外泌体的蛋白跑不下来（外泌体蛋白质）

本文目录一览：

• 1、外泌体提取策略
• 2、外泌体是个什么“鬼”
• 3、什么是外泌体？
• 4、为什么运动可以促进外泌体的释放？有类似Ca+的这种机制详细解答的文献吗

外泌体提取策略

外泌体即细胞外囊泡（简称EVs）是所有细胞主动分泌的纳米级囊泡,活细胞释放不同类型的细胞外囊泡进入细胞外环境进行细胞间交流,细胞外囊泡越来越多地被认为是有希望的液体活检生物学标志物｡根据相似囊泡的直径大小可将细胞外囊泡分为三类,直径在50-150nm的外泌体,直径在100-1000nm的微囊泡､外粒体和微颗粒,直径在-100-5000nm的凋亡小体｡目前主要认为,外泌体产生的过程是细胞膜内陷形成内体,再形成多泡体,多泡体与质膜融合导致其管腔内囊泡释放到细胞外,产生一种称为外泌体的EV亚型｡

2 外泌体的提取纯化方法

2.1 基于密度的分离方法

2.1.1 超速离心法

超速离心法是最常用的外泌体提取方法,首先,施加较低速度的离心力300g以从细胞培养液中去除细胞;然后,对上清液施加较大的离心力(10000-20000g),去除大的细胞碎片和破碎的细胞器;最后,再次进行高速(100000-150000g)离心从 上清液 中收集外泌体,所有离心在4℃下进行｡超速离心法获得的外泌体不被分离试剂污染,且分离数量多,处理样本小｡尽管超速离心法是提取外泌体最广泛的“金标准”,但仍然有很多缺点,如所需的超高速离心仪器比较昂贵､样品量大､耗时长､电镜观察外泌体时仍存在蛋白质污染｡

2.1.2 蔗糖密度梯度离心法

目前已发现,外泌体在蔗糖梯度为1.15-1.19g/mL密度中漂浮,所以根据这个特性,可以将样品与蔗糖梯度溶液一起超速离心,外泌体沉降到不同的密度区域就可以将其区分出来｡蔗糖密度梯度离心法需要预先配好连续梯度浓度的蔗糖溶液,将蔗糖溶液铺于离心管底部,再将样本放于上部,4℃下100000g超速离心｡蔗糖密度梯度离心法获得的外泌体纯度较高,但是前期准备复杂,耗时长,又不能完全将外泌体与蛋白质分离开｡2013年10月ISEV会议一些研究人员表示,通过蔗糖密度梯度离心法分离囊泡时,细胞囊泡的生物功能丧失｡

2.2 沉淀法

2.2.1  聚乙二醇 (PEG)

PEG 是一种水溶性非离子化合物,具有极强的亲水性,可以与疏水的脂质双分子层结合,从而改变外泌体的溶解度而使外泌体沉淀｡RIDER等研究发现,PEG水平会影响外泌体的产率,且从外泌体中获得的总蛋白和RNA在数量和质量上足以用于蛋白质组学和测序分析｡沉淀法操作简单,不需要特殊设备,更经济,外泌体产量高,但是会沉淀一些非外泌体的疏水性物质而导致外泌体纯度不够｡

2.2.2 试剂盒法

最近已经开发出基于聚合物共沉淀的试剂盒,如ExoQuick､TEI等,可用于提取多种体液中的外泌体｡聚合物沉淀剂ExoQuick与样品4℃共孵育30min,然后室温1500g离心30min,即可获得外泌体沉淀｡与超速离心法比较,试剂盒法更简便､耗时短,且能获得更高的外泌体产量｡试剂盒法获得外泌体沉淀含有的杂质较多,不同来源的样本需要使用不同的试剂盒来进行提取,且试剂盒价格较贵｡

2.3 基于大小的分离方法

2.3.1 SEC SEC

主要根据外泌体的大小对外泌体进行分离和纯化｡样品中大分子物质不能进入凝胶孔而被流动相快速洗脱出来,尺寸小于孔径的物质可进入多孔材料,需要较长时间被洗脱出来,即可通过不同的洗脱时间分离外泌体｡BING等证明了琼脂糖凝胶可以从无血小板上清液中纯化出外泌体,通过这种方法,外泌体很容易从蛋白质和高密度脂蛋白中分离出来｡HONG等通过改编和使用mini-SEC方法能够有效分离出外泌体,与漫长而复杂的超速离心法不同,它可在30min内完成外泌体分离｡通过SEC分离的外泌体纯度较高,分离出结构上完整且功能活跃的囊泡是基于微型SEC分离的重要优势,但数量较少,而且需要特殊设备,故应用不广泛｡

