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。
中文名称
外泌体
外文名称
exosome
内容
复杂RNA和蛋白质的小膜泡
来源
细胞内溶酶体内陷形成的多囊泡体
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。
外泌体——是一类有细胞释放的细胞外囊泡。外泌体的特点见正文。
细胞外囊泡——简称EV,是由细胞释放的各种具有膜结构的囊泡结构统称,这些囊泡的直径可以从30、40nm到8、9um。细胞外囊泡有不同的亚群,而目前研究最火热的是外泌体这个亚群。
然而由于目前很难纯化到非常纯的外泌体亚群,人们纯化到的通常是直径小于200nm的囊泡,因此越来越多的人开始称之为sEV(即 small extracellular vesicle,小细胞外囊泡)。为了严谨,所以今天我们也以细胞外囊泡来称呼这些膜泡结构。本文中没有特殊说明的情况下,细胞外囊泡主要指外泌体和微囊泡。
今天主要介绍内容包括细胞外囊泡的研究意义、细胞外囊泡的分类、细胞外囊泡含有的成分、细胞培养上清的制备、细胞外囊泡的保存、细胞外囊泡的鉴定实验要求。所有内容都参考目前已发表的综述,并非hzangs杜撰。所以请新朋友们放心学习。
细胞外囊泡的研究意义
目前,细胞外囊泡的功能还没有完全阐明。已有的报道认为它们能够调节宿主-病原体的相互作用,参与传染性和炎性疾、神经疾病和癌症等很多种疾病的病理过程,同时在正常的生理过程中也发挥着介导细胞间通讯的重要功能,已有文章报道细胞外囊泡在发育中也发挥着重要作用。细胞外囊泡在临床医学中也有十分光明的应用前景,主要是因为它们含有丰富的生物标志物,可用于监测临床状态,治疗反应,疾病进展等,同时由于它们具有递送生物分子的功能,因此它们还有发展成临床药物递送载体的潜力。
细胞外囊泡的分类
细胞外囊泡—这个词是由国际细胞外囊泡学会(ISEV)创造的术语,根据细胞外囊泡的生物合成或释放途径可以对囊泡进行分类:外泌体(exosomes)直径为30-150nm,起源于内吞途径,其密度约为1.11-1.19g mL-1;微粒/微囊泡(microparticles/microvesicles)直接从质膜释放,直径约100-1000nm;凋亡小体(apoptotic body/bleb)直径约为50nm-2μm,由细胞凋亡产生;肿瘤小泡(large oncosomes)直径约1-10μm,由肿瘤细胞释放产生;以及其他各种EV亚群。由于不同EV亚群的大小以及它们的所包含的生物分子存在差异,因此现在已经有几个小组开始表征EV亚群的组成。最近的论文声称,基于一般表面蛋白质组学分析或个别EV群体的转录谱,对细胞外囊泡进行了成功的亚群分类。目前可以通过差速离心、过滤、免疫亲和、层析、流式细胞分选、密度梯度离心选取不同密度区域等多种手段大致分离不同的细胞外囊泡亚群,但是这些方法都不能完全纯化到特定的亚群,分离到的通常是富集了某一个亚群同时带有其他细胞外囊泡亚群。
细胞外囊泡含有的成分
细胞外囊泡的组成成分并不是随机的,每一个细胞外囊泡都会携带特定的分子信息。 实际上,这些纳米尺寸的细胞外囊泡能够携带蛋白质,脂质,核酸和糖等生物活性分子在细胞间传递信号,并且其包装的独特分子构成决定了要传递给受体细胞的细胞外信号的类型。有一个复杂的分选系统来决定那些分子能够进入细胞外囊泡。
细胞培养上清的制备
目前有两个策略来制备细胞培养上清用于提取细胞外囊泡。使用去除细胞外囊泡的胎牛血清(FBS)培养基培养细胞和使用不含FBS的培养基培养细胞(血清饥饿细胞)。但是目前一些高水平的文章报道使用的方法通常是前者。另外,有些文章开始关注去除细胞外囊泡的胎牛血清中游离RNA对实验结果的影响,但是目前并没有形成共识。如果需要先储存培养上清,一定量后再用于细胞外囊泡分离,那需要预先去除体系中的死细胞和细胞碎片。
细胞外囊泡的保存
