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外泌体dna染色(外泌体染色什么染料好)

2022-12-16 23:00:17 作者:max
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外泌体多组学13-EVs转录组综述:cargo内含物以及占比情况讨论

外泌体和微囊泡是几乎所有类型的细胞都能释放的细胞外囊泡(ev)的两大类,在生物液体中非常丰富,ev的分子组成和释放都被认为是受到外界刺激的严格调控的。多项研究一致表明,ev可以在不同的细胞类型之间转移蛋白质、脂质和RNA,从而介导细胞间的通信和信号转导。重要的是,ev中的小非编码rna被认为是在受体细胞中发生的分子事件的主要贡献者。

此外,外泌体和微囊泡中的RNA可以作为多种疾病的非侵入性的生物标志物,包括免疫系统的病理变化。

这篇综述旨在提供ev相关RNA转录组领域的最新技术,以及对以往使NGS测序来描述不同细胞释放的ev中RNA含量的研究进行全面分析。最后,我们强调了与获得纯EV和 EV相关RNA的深度测序 相关的技术挑战。

细胞外囊泡分为三种类型( classifified by their origin and biogenesis):apoptotic bodies (ABs), microvesicles (MVs, also known as shedding vesicles), and exosomes。

大肿瘤小体(LOs)已被确定为第四种类型的ev,它是由肿瘤细胞脱落的膜泡产生的,其大小与 ABs相似。

它们直径大小不一,包含物也有所差异:MVs和外泌体包含各种细胞质和膜解蛋白以及脂质、糖和核酸(9),而ABs可能还包括核组分和细胞器。

marker特征差异:外泌体特征良好的蛋白标记物包括各种四酯蛋白,如CD9、CD63和CD81;而mv包含质膜常见的跨膜蛋白,如整合素和选择素;同时,ab可以通过组蛋白的存在来区分。

在多种早期RT-qPCR技术以及最近的报道中,外泌体和MV中的mRNA、miRNAs和lncRNAs得到了一致的证实。更先进的高通量RNA测序方法的应用揭示了,从生物液体和细胞条件培养基中分离的ev亚群中存在各种其他RNA种类。

这些RNA种类包括snRNA、snoRNA、piRNA、vault RNA、Y-RNA、scRNA、SRP-RNA和7SK-RNA;以及来自rRNA、tRNA、mRNA、lncRNA和各种基因间重复序列的短片段。

TABLE 1 | 使用高通量测序显示EV转录组含量的报告

Nolte-‘tHoen等人通过高通量测序研究了培养过程中免疫细胞释放的EV中的小RNA含量。从EV中分离出的总RNA大部分是小RNA (200 nt),含有少量的18S和28SrRNA。这些短RNA片段主要定位于蛋白质编码区和基因组重复序列,包括SINE、LINE和LTR序列。相反,细胞小RNA群体中存在的大部分序列代表miRNAs,而细胞分泌的EV中miRNAs的比例显著较低。

除了编码mRNA和重复序列的蛋白质外,EV组分还包含所有类型的结构RNA(如vaultRNA、Y-RNA、snRNA、snoRNA、SRP-RNA和tRNA)以及来自lncRNA和假基因的片段。

此外,相对于细胞RNA来说,许多小非编码转录本在EVs中富集,这表明细胞可能选择特定RNA进行细胞外释放。

许多其他研究也证实,由各种培养细胞释放的外泌体中,miRNA 的表达明显低于其他种类的 RNA,这些数据与先前的观察结果一致,即大多数个体外泌体不携带任何生物学上有意义的 miRNA 拷贝。然而,其他的 RNA 测序实验表明,一些细胞系释放的外泌体中相当大比例的小 RNA-seq reads仍然与 miRNA 相对应。

有趣的是,几个独立的小组观察到有15-50% total reads RNA 片段比对到包括逆转录病毒序列,LTR,SINE,和 LINE 序列的基因组重复序列。需要指出的是,作者并没有明确说明在上述研究中使用的小 RNA 文库制备方案是否包括允许捕获5′-OH 和/或3′-磷酸化 RNA 的修饰。因此,目前尚不清楚他们是否真的在相应ev中表征了小RNA的全谱特征。

Jenjaroenpun 等人和 Miranda 等人分别报道了在 MDA-MB 细胞培养液和尿液 EVs 中总 rna (包括长 rna 和小 rna)的测序,并显示了相当比例的 rRNA 读数(87-97%) ,与细胞质中的 rRNA 含量相似。在剩下的3-13% 的片段中,大约一半被标记为蛋白质编码转录本,另一半则标记为非编码 rna 和基因组重复序列。