2.3.2超滤法

超滤法是根据外泌体的大小使用相应孔径的滤膜,将样品中小分子物质过滤到膜的另一侧,而将大分子物质滞留在膜上来达到分离的目的｡超虑法简单､省时､成本低｡LIU等改良了简单的超滤法,通过将不同孔径的膜(200､100､80､50､30nm)串联在一起,实现了不同大小外泌体的快速分离,且捕获效率明显高于超速离心法｡然而,过滤器很容易被囊泡和其他大分子物质堵塞,这种情况很容易导致膜压力过大而破碎｡

2.4 基于表面成分亲和力的分离法

2.4.1 蛋白质

外泌体表面含有丰富的蛋白质,所以基于其表面成分的亲和力特别适合于分离外泌体｡CD63是外泌体中发现的最丰富的蛋白质之一,因此,常用抗CD63免疫吸附外泌体｡ZHAO等通过使用抗CD63包裹的磁珠与血液样品不断混合,将外泌体捕获到磁珠上后,加 缓冲液 冲洗5min,然后引入3种不同荧光染料标记的抗体[抗CD24､抗上皮细胞黏附分子(抗EpCAM)､抗糖类抗原-125(抗CA-125)],通过观察不同荧光强度可以量化卵巢癌中不同肿瘤标志物的表达水平｡

2.4.2 膜磷脂

虽然大部分基于表面成分的亲和方法是基于外泌体表面的蛋白质,但是脂质双层也是一种很好的检测目标｡XU等利用外泌体膜上表达的磷脂酰 丝氨酸 (PS)可以被PS结合受体Tim4很好地结合,用Tim4固定化的磁珠与样品反应进行外泌体捕获,并且观察到洗脱的外泌体保持着完整的形态,与商业外泌体提取试剂盒相比,表现出更高的捕获率｡CHEN等利用外泌体将带负电荷的PS暴露在膜上的特点,使用带正电荷基团的离子交换树脂的磁珠与血浆样品反应,血浆中的外泌体就能与磁珠结合,通过这种方法分离的外泌体具有比超速离心法更高的回收率和更少的杂质蛋白｡

2.5   ACE分离法

ACE微阵列产生的介电泳(DEP)分离力是通过施加交流电场产生的,纳米级的粒子和其他纳米级实体物质被吸引到圆形微电极边缘周围的DEP高场区域,细胞和大的实体物质被吸引到DEP低场区域｡ IBS EN等的ACE装置需要30-50μL血浆样品就能够在15min内将外泌体浓缩到微电极周围的高场区域｡ACE设备流程明显快于目前使用的方法,这个装置简化了外泌体提取和回收过程的能力,明显减少了加工步骤和消耗时间｡CHEN等构建了具有交叉电极的DEP芯片,能在30min内从血浆样品中分离出外泌体｡经过测试证明,DEP芯片具有高捕获率和高回收率,需要的时间更短,并且不需要笨重和贵重的仪器｡

2.6 微流控芯片法

微流控芯片法是新开发出来的用于快速高效分离样品中外泌体的方法｡WOO等使用2个纳米过滤器(Exodisc)集成的实验盘在30min内实现了20-600nm外泌体的全自动富集｡使用纳米粒子跟踪分析定量检测证实了细胞培养上清液中外泌体的回收率大于95%｡与超速离心法相比,Exodisc提供了高出100倍的mRNA水平,更省时,所需样本量更少｡FANG等开发了一种微流体芯片,将包裹了抗CD63的磁珠与血浆样品通入芯片,在第1个腔室中捕获到外泌体,通入一抗与磁珠-外泌体混合物结合,再通入荧光标记的二抗形成磁珠-外泌体-一抗-二抗混合物聚集在第2个腔室｡微流控芯片法操作简单,捕获率高,特别适合于生物学研究｡外泌体作为癌症诊断的有前景的生物学标志物,其在癌症的液体 活检 中受到关注｡外泌体的生物学价值和临床应用价值凸显了开发有效提取和分离外泌体技术的重要性和必要性｡相信随着技术的不断进步和创新,外泌体提取将变得更加简便经济,纯度越来越高,完整性越来越好｡