Lőrincz等人曾对中性粒细胞来源的细胞外囊泡做了不同条件的储存,之后再去分析这些囊泡的特性,他们发现虽然细胞外囊泡样品中囊泡数量和形态没有明显变化,但即使是储存在-20或-80摄氏度情况下的细胞外囊泡也存在磷酯酰丝氨酸外翻明显增多的情况;但他们同时也发现,尿液来源的细胞外囊泡并没有这些变化。Kalra等人分离了来自结直肠癌细胞的细胞外囊泡,不同条件保存一定时间后进行PKH67染色跟踪细胞外囊泡的摄取,分析发现这些囊泡依旧可以被细胞摄取。就目前的情况,学者们并未就储存条件对细胞外囊泡是否有影响达成共识。因此建议大家实验时分离细胞外囊泡后尽快用于实验,尽量减少储存过程。
细胞外囊泡的鉴定及实验要求
根据国际细胞外囊泡协会于2014年发表的一个指导手册(MISEV),鉴定外泌体首先需要通过WB来鉴定细胞外囊泡的标志蛋白是否存在于样品中,通过电子显微镜来观察样品中细胞外囊泡的形态特征,通过NTA等手段来分析样品中细胞外囊泡的群体特征(粒子浓度、直径分布等)。
今天就先介绍到这里。细胞外囊泡领域作为生物学研究中的一个新兴领域越来越受到学者和生物公司的关注,也有越来越多的研究报道出现。但是我们也要清楚的认识到该领域的研究技术依旧不完善,对细胞外囊泡的认识依旧不充分,细胞外囊泡研究依旧处于一个起始阶段,要走的路还很长。
“绽发”是佰鸿集团旗下子公司创建的干细胞外泌体头皮健康管理品牌,绽发品牌开发了头皮养护、抗衰、生发等系列产品,采用干细胞外泌体提取纯化技术和天然植物功能性小分子提取纯化技术,以恢复头皮正常微环境、补给头皮所需营养、修护问题毛囊为目的,从根部解决头皮出现的一系列问题:头油、头痒、头屑、敏感、脱发断发等。
根据国家卫健委2019年发布的脱发人群调查数据显示,我国的脱发人群已经超过2.5亿,平均每6个人中就有1名脱发患者,其中20岁至40岁的脱发人群在总脱发人数中占比较大。同时据相关研究数据,脱发的年轻化趋势明显:中国的脱发年龄提前了20年!近四分之一的男性会在21岁开始脱发,66%的男性会在35岁经历脱发;而接近1亿的女性脱发群体中,有60%的人在25岁就出现了脱发现象。
脱发的真正原因是什么?
毛囊控制毛发的生长,人类拥有大约5百万毛囊,其中大约80000到150000在头皮部位,正常的毛发生长周期包括 3 个阶段:2~6年的生长期,2~3周的退化期和大约 12 周的休止期。正常头发 90%~95%的毛囊在生长期,1%进入退行期,5% ~10% 为休止期,至休止期时毛发脱落,进入下一个生长周期。
然而脂溢性脱发(AGA)患者的头发生长期明显缩短:由于生长期的长短是毛发长短的决定性因素,因此AGA患者新的头发的最大长度远比原来的头发要短,与此同时,休止期的头发比例大幅上升,进而导致大量纤细的头发产生,久而久之,便产生了明显的脱发。
治疗脱发恢复毛囊的生长周期是关键!
而恢复毛囊的生长周期循环,信号物质是关键!
毛囊的活性受控于缜密严谨的秩序 ,会受到各种不同内在因素影响:细胞因子、荷尔蒙、神经传递素、转录因子等。大量研究发现,多种信号物质调控着毛囊的生长,尤其是VEGF、IGF、HGF、KGF、HIF-1α、ANG等【血管内皮细胞生长因子(VEGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、肝细胞生长因子(HGF)、角质形成细胞生长因子(KGF)、缺氧诱导因子(HIF-1α)和血管生成素(ANG)等】而信号物质正常的表达和分泌会受到激素变化、应激水平、自然老化等刺激的影响,从而改变毛囊的生长周期。
什么是外泌体?
外泌体是细胞在特定刺激条件下分泌产生的40-100 nm的细胞外盘状囊泡,是细胞间相互沟通与影响的重要工具,外泌体作为细胞的信号分子,可直接进入细胞,影响细胞功能。
2015年,以金岩为首席科学家的科研团队在国际权威生物学杂志《Nature》上发表论文证实了携带年轻生长因子的外泌体可以延缓衰老!该篇论文获得了影响因子(Impact Factor)为18.16的高影响力评级!