在Beradrocco等人的另一篇报道中,作者分别使用total RNA和sRNA测序protocols来表征四种不同肝癌细胞系释放的EV中封装的长RNA谱。总RNA片段比对到rRNA的比例最大(32-66%),而基因组重复序列的比例为15-44%,只有11 -25%的片段映射到蛋白编码和非编码RNA基因。对相同EV制剂进行的sRNA测序显示,RNA类别的分布略有不同:rRNA(16-54%)、基因组重复序列(24-40%)和转录组(24-51%)。

在另一项与small RNA测序相平行的全转录组RNA-seq研究中,Lasser等人证实,人类mast和红白血病细胞系释放两个外泌体群体(通过密度梯度浮选分离为HD和LD组分。在HD和LD部分中,长和短RNA cargo明显缺乏相关性,这表明这两个部分的细胞外RNA与不同的通路相关。与LD外泌体相比,HD中mRNA转录本的reads比例更丰富(75 vs. 20%),而非编码RNA的分布则相反(25 vs. 80%)。 在 short RNA libraries,HD部分富集成熟miRNA(23%),而LD部分主要是tRNA(28%)和成熟miRNA(10%)。

另一项研究研究了黑色素瘤细胞在培养过程中释放的三种不同EV类型的RNA含量,并确定了一些非编码RNA在每个EV样本中富集。RNA图谱表明,在相对中等水平的sRNA水平的ABs和MV中存在显著的18S和28S rRNA峰。相比之下,外泌体主要包含小RNA,与ABs和mv相比rRNA更少。尽管EV亚群的miRNA装载量与外泌体略有不同,但大量的miRNA仅在外泌体中被检测到,而在ABs和MV中均不存在,这支持了外泌体富集特异RNA的概念。必须指出的是,与miRNA相比,其他ncRNA种类不仅显著丰富,而且选择性富集在黑素瘤细胞释放的不同EV亚型,这增加了研究细胞外囊泡RNA货物及其功能的复杂性。

到目前为止,只有少数报道对从人类生物液体中分离的EV中的小RNA货物进行了下一代测序。这些研究表明,从人血浆、唾液和尿液中分离出的外泌体含有相当比例的miRNA reads(35-76%)。

上述生物流体EV中其余的RNA种类包括rRNA、lncRNA、tRNA、mRNA、重复区域以及小的非编码RNA如piRNA、snRNA、snoRNA等。值得一提的是,与“几天”细胞条件培养基相比,从生物体液中分离出的外泌体可能含有大量的大蛋白聚集物,包括通常在细胞死亡时释放的装载mirna的AGO复合体。因此,在人类体液中检测到的miRNAs是否确实与ev相关仍有待验证。

有趣的是,对尿液外泌体纯化的总RNA进行深度测序发现,其转录本分布与Cheng等人(48)观察到的完全不同。具体来说,大部分(约87%)的RNA reads被映射到rRNA上,只有约8%的reads被映射到非编码RNA和DNA重复序列上,而剩下的约5%对应于蛋白质编码RNA。相反,Miranda等报道的图谱统计和reads分布与细胞条件培养基中外泌体的总RNA测序结果相似。

综上所述,从上述研究演变而来的集体证据(表1)认为,大多数细胞释放的EV确实携带大量的非编码转录本和蛋白质编码转录本,以及它们的部分,在研究细胞外RNA对受体细胞的影响时应该考虑这些。

EVs RNA载物含量的差异可能部分是因为:

六成癌症死亡可预防?平时应该怎么做?

近年来,癌症预防医学作为减少癌症死亡率的可行且关键的方法已经引起了人们重点关注。

癌症的预防,可分为初级预防,包含接种疫苗预防感染、改变生活方式等。还有一种是二级预防,就是通过技术进行早期诊断,在肿瘤没有发生转移前发现并切除。

对于环境致癌物和遗传易感基因,这两种预防措施都有效。但是对于组织中干细胞分裂次数导致DNA的突变,初级预防可能作用不大,只能在二级预防上下功夫。

初级预防

1、饮食与癌症预防(WCRF(世界癌症研究基金会)国际癌症预防推荐建议)

在没有体重不足的情况下尽可能的瘦

儿童和青少年:增长的类型应该朝着21岁时标准体重指数(BMI)范围的最低点发展。

成年人:从21岁开始应该在整个成年阶段保持体重在正常范围,避免增重和腰围增加。

将身体活动作为每天生活的一部分

每天做至少30分钟的中等强度运动(比如,快步走)。

每天力争做60分钟以上中等强度运动,或30分钟以上的高强度运动

限制久坐的习惯(例如,看电视)

限制高能量饮食摄入,避免喝含糖饮料

尽可能少的摄入加工的高能量食物,以及易获得的简便食物(比如“快餐”)