提取后往往需要进一步检测，确定提取的是不是外泌体。有三种方法：1. 扫描电镜观察；2. NTA仪器粒径检测；3. WB检测。如图所示，在外泌体上往往存在许多标志物，这时候就可以选择相应的抗体进行WB检测。根据22 篇外泌体相关文献的统计，排在前4 位的检测指标为 CD63（13/22）、Tsg101(8/22)、CD9 和CD81并列第三位（6/22）；接着检测较多的4 个指标为Alix （4/22）、HSP70(3/22)、flotillin (3/22)和Syntenin (2/22)；此外还有一些指标仅在1 篇文献中出现过，例如HSP90、LAMP2B、LMP1、ADAM10、nicastrin、AChE、AQP2、RPL5、a-1AT。针对外泌体的定性检测至少选择两个指标就能满足文章发表需要了，比如检测CD63 和Tsg101。 

外泌体是个什么“鬼”

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，参与细胞间通讯，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。

什么是外泌体？

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（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。

Ø

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

Ø

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

为什么运动可以促进外泌体的释放？有类似Ca+的这种机制详细解答的文献吗

维持着生命的运转。

心脏又是如此脆弱，各种因素（如机械作用、有毒物质、吸烟、酗酒、不良情绪等）都能让它受伤，每年因心脏相关疾病死亡的人数超过千万。

不过，作为生命力量之源的心脏，人类也有多种方式来保护它，其中最重要的方式之一就是——运动。

最近，中国第四军医大学的高峰和王立峰教授带领的联合团队发现，长期锻炼的人动脉血管会分泌更多的miR-342-5p（一种非编码RNA），并通过外泌体运送到心脏，保护受损的心肌细胞，减少心肌梗死的风险。

这项研究首次发现了miR-342-5p对心肌细胞的保护作用，并揭示了这种保护作用的完整机制，对缺血性心脏病的预防和康复有重要意义。相关研究发表在著名学术期刊Circulation Research上[1]，论文的第一作者是Zuoxu Hou和 Xinghua Qin两位同学。

高峰教授

小时候，父亲就对奇点糕说，运动可以让你拥有一颗强大的心脏。而奇点糕也从小就养成了日常锻炼的习惯，无论生病或者精神萎靡时，都喜欢通过运动来恢复状态。当奇点糕努力提高了自己的知识水平后，就越发喜欢运动了。因为有无数的科学证据表明运动可以减肥、壮骨、防癌、防痴呆等。

不仅如此，对于人类健康的最大威胁——心血管疾病，运动的益处也是显而易见的。有研究表明，运动对受损的心脏有直接的保护作用，提高人类心脏病发作时的存活率[4]，尤其是在发生“心肌缺血再灌注损伤”后。

1960年，有人在狗狗身上观察到一个现象：当心肌因阻塞而缺血后又恢复供血，会更加严重地损伤心肌组织，这个过程被称为“心肌缺血再灌注损伤（MI/R）“[2，3]。MI/R可能导致心肌细胞大面积坏死，引发严重的心肌梗死，每个人都可能遇到。

高峰教授团队曾在小鼠体内发现，长期运动能防止MI/R导致的心肌细胞凋亡，减少心肌梗死的风险[5]。但是，目前人们还不清楚运动到底是如何保护心肌细胞的。

心肌梗塞对心脏损伤很大

近段时间，外泌体成为医学研究的热点。很多细胞都能分泌一种小的（30-100 nm）内源性膜囊泡，里面包含蛋白质、mRNA和非编码RNA（如miRNA）等，在全身组织和器官之间传递信号[6]。最近有研究发现，在人类进行运动后，外泌体会增加，对心血管系统有益处[7]。

