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的信号分子。外泌体广泛存在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,发挥重要的生物学作用。
分离是把细胞间的蛋白质等物质破坏,使细胞不再连在一起,分散是使细胞散开,形成单层的分离是原来细胞都粘连在一起,分离后细胞紧靠在一起但不粘连,压一压就可以把它们分散开来,叫分散外泌体的作用途径和方式:
外泌体由来源细胞释放入外环境后,距离较近的可由近分泌途径直接被受体细胞吸收,距离稍远的可由旁分泌途径被吸收,还有部分外泌体循环入体内作用于全身系统由内分泌途径被吸收。对于近距离的吸收,起初研究者认为外泌体是与受体细胞非特异性结合发生胞膜融合后进入细胞。但近来发现,这一过程其实与受体细胞表面特异性分子(如T细胞膜蛋白Tim4)的调节或受体细胞上4次跨膜蛋白有关,这说明外泌体的摄取并非完全随机发生。外泌体被受体细胞吞噬后可到达吞解体,也可到达晚期endosome的囊腔中,但exosome是由吞解体裂解还是由晚期endosome释放于受体细胞质中,以及是什么原因导致了这种不同的吸收路线,目前还不清楚。且组织特异性是否参与远距离的靶向吸收循环系统中外泌体,仍是另一个潜在的研究方向。目前认为外泌体主要通过四种方式在细胞间发挥信息传递作用,1)外泌体作为信号复合物,通过细胞表面配体直接刺激受体细胞;2)外泌体在细胞间转移受体;3)外泌体向受体细胞运送功能蛋白或传染性颗粒;4)外泌体通过mRNA、microRNA或转录因子向受体细胞传递遗传信息。一旦外泌体被受体细胞吸收后,其内载有的脂质、蛋白质、mRNA、microRNA等成分可以通过改变转录和翻译程序。影响蛋白修饰,调节信号级联通路、关键酶反应以及细胞自动调节等方式影响受体细胞的细胞表型和功能,而来源细胞和受体细胞的种类及其生理病理状态将决定具体是哪种机制发挥主要作用
参考资料:2018 Handbook of Clinical Neurology. The use of cerebrospinal fluid in biomarker studies.
脑脊液(CSF)中的多种成分,可用于多种目的的生物标志物研究,用于神经系统疾病通路中重要导联的诊断、预后、监测和识别。目前已广泛用于multiple sclerosis diagnosis和AD (tau蛋白的表达水平和磷酸化水平)的诊断。
由于需要通过腰椎穿刺获取脑脊液,属于侵入性取样,因此与其他样本(如血液)相比,脑脊液样本显得格外珍贵。
蛋白标志物主要有以下3种。
蛋白标志物的常用分析方法: ELISA(针对特定已知蛋白)和蛋白组学(蛋白质谱技术) 。CSF中的蛋白浓度比血浆中低大概200倍,因此需要高敏感度的方法来检测。
代谢物是细胞代谢的终产物或中间产物,参与能量转换、信号传导、表观修饰等过程。 CSF中最常用的代谢标志物是葡萄糖含量,其可作为感染、炎症、恶化等过程的标志物。
代谢组学方法:质谱分析法可分析了许多生物样品中不同的代谢物;核磁共振波谱法。
正常细胞在凋亡后会释放cfDNA,外周血中的cfDNA一般在150-200bp。CSF中的cfDNA主要用于 检测恶性肿瘤的体细胞突变或病原体感染 。肿瘤细胞释放的cfDNA的长度变化范围更广、可直接用于检测体细胞突变;CNS感染病原体后,来源于病原体的cfDNA可用于鉴定病原体。
检测方法:PCR(针对点突变)或全基因组测序
miRNA更加稳定,是内源性的非编码RNA,参与mRNA调控并介导多种细胞过程,通常长22-24核酸,并有发卡结构。
miRNA的异常表达模式已在多种神经退行性疾病中被报道 ,如multiple sclerosis, AD, trauma, CNS tumors.
检测方法:RT-PCR / qRT-PCR (针对特定miRNA); 二代测序(针对新的miRNA)
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30–100 nm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。其中 包含DNA、多种类型的RNA、脂质、蛋白和代谢分子等。
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。外泌体目前被视为特异性分泌的膜泡,参与细胞间通讯。
胞外囊泡(1-2um)和外泌体(30-100nm)已被视为神经退行性疾病和恶性肿瘤生物标志物研究的热点。
方法:超速离心获取外泌体,,然后提取其中的mRNA或DNA。
作者大篇幅介绍了CSF成分的不稳定性,指出有多种因素会影响到分析结果。将其分为两类:患者相关的因素和环境(实验处理)因素。
不同对照组的纳入标准不同,由临床标准和实验室标准组成 (Table 1.4)。
QAlb:血浆和脑脊液之间的蛋白浓度梯度是由血-脑脊液屏障功能引起的,脑脊液球蛋白和与白蛋白的比例变化称作蛋白商。
现在常通过组学(蛋白组学等)方法比较疾病早期的CSF和晚期的组织,来鉴定新的标志物。如常用的蛋白质谱法,但是目前能用于临床的标志物仍然很少,这主要归因于两点:一是目前的蛋白质谱的敏感度有限;二是CSF中蛋白含量很低。
另一个方法是利用多重抗体或aptamer-based芯片来提高抗体敏感性。这种芯片可以检测超过1000种蛋白。或者针对组织进行组学测定,找到差异表达蛋白,然后在CSF中检测这些蛋白;或根据溶解度和分泌亚型对CSF是否存在某些蛋白先进行预判。
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。
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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
关键词:外泌体ABCA1mRNA