所有真核細(xì)胞類型包括造血細(xì)胞、上皮細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、干細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和病癥細(xì)胞均可在培養(yǎng)條件下分泌外泌體。體內(nèi)所有體液,包括血液、唾液、腦脊液、腹水,甚至尿液中都可以分離得到外泌體。這些外泌體傳輸多種信號(hào)分子,包括蛋白質(zhì)、信使核糖核酸(mRNA)和非編碼核糖核酸(RNA),其攜帶的分子可以被其他細(xì)胞吸收。因此,外泌體可以將生物信息轉(zhuǎn)移到相鄰細(xì)胞。這種細(xì)胞間通信不只涉及生理功能,還涉及一些疾病的發(fā)病機(jī)理,包括瘤、心血管疾病和神經(jīng)退行性疾病等。外泌體的形成始于細(xì)胞內(nèi)陷,成熟于多囊泡胞內(nèi)體,終于膜融合。干細(xì)胞外泌體Dil
目前,提取外泌體的方法主要有超速離心法、PEG沉淀法,但這些方法混有非常多的雜質(zhì),必須慎重分析得到的是否是外泌體。超速離心法存在操作繁雜、回收量不穩(wěn)定,不能用于定量分析、必須使用昂貴的超速離心機(jī)、無法進(jìn)行多樣品分析等問題。因此外泌體研究相對(duì)困難,需要盡快開發(fā)操作簡(jiǎn)單、可提取高純度外泌體的技術(shù)。因此,日本和光著眼于巨噬細(xì)胞的外泌體受體Tim4蛋白,制備Tim4細(xì)胞外域與磁珠結(jié)合的“Tim4磁珠”。Tim4通過磷酯酰絲氨酸(PS)法特異性結(jié)合Tim4蛋白和磁珠,再經(jīng)過含有EDTA的洗脫緩沖液進(jìn)行分離,提取高純度的完整外泌體。干細(xì)胞外泌體Dil從體液和培養(yǎng)上清中高純度提取的高純度外泌體,在活內(nèi)是否真的能發(fā)生作用尚未能確定。
事實(shí)上,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明:在小鼠急性心肌梗塞術(shù)后,注射來源于間充質(zhì)干細(xì)胞、心臟祖細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞或心肌源性細(xì)胞的外泌體均可改善心臟功能,減輕心臟纖維化,刺激血管生成。例如,心源性細(xì)胞外泌體能通過特異性的巨噬細(xì)胞極化為急性心肌梗死提供心臟保護(hù)作用。心臟再灌注后,CDCexo的輸注降低了大鼠和豬心肌梗死模型的梗死面積,而且CDCexo會(huì)減少梗死組織內(nèi)CD68+巨噬細(xì)胞數(shù)量,并改變巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài)。自體CD34+干細(xì)胞的移植可以改善缺血組織再灌注后的功能,并降低嚴(yán)重肢體缺血患者的截肢率。其作用機(jī)制在于:CD34+干細(xì)胞分泌的外泌體促進(jìn)小鼠下肢缺血模型血管生成。雖然臨床前研究的證據(jù)表明干細(xì)胞釋放的外泌體可以作為心肌修復(fù)的潛在無細(xì)胞治理劑,但是,目前將外泌體完全用作心臟修復(fù)治理劑之前還是有很多重點(diǎn)問題需要解決。
外泌體的提取方法:超速離心法,這是外泌體提取比較常用的方法。超速離心法得到的外泌的體量比較多,但是純度不足,電鏡鑒定時(shí)發(fā)現(xiàn)外泌體聚集成塊,由于微泡和外泌體沒有非常統(tǒng)一的鑒定標(biāo)準(zhǔn),也有一些研究認(rèn)為此種方法得到的是微泡而不是外泌體。過濾離心法,這種操作簡(jiǎn)單、省時(shí),不會(huì)影響外泌體的生物活性,但同樣存在純度不足的問題。密度梯度離心法,用此種方法分離到的外泌體純度高,但是前期的準(zhǔn)備工作繁雜,比較耗時(shí),量少。外泌體被工程化改造后,具有靶向特定細(xì)胞類型或組織的功能。
在過去十年中,細(xì)胞外囊泡已經(jīng)成為細(xì)胞間通訊的重要介質(zhì),參與原核生物和高等真核生物細(xì)胞之間的生物信號(hào)傳遞,以調(diào)節(jié)不同范圍的生物過程。此外,細(xì)胞外囊泡的病理生理作用開始在包括癥狀、傳播性疾病和神經(jīng)變性疾病在內(nèi)的疾病中得到認(rèn)識(shí),突出了醫(yī)治干預(yù)的潛在新靶點(diǎn)。此外,未修飾和工程化的細(xì)胞外囊泡可能在大分子藥物遞送中具有應(yīng)用。該綜述回顧近在理解細(xì)胞外膜泡生物學(xué)和細(xì)胞外囊泡在疾病中的作用方面的進(jìn)展,討論新出現(xiàn)的醫(yī)治機(jī)會(huì)并考慮相關(guān)的挑戰(zhàn)。外泌體研究相對(duì)困難,需要盡快開發(fā)操作簡(jiǎn)單、可提取高純度外泌體的技術(shù)。干細(xì)胞外泌體Dil
外泌體在心臟修復(fù)中起著關(guān)鍵作用。干細(xì)胞外泌體Dil
獲得囊泡粒徑分布的兩種方法動(dòng)態(tài)光散射(DLS)和納米顆粒跟蹤分析(NTA)都被廣fan應(yīng)用于外泌體顆粒數(shù)目和粒徑分布的測(cè)量,但兩種方法也各有不足。動(dòng)態(tài)光散射法中散射光強(qiáng)度依賴于顆粒質(zhì)量(體積),混合體系中大囊泡的存在(即使只有很少的量)將嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果,因此動(dòng)態(tài)光散射法更適用于單分散體系。而且動(dòng)態(tài)光散射法所得的結(jié)果強(qiáng)烈依賴于所應(yīng)用的數(shù)學(xué)算法。而采用納米顆粒跟蹤分析儀對(duì)不同粒徑范圍的囊泡進(jìn)行檢測(cè)時(shí),為了得到準(zhǔn)確的濃度和粒徑信息,需要根據(jù)所要測(cè)量的顆粒粒徑范圍對(duì)儀器分別校準(zhǔn),操作繁瑣。受檢測(cè)靈敏度所限,納米顆粒跟蹤分析儀適用于粒徑范圍50nm~1μm的顆粒,粒徑小于50nm的外泌體無法檢測(cè)。除此之外,兩種方法都依賴光散射和粒子的布朗運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析,難以區(qū)分合成的納米材料、大蛋白質(zhì)聚合體和生物囊泡。干細(xì)胞外泌體Dil