白质合成。在这个过程中,tRNA可以被几种酶特异性切割成许多小片段。  tsRNAs 主要分为 tRNA 衍生片段 (tRFs) 和tRNA 半部分。 

 

引自“Deciphering the tRNA-derived small RNAs: origin, development,and future”

表观转录组学的一个核心特征是 RNA 的化学修饰,特别是在 tRNA 和 rRNA 中,碱基修饰普遍存在。对 tRNA 的各种修饰不仅对 tRNA 功能产生影响,而且还决定了 tsRNA 产生的命运。

在转录后水平,甲基化是tRNA 的常见化学修饰,甲基转移酶 NSun2 的丢失直接导致 tRNA 低甲基化, 低甲基化 tRNA 对 ANG具有高亲和力,将其切割,导致 5' tRNA 片段的积累。积累的 5' tRNA 被证明能够激活未加帽的翻译抑制程序],从而导致蛋白质合成减少。

tsRNA还直接参与RNA 沉默 ,tRNA衍生物表现出miRNA 样效应。tRFs可以与 Argonaute (AGO) 蛋白形成复合物,与靶基因mRNA 的 3'非翻译区(3'UTR) 相互作用并抑制靶基因的表达。源自 tRNA-Gly-GCC的tRF-3 (命名:CU1276),具有B细胞淋巴瘤中miRNA 的功能特征,包括与 AGO 蛋白的物理结合和 mRNA 转录的序列特异性抑制。此外,细胞质中的 5'tiRNA 与tRNase ZL(tRNA核酸内切酶)作为小向导 RNA 相互作用,引导 5'tiRNA-tRNase ZL复合物特异性结合并切割靶基因,从而下调靶基因的表达水平。各项发现表明,tRFs 和 tiRNAs 直接参与 RNA 沉默,其机制类似于miRNAs。

此外,tsRNA还参与免疫过程。当免疫系统无法区分自身和外来抗原时,就会发生自身免疫性疾病,从而引起免疫反应,从而对身体造成损害。系统性红斑狼疮(SLE) 是一种具有代表性的自身免疫性疾病,与多变的临床特征和复杂的病理机制有关。与正常对照相比,总共有 355 个 tsRNA 在 SLE中差异表达。在 GO 和 KEGG 通路分析中,建立了 tsRNA 及其相关靶基因,以丰富免疫反应和免疫系统过程,以及 Th1 和 Th2细胞分化、T 细胞受体等信号通路。tRF-3009在 SLE 的 CD4+ T 细胞中高表达,并且与 SLE 疾病活动指数、狼疮肾炎和血清IFNα 水平呈正相关。从机制上讲,tRF-3009 水平与 ATP 和ROS 水平一起通过 IFNα 处理升高。在tRF-3009敲低后,IFN-α 诱导的 ROS 和 ATP 被抑制。这些发现暗示 tRF-3009 可能通过调节 IFN-α 诱导的 CD4+ T细胞氧化磷酸化 (OXPHOS) 参与 SLE 的发展。并且,MSC-外泌体中的 tsRNA-21109 可能通过抑制巨噬细胞向 M1表型的极化来减轻 SLE 症状 。

事实上,作为新型sncRNA,tRF 和 tiRNA 也参与了不同的代谢途径。精子 tsRNA 可以作为潜在的载体,帮助母体高脂饮食 (HFD)诱导的成瘾行为和致肥胖表型的代际传递。母体HFD在第一代(F1)诱导肥胖表型;在将从 F1 雄性大鼠精子中分离的 tRF注射到健康的受精个体中后,可以复制 F1 中的表型。因此,tRFs 在代谢紊乱的代际遗传中发挥作用。

恶性肿瘤中tsRNA 经常失调。tsRNA在乳腺癌中表达失调,揭示了 tsRNAs受癌基因调控,并在不同的乳腺癌阶段差异表达。ts-29的表达水平从乳腺癌的早期到晚期逐渐降低,而ts-3的表达水平在乳腺癌的晚期显着下调。由此,鉴定了四种选择性响应肿瘤抑制因子RUNX1 表达的 tsRNA(ts-19、ts-29、ts-46 和 ts-112)。研究已显示可促进正常乳腺上皮和乳腺癌细胞增殖的ts-112 在 RUNX1 过表达细胞中显着下调。同时,在乳腺癌细胞外载体 (EVs) 中检测到 tsRNAs 水平升高。这些 tsRNA的特征与肿瘤中已知的 miRNA 的组合表明,EV 在循环中的癌细胞中的特异性大大增强,将它们与其他细胞来源的 EV 区分开来。