绽发首次将外泌体技术运用于头皮健康领域
绽发通过超速离心+超纯过滤技术,获得纯度超高的外泌体,年轻的外泌体进入头皮细胞,激发头皮活力。绽发产品所含有的高纯度外泌体蕴含细胞发挥正常生理功能所需的多种信号物质,这些信号物质是使我们毛囊恢复正常生理功能的关键性因素。通过激活毛囊干细胞,延长毛囊生长期从而抑制其提前进入退行期;同时活化处于休止期的毛囊干细胞,使毛囊进入生长周期。
外泌体的应用优势:
1.外泌体具有磷脂双层膜结构,可直接进入受体细胞;
2.外泌体包含多种细胞因子;
3.外泌体具有高度生物相容性,具备免疫惰性。
4.体积小,能够穿越人体厚实的组织屏障。
绽发外泌体调控能力:
1.毛囊干细胞激活与分化增殖调控
2.毛囊生长微血管修复与微环境调控
3.头皮衰老细胞替代与修复
绽发产品功效:
1.修复:修复受损头皮细胞,重塑头皮抵御屏障;
2.激活:激活毛囊干细胞,促进毛乳头细胞增殖,诱导毛囊快速进入生长期;
3.抑制:抑制5α还原酶活性,抑制脱发因子DHT的生成;
4.改善:改善血液循环,促进营养物质吸收;
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世界上有成千上万种不同的疾病,不过所有的疾病都可以归因于身体细胞功能出现了故障。 健康并不是一种偶然,而是一种选择 ,我们每个人都可以选择健康!
糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病,是现代社会典型的“富贵病”之一。 Ⅱ型糖尿病(T2DM) 的病理相对I型糖尿病更为复杂,主要是胰岛β细胞功能障碍和不同程度的胰岛素抵抗,导致无法维持血糖稳态。典型病例可出现多尿、多饮、多食、消瘦等表现,即 “三多一少"症状 ,导致各种组织,特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害和功能障碍,最终可能发展为慢性并发症。
1、 II型糖尿病与胰岛素抵抗
现代社会物质极大丰富,各种美食不停刺激我们的味蕾,很少有小伙伴能抵挡美食的诱惑。然而随之而来的是 肥胖症 的发病率迅速升高,据统计,中国已成为肥胖人口最多的国家。而 肥胖则是Ⅱ型糖尿病的重要危险因素 。体内过多脂肪导致的游离脂肪酸会引起胰岛素抵抗,使脂肪细胞、肌肉细胞和肝细胞对胰岛素的敏感性降低,并导致胰岛素信号传导失调和葡萄糖、脂肪和蛋白质的代谢紊乱 ; 随之而来的高血糖症又促使胰腺不得不分泌更多胰岛素,导致高胰岛素血症。这些因素叠加起来,最终可能导致Ⅱ型糖尿病的发生。
2、 NK细胞与胰岛素抵抗的关系
胰岛 素抵 抗 是由肥胖所引发的严重的并发症,最终会导致Ⅱ型糖尿病。肥胖引起胰岛素抵抗的一个重要原因是起源于内脏脂肪组织(visceraladiposetissue,VAT)的慢性系统性炎症。VAT炎症与促进炎症巨噬细胞在脂肪组织的积累相关,但是诱发巨噬细胞积累的免疫信号仍然未知。
来自克罗地亚里耶卡大学的研究团队发现脂肪组织内的不同表型的自然杀伤细胞(naturalkiller,NK)在肥胖应激及胰岛素抵抗过程中发挥着重要作用。研究人员对两组实验小鼠分别给与普通饮食和高脂肪饮食,发现高脂肪的饮食组的脂肪组织里有NK和干扰素γ(Interferon-γ,IFN-γ)的产生,这表明 NK在肥 胖引发的 脂肪应激和VAT炎症之间存在着关键的联系 。
研究结果表明:肥胖引起脂肪细胞中NK细胞激活受体1(NKcell-activatingreceptor1,NCR1)的配体上调;这刺激NK细胞增殖,刺激IFN-γ产生,进而引起促炎巨噬细胞的分化,产生胰岛素抵抗。NK细胞缺失,NCR1或者IFN-γ能阻止促炎巨噬细胞在VAT的积累,这会大大改善胰岛素敏感。
因此NK细胞是在响应肥胖引起的脂肪应激过程中巨噬细胞分化和胰岛素抵抗的 关键调控子 。此项研究提供了重要的理论依据,证明脂肪组织中的NK细胞及巨噬细胞,可作为治疗代谢综合症病人,及 降低Ⅱ型糖尿病进展风险的新靶点 。