研究人员推测，运动对心肌细胞的保护作用可能是通过外泌体介导的。

他们让一组小鼠进行游泳训练，每天两次，持续4周；并以一组不运动的小鼠做对照。等最后一次训练课程结束24小时后，让小鼠发生“心肌缺血再灌注损伤”（MI/R）。检测发现，相比对照组，锻炼过的小鼠心肌梗死面积更小，血清中乳酸脱氢酶水平更低。（乳酸脱氢酶主要存在于心肌细胞以及肝、细胞中，因此乳酸脱氢酶水平偏高，可以作为心肌受损的指标）

随后，他们从锻炼组和不运动组的小鼠血液中分离出了外泌体，将这两种外泌体分别与受损的心肌细胞共孵育。发现锻炼组小鼠的外泌体能够大幅降低受损心肌细胞的凋亡，而不运动组小鼠的外泌体却没有这种效果。（受损的心肌细胞通过“有氧/无氧”过程进行诱导损伤）

左：心肌细胞吸收外泌体。右：“锻炼”的外泌体抑制心肌细胞凋亡

接着，将这些外泌体注射到正常小鼠心脏中，48小时后再对他们进行MI/R。检测发现锻炼组来源的外泌体，能够大幅减少小鼠的心肌梗死面积，改善心脏的功能，提高左室发展压最大变化速率（±dp/dtmax），降低左室舒张末压（LVEDP）等。

人体中的结果也一样。研究人员分别征集了16名健康的男性学生运动员，让他们进行1年的赛艇训练（每天1-2小时，每周6天）；又征集16名不训练的男性学生志愿者。

在最后一次训练结束的24小时后，收集他们的血液样本分离外泌体，分别与受损的心肌细胞进行共孵育。发现锻炼组学生的外泌体能抑制细胞凋亡，降低乳酸脱氢酶的释放，并提高细胞的存活率。

人体来源的外泌体效果同样不俗

这些结果表明，长期运动后产生的外泌体，确实能够保护受损的心肌细胞。

不过，到底是外泌体中的哪种成分在起作用呢？联合团队对外泌体进行测序，发现训练组和不运动组的小鼠外泌体miRNA有很大差别，他们从中挑选了11种在锻炼组外泌体中被明显上调的miRNA，分别在受损的心肌细胞中进行测试。

实验结果显示，一种叫miR-342-5p的miRNA能够明显抑制细胞凋亡，降低乳酸脱氢酶的释放，并提高细胞的存活率。检测志愿者的外泌体后，也发现锻炼组外泌体的miR-342-5p含量是对照组的1.8倍。

随后，研究人员又在小鼠中通过检验miR-342-5p的功能，证实miR-342-5p对心肌细胞的具有保护作用。看来就是它了，心脏的守护神——miR-342-5p。

不过，这个miR-342-5p到底是怎么产生的呢？之前有研究发现，运动会增强血管与血流之间的剪切力，诱导血管内皮细胞产生细胞因子，对人体有益[8]。研究人员对动脉血管内皮细胞施加剪切力，发现确实能促进这些细胞产生miR-342-5p。

血流变化可以改变剪切力

那miR-342-5p是通过什么方式保护心脏的呢？研究人员对miR-342-5p起作用的机制进行研究，发现其能抑制Caspase 9 和 Jnk2蛋白的水平，并增强Akt蛋白的磷酸化[9，10]。这些作用最终都会抑制细胞凋亡，防止心肌细胞因MI/R而死亡，从而降低心肌梗死的危害。

运动保护心脏的作用机制

这个研究清晰地揭示了长期运动保护心脏的完整机制，并首次发现了miR-342-5p的重要作用，对缺血性心脏病的预防和治疗，具有潜在的临床应用价值。

而对于大多数现在心脏还健康的人，不用奇点糕多说了吧？既然心很容易受伤，那就多爱护它，那就让它更强大吧~

有氧运动的第一作用，就是增强心肺功能。

编辑神叨叨

有时候，人们会很庆幸对于人体至关重要的心脏很难患癌症，少了一种致命的疾病。可是转念一想，心脏很难患癌的重要原是因为心肌细胞不能再生，这也意味着心脏受损很难修复，而每年心脏相关的疾病杀死的人数，超过了全身所有类型肿瘤造成的死亡人数的总和。

当然，心肌细胞无法再生是自然长期进化的结果，相对心肌细胞能再生的低等生物，恐怕是有其优势的。而且，对于生物的进化，更多是遵循阻力而非经济最优原则。