引自“Deciphering the tRNA-derived small RNAs: origin, development,and future”

今天,tRFs和 tiRNA在临床应用中作为生物标志物的潜力正在逐渐显现。  tRFs 和 tiRNAs 大量存在于血清或唾液中,HER2 + EBC患者中抑制的 tRF-Glu-CTC-003 水平与较差的总生存期和无病生存期结果相关。这些tRF 是 EBC的潜在诊断生物标志物。此外,tsRNA 可以选择性地输出到 Evs 中,外泌体携带的 tsRNA已被用作临床诊断应用的生物标志物。各项研究表明外泌体 tsRNA 是潜在的“液体活检”肿瘤诊断生物标志物。这也是迄今发现tsRNA最重要的临床价值。

总之,越来越多的新 tsRNA 被鉴定出来,它们在疾病中的作用和潜在机制不断被阐明。对 tsRNA 的深入研究将阐明疾病的发生和发展。未来,tRNA衍生物将作为新的诊断生物标志物和治疗靶点, 具有重要的临床价值。

参考文献:Deciphering the tRNA-derived small RNAs: origin, development,and future

什么是外泌体保存液,外泌体保存液介绍

外泌体的实验的基础,很多童靴认为这是最简单的。如果你真的这么认为,那么就大错特错了。收集样本有不同的要求,一个比一个重要。那该如何去选择我们的实验样本?取样的时候又该注意些什么?分离好后的外泌体又如何保存呢?

一、外泌体样本的选择和注意事项

实验样本不同在收集的时候需要注意的点不同。你研究的是哪种样本,需要特别注意哪些方面呢?看以下阐述:

1、细胞上清

选用细胞培养上清作为分离外泌体的实验材料不会像血样等存在样本量限制的问题,而且操作简单,直接离心即可。但在细胞培养过程中需注意污染、培养时间、细胞死亡率及FBS的问题。和所有的细胞实验一样,培养过程中不允许有污染,但有些培养细胞本身带有病毒基因组,在培养过程中会释放出病毒颗粒,这就要衡量病毒颗粒是否会影响后续实验。

一般培养24-48h后细胞即可分离外泌体,在特殊情况下,如在培养基中添加特殊的化学物质,培养15-60min即可收集。因细胞死亡会分泌小体,所以在研究外泌体时细胞的死亡率一定要控制 5% 之内。未经处理的FBS中含有大量的外源外泌体,所以细胞培养一定要用经过处理不含外泌体的FBS。

2、唾液

唾液的成分会因取样的位置和时间不同而不同,所以同血样一样需定点定时。唾液主要由舌下腺,颌下腺及腮腺3个腺体分泌,所以不同位置的唾液成分不同,在收集的时候需固定位置或是收集所有的唾液。不同时间段的唾液成分也会不一样,所以也需定时取。其他如吸烟进食都是禁止的,一般建议采样1h之内不能有进食行为,包括饮料,且不要剧烈运动,在平息状态下取样。最后一点,不能刷牙。

3、血液

在第一次外泌体课程的时候,就有许多同学问到关于血清和血浆选择的问题,那到底应该选哪个呢?血浆=血液-血细胞 血清=血浆-纤维蛋白原-凝血因子

分不清楚两者的弄清血清的来源就能牢牢记住啦。血清是血液凝固之后收集的液体,所以其中少了纤维蛋白原,凝血因子,以及多了很多凝血产物。纤维蛋白原可转化为纤维蛋白,具有凝血功能。在凝血过程中血小板会分泌大量的外泌体,有研究发现血清中有接近50%的外泌体来自额外的分泌。所以一般实验选择血浆,在特殊情况下,如研究与血小板相关的疾病的时候,当然是血清更适合。

受限于样本,血样一般取2ml。那取血样的时候有什么注意的地方呢?在外泌体的血样研究中,经常被忽略的一个问题就是针头的大小。在抽血过程中,血液流经针头的时候会产生剪切力,若针头太细,剪切力较大,会使细胞破碎或刺激血小板分泌外泌体,从而影响后续的实验。有些文献报道21号针头的大小比较合适作为外泌体研究的血样收集。其他诸如采血的位置,人的生理周期,饮食周期及时间周期(24h)等都会影响样品中的外泌体。所以取样的时候尽量定点定时。最后还需注意,尽量在采血30min内处理样本,因血液收集在收集管中时,血细胞和血小板还会分泌外泌体。