避免摄入加糖的饮料

尽可能吃植物来源的食物

每天至少摄入5份(至少 400 g或 14 oz)多种非淀粉蔬菜和水果

每餐食用非加工的谷物和/或豆类;

限制摄入提炼的淀粉食物

限制摄入红肉,并避免食用加工肉

每周摄入少于500 g(18 oz)的红肉(牛肉、猪肉、羊肉);

限制或不食用加工肉(即烟熏,腌制或化学防腐处理的肉类);

限制酒精饮料摄入

如果摄入酒精饮料,男性应每天限制摄入不多于两份(每份为10-15g乙醇),女性每天不多于一份。

限制摄入盐,并避免摄入发霉的谷物或豆类。

避免腌制或高盐食物;

不用盐来储存食物(例如,可通过冷冻)

限制摄入盐处理的加工食物,保证每天的钠摄入小于2.4g

力争只通过饮食满足营养需求

不要使用饮食补充剂来预防癌症

母亲应用母乳喂养婴儿

力争只用母乳喂养婴儿直到6个月,并在之后继续补充母乳。

癌症幸存者预防癌症的建议

所有癌症幸存者应该接受经过训练的专业人员提供的营养护理

如果个体能做到的话,除非另有建议,应力争遵循饮食、健康体重和身体活动的推荐建议。

2、特定癌症的化学预防

许多癌症预防的药物一开始都是用于治疗其他疾病的,但进一步的研究发现了其对于肿瘤的作用。这类药物现在主要有以下几种。

阿司匹林和其他非甾体抗炎药

许多流行病学研究、实验研究以及临床试验都指出阿司匹林和其他非甾体抗炎药(NSAID)的癌症预防作用。通常解释的原因是由于环氧合酶抑制导致前列腺素E2的减少(PGE2),而后者有促炎,致癌作用。不过现在也有数据表明此类药物对于免疫微环境的影响,也有着抗癌作用。

各种层面的研究都显示,阿司匹林在预防某些癌症方面起一定的作用。在一般人群的研究中发现,与不服用阿司匹林的人相比,规律服用阿司匹林的人,发生肠道腺瘤型息肉、结肠癌和死于结肠癌的概率都下降了。

一些观察性研究和临床试验的Meta分析表明,阿司匹林在几类癌症中都有降低癌症发病率、转移风险和死亡率的作用,其中对于结直肠癌(CRC)的效果最好。服用阿司匹林的患者,死于结肠癌的几率比未服用者减少30%,因其他原因死亡的几率也比后者低21%。

鉴于与阿司匹林相关的胃肠出血,目前美国预防服务工作组(USPSTF)对阿司匹林(低剂量)预防心血管疾病以及CRC已经出台了新的建议,以将其用于低出血风险但高心脏病风险的个体(估计10年以上风险≥10%)。

二甲双胍

二甲双胍是另一个“老药”预防癌症的例子,作为糖尿病一线药物,它例证了代谢综合征的发病与某些癌症风险相关。观察性研究表明,糖尿病患者使用二甲双胍后,癌症的发病率和死亡率都有所降低。值得注意的是,也有一些研究得出了不一致的结果。目前,二甲双胍抗癌研究仍是热门的方向之一。

预防疫苗

免疫预防途径(主要是疫苗)尤其适用于癌症预防。良好的安全性适合健康人群。癌症预防疫苗一方面可以预防致癌微生物的感染,另一方面可直接作用于非感染相关的癌症。现在癌症疫苗的作用点通常是致癌病毒,比方说,1981年批准的重组乙型肝炎病毒(HBV)疫苗减少了HBV相关的肝细胞癌。

人乳头瘤病毒(HPV)感染是造成宫颈癌的主要原因,几乎所有的宫颈癌都涉及到HPV的感染,另外HPV感染还与其他的一些肿瘤有关,如肛门癌(90%)、阴道癌(75%)、外阴癌(70%)、阴茎癌(60%),头颈部肿瘤也与HPV感染相关。

根据HPV的致癌能力,可把目前导致人类感染致病的常见HPV分为低危型和高危型两大类,

HPV16、18、31和33型是高危型,这些类型的感染可导致高度病变,产生宫颈癌。因此如果可以提前打宫颈癌疫苗,就可以做到对宫颈癌的早期预防。

免疫检查点抑制剂是目前最有前途的免疫干预之一。FDA已批准这类药物用于治疗多种转移性和晚期癌症。虽然这些药剂可能最终证明对于癌症预防是有用的,但当前使用中的相关毒性阻碍了这方面的应用。