3、 NK细胞外泌体:潜在新策略
自然杀伤(NK)细胞 被认为通过调节全身炎症与Ⅱ型糖尿病相关。然而,NK细胞调节胰岛素敏感性的机制仍然未知。
2021年11月30日,中国药科大学徐寒梅团队在SignalTransductionandTargetedTherapy(IF=18.19)在线发表题为“Naturalkillercell-derivedexosomalmiR-1249-3pattenuatesinsulinresistanceandinflammationinmousemodelsoftype2diabetes”的研究论文,该研究发现来自 瘦小鼠的NK衍生外泌体减轻了肥胖诱导的Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素抵抗和炎症。此外,瘦NK衍生的外泌体可增强胰岛素敏感性并缓解脂肪细胞和肝细胞的炎症 。MiR-1249-3p在瘦NK衍生的外泌体中显著上调,可以通过外泌体从NK细胞转移到脂肪细胞和肝细胞。 NK衍生的外泌体miR-1249-3p显著诱导细胞胰岛素敏感性并缓解炎症 。
从机制上讲,外泌体miR-1249-3p直接靶向SKOR1以调节三元复合物SMAD6/MYD88/SMURF1的形成,其通过抑制TLR4/NF-κB信号通路介导葡萄糖稳态。该研究揭示了NK衍生的外泌体miR-1249-3p在缓解胰岛素抵抗中的新作用,并为Ⅱ型糖尿病提供了一系列潜在的治疗靶点。
Ⅱ型糖尿病是代谢性糖尿病的最常见形式,特征是 高血糖(也称为高血糖症)和胰岛素抵抗 。遵循高脂肪饮食的个体特别容易患肥胖症,这显然是人类胰岛素抵抗的最常见原因。胰岛素抵抗的症状包括脂肪细胞、肌肉细胞和肝细胞对胰岛素的敏感性降低,以及失调的胰岛素信号和葡萄糖、脂肪和蛋白质的代谢紊乱,最终导致Ⅱ型糖尿病的平行上升。Ⅱ型糖尿病患者总是伴随着亚临床全身性低度炎症反应和脂肪组织、肝脏、胰岛、下丘脑、心脏组织和其他组织的功能障碍,最终发展为慢性并发症。
先前的研究表明, 免疫系统调节全身的代谢器官 。各种免疫细胞,如T细胞、B细胞、巨噬细胞和NK细胞,在Ⅱ型糖尿病中起着至关重要的作用。肥胖诱导炎症,其特征是巨噬细胞浸润增加,并与巨噬细胞群从抗炎M2巨噬细胞转变为促炎M1巨噬细胞相关,在很大程度上导致肥胖引起的胰岛素抵抗。 NK细胞和巨噬细胞可以合作调节炎症 。此外,脂肪细胞上调肥胖中NK细胞激活受体(NCR1)的配体,这会触发NK细胞的增殖。事实上,NK细胞在肥胖诱导的炎症和胰岛素抵抗中起着关键作用。然而,NK细胞在肥胖引起的炎症中的作用和机制尚不清楚。
外泌体是直径约30-150nm的囊泡状体 ,是细胞内体膜向内出芽形成的多囊泡,与细胞膜融合后释放到细胞外环境中。外泌体由各种类型的细胞产生,并通过运输信息货物作为细胞间通讯的介质,例如蛋白质、脂质和RNA(miRNA、mRNA、lncRNA和circRNA),在外泌体中稳定并转移。此外,外泌体可以由胰岛β细胞、干细胞和胰岛素敏感组织分泌,然后转移到代谢器官、免疫细胞和内皮细胞以维持葡萄糖稳态或通过免疫反应、氧化应激和血管生成加重胰岛素抵抗。然而,脾脏NK细胞衍生的外泌体在Ⅱ型糖尿病的发生和发展中的参与尚不清楚。
NK细胞通过控制炎症因子的释放在小鼠体内发挥抗抑郁样作用。 NK细胞衍生的外泌体miR-207减少促炎细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)的释放并减轻小鼠的抑郁样症状 。在这项研究中,揭示了 NK衍生的外泌体在缓解胰岛素抵抗中的新作用,并为Ⅱ型糖尿病提供了潜在的治疗靶点 。
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
关键词:外泌体产生机制是什么意思