4、鼻涕

研究鼻涕有一个特殊的价值,其可以探索治疗性外泌体。啥是治疗性外泌体?在脑部的疾病治疗中,药物可以外泌体的方式注射到鼻腔,这样药物就可以避开血脑屏障。鼻涕的收集与许多环境因素相关,如年龄、季节、性别 、城市、过敏史及职业风险。鼻涕的收集方法没有统一标准,只需保证所有样本取样方法一致即可。

5、尿液

在尿液的取样中,除性别、年龄、进食等影响外,还有一个特殊的点即是尿液的新鲜程度,这个新鲜度指的是尿液在膀胱中存在的时间。

6、乳汁

乳汁中存在的外泌体、抗体等会影响新生儿的发育,具有较大的研究价值。泌乳的阶段、 胎次、膳食、泌乳量、是否是母乳喂养、母亲的健康状态、精神状态等都会影响外泌体的分泌。需要注意的是乳汁中含有大量的脂蛋白,会对后面分离外泌体产生影响。

7、脑脊液

脑脊液研究面临的困难主要在样本的获取及样本中外泌体丰度少,有木有一种雪上加霜的感觉。那这个问题如何解决?国外可购买商业正常样本或者使用其他疾病样本作为对照。

二、外泌体的保存

对于外泌体的保存,和其他分子样品一样,提取的外泌体低温保存即可,短时间(一周之内)可放4度,长时间放-20或-80。也有人认为放4度更好,怕低温冻融会影响外泌体的完整性,但目前还没有一个定论,而且大部分文献认为没有影响。那到底放几度呢?有一招,分装放-20或-80,是不是妥妥的。

请问cpe是什么意思?

CPE为熟练英语证书考试,剑桥最高级英语认证,全写为:Certificate of proficiency in English.

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什么是外泌体保存液,外泌体保存液介绍?

外泌体(exosomes)是一种由活细胞分泌,直径在30-150nm,具有双层脂质膜结构的小囊泡,它在机体内广泛存在,如外周血、腹水、尿液、唾液、脑脊液等各种体液中,内含丰富的蛋白质、脂质以及核酸等生物活性成分。外泌体参与物质运输,还携带和传递重要的生物信息,在介导免疫抗原递呈、树突状细胞的活化、神经退行性疾病发生、肿瘤细胞抗原的转移及肿瘤诊断治疗中发挥重要作用,吸引了很多科研人员的关注,在深入研究外泌体前,外泌体的提取纯化、鉴定及合理保存是首要的步骤,也是一切后续实验的基础,只有高活性、高稳定性的外泌体才能确保后续实验的质量和可信度。

目前外泌体只能在2~8℃稳定保存3天,-20℃稳定保存1个月。长期保存需要-80℃低温,并且不能冻融,存储条件要求高,这些缺点影响了外泌体的深入研究。

由此,有效保持外泌体的完整性、生物活性和内含物稳定性的外泌体保存液仍有待开发。

外泌体可通过什么方式被其他细胞摄取?论述外泌体跨膜运输方式

细胞生物学从16世纪启蒙到上世纪70年代电子显微技术出现,其发展大体可以分为四个阶段。细胞生物学其实还是一门非常重要的学科,是在细胞水平上利用物理和生物化学手段,对生命活动进行科学研究,核心问题是遗传与发育的问题。从上世纪50年代以来诺贝尔生理与医学奖大都把奖项给了生物细胞生物学研究方面的科学家。细胞生物学看似简单,但其课程中所涉及的专业面非常广,细胞生物学总体来说算是一个后起的边缘学科,所设计的无机化学,有机化学,形态学,胚胎学,染色体学,分子生物学,生物化学,生理学等内容非常多,越是边缘学科,所涉及的学科门类越多,所以相对来说难度就越大,但是在学习过程中,只要把握重点知识结构,学起来也没那么难。

除了专业还有家庭地域个性等重要因素。如果不考虑社会发展的影响,例如弃学从商等,主要考虑在所学专业方面的发展,一般取决于所学专业水平,如学校和导师在同行中的学术地位等。作为一个准备读研的人应该具备研究判断能力,否则还是直接就业好。当然,最主要的还是个人的学习能力和水平,只要能走在前列,无论什么专业前景都是非常美好的

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