二级预防

分子诊断的癌症预防

一个好的策略是分子诊断,即在分子水平检查肿瘤相关的蛋白、基因突变片段等,这个是未来的希望所在。如下图所示,在细胞学水平,或者分子水平,有助于早期发现癌症,在较早的时候,也就是没有转移之前切除它,达到治愈的目的。目前比较集中的一个研究领域是循环肿瘤细胞(CTC)和循环肿瘤DNA(ctDNA)。

未来可以做到肿瘤早期诊断的技术是Exosome,也就是外泌体。证据表明,恶性癌症早期的分子事件是外泌体,这要比循环肿瘤细胞(CTC),循环肿瘤DNA要早(ctDNA)早很多的,因此我们可以通过抽血、或者采集尿液去收集外泌体,监控外泌体里信号分子谱是个什么情况,用来和大数据进行比较就可以对很多癌症进行早期诊断。见下图,可以看到细胞分泌的外泌体。

电子显微镜下的外泌体

这里需要说明,不是随便弄一种什么分子可以做癌症的早期诊断的,癌症的早期诊断应该是很多信号的汇总,进行一个系统的判分,这样才能做到早期诊断。所以很多网上说的,抽血几分钟诊断癌症都是忽悠人的。

癌症是一类疾病,除了头发和指甲外,其他人体器官都可能发生癌症,怎么有一种分子可以预测癌症呢,而且你知道了有癌症,也不能知道是哪个器官发生了啊,所以要做到癌症的诊断和准确地定位,一定是需要多个分子诊断数据的参数指标,所以未来癌症的早期诊断一定是个大数据的东西。

最后癌度的建议只有一个:远离环境致癌物、每天保持积极和乐观的好心情,这些我们人类能选择和控制,也是唯一能做的预防癌症的事情。对于组织中干细胞分裂次数导致DNA的突变的不可控的运气因素确实有,只是概率多大的问题,而且不同癌症类型的概率也不一样。

文章来源:癌度

外泌体保存液是什么?

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。

纳米雾化水光仪助推肌肤抗衰新风潮

划时代 爱美人士的“青春之源”

2003年美国某大学的研究人员,在一项修复小鼠的日晒损伤的皮肤细胞实验中得出结论:外泌体用作皮肤日晒修复,效果比传统化妆品原料都好、甚至比干细胞抗衰都更具有优势。

科学家们经过数年研究显示,从人体皮肤细胞中采集的外泌体在修复受光损伤的皮肤细胞方面,具有比使用目前流行的视黄醇或干细胞更有效的抗衰老效果。也就是说,外泌体可以用于抗衰老皮肤治疗。多项研究成果和临床运用显示,外泌体可以参与皮肤组织修复与再生的各个过程,通过促进皮肤细胞的增殖迁移,促进血管新生,调节免疫反应来促进创伤愈合与皮肤组织再生,为进一步实现无细胞治疗提供了新的实现途径。

永葆皮肤美丽的前沿修复

外泌体是干细胞分泌微小的囊泡(宽30至150纳米)。它们类似细胞间的“通信兵”可以在细胞之间转移DNA,RNA或蛋白质,从而影响受体细胞的功能。在干细胞和再生医学领域,外泌体正在被用于治疗从心脏病到呼吸系统疾病的疾病。总结来说,该研究的核心就是“外泌体使细胞产生更多胶原蛋白,然后起到皮肤修复、美白的效果”。

2013年,来自美国的科学家James E. Rothman、Randy W. Schekman和德国科学家Thomas C. Sudhof 因揭秘外泌体等细胞间调控机制问鼎诺贝尔奖,此后外泌体的研究逐渐火热。丰赫FENGHE公司将外泌体研究成果产业化,并结合光电技术,开发系列针对皮肤抗衰的组合产品。

2022年,经过数年潜心研发,丰赫FENGHE推出了全球首款雾化面膜——明星产品 纳米雾化水光仪(Nana Mask) ,用于面部皮肤抗老化的修复,尤其对于皮肤的亮白、水润改善等方面,体现出了卓越的效果。

研究团队首先从皮肤细胞收集、纯化出外泌体。然后将外泌体测试于阳光照射老化的实验小鼠。并对比了骨髓来源的间充质干细胞(MSCs)外泌体、2D生长的外泌体实验效果。他们发现,经3D外泌体处理的小鼠的皮肤厚度比未经处理的小鼠好20%,比经过MSC处理的小鼠好5%。用3D外泌体处理的皮肤中胶原蛋白的产生要比MSC处理过的皮肤多30%。

高效的多重优势助推新兴风潮

纳米雾化水光仪(Nana Mask) 独有的活性因子提取物抗衰因子,对于抗衰老、美容应用有三个主要好处:

其一, 来源广泛, 进入人体后不会面临排斥的风险。目前主要来源于更加安全的人工脂质体,拥有无可比拟的安全优势。

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