黑龙江干细胞外泌体提取暨南大学
黑龙江
干细胞外泌体提取
暨南大学
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。
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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。
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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”和相应功能的分子机制刚刚开始研究。外泌体被视为特分泌的膜泡,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。
外泌体富含胆固醇和鞘磷脂。2007年,Valadi等发现鼠的肥大细胞分泌 的exosome可以被人的肥大细胞捕获,并且其携带的mRNA成分可以进入细胞浆中可以被翻译成蛋白质,不仅仅是mRNA,exosomes所转移的microRNA同样具有生物活性,在进入靶细胞后可以靶向调节细胞中mRNA的水平。这一发现使得研究人员对exosome的研究热情激增,截止已经通过286项研究发现了41860种蛋白质、2838种microRNA、3408种mRNA。
一类外泌体中常见的细胞质蛋白是Rabs蛋白,是鸟苷酸三磷酸酶(GTPases,)家族的一种。它可以调节外泌体膜与受体细胞的融合,有文献报道称RAB4,RAB5和 RAB11主要出现于早期以及回收的核内体中,RAB7 和RAB9主要出现于晚期的核内体。现有大量的研究发现外泌体中含有40种RAB蛋白。除了RAB蛋白,外泌体中富含具有外泌体膜交换以及融合作用的膜联蛋白(包括膜联蛋白1、2、4、5、6、7、11等)。外泌体膜上富含参与外泌体运输的四跨膜蛋白家族(CD63,CD81 和CD9))、
热休克蛋白家族((HSP60, HSP70, HSPA5, CCT2和HSP90以及一些细胞特的蛋白包括A33(结肠上皮细胞来源)、MHC-Ⅱ(抗原提呈细胞来源)、CD86(抗原提呈细胞来源)以及乳凝集素(不成熟的树突状细胞)。其它一些外泌体中的蛋白包括多种的代谢类的酶(GAPDH,烯醇化酶 1, 醛缩酶 1, PKM2, PGK1, PDIA3, GSTP1,DPP4, AHCY, TPL1, 抗氧化蛋白,P4HB, LDH, 亲环素 A,FASN, MDH1 和CNP)、核糖体蛋白(RPS3)、信号转导因子(黑色素瘤分化相关因子,ARF1, CD2, 人类红细胞膜整合蛋白,SLC9A3R1)、粘附因子(MFGE8、整合素)、细胞骨架蛋白以及泛素等。
热休克蛋白家族((HSP60, HSP70, HSPA5, CCT2和HSP90以及一些细胞特的蛋白包括A33(结肠上皮细胞来源)、MHC-Ⅱ(抗原提呈细胞来源)、CD86(抗原提呈细胞来源)以及乳凝集素(不成熟的树突状细胞)。其它一些外泌体中的蛋白包括多种的代谢类的酶(GAPDH,烯醇化酶 1, 醛缩酶 1, PKM2, PGK1, PDIA3, GSTP1,DPP4, AHCY, TPL1, 抗氧化蛋白,P4HB, LDH, 亲环素 A,FASN, MDH1 和CNP)、核糖体蛋白(RPS3)、信号转导因子(黑色素瘤分化相关因子,ARF1, CD2, 人类红细胞膜整合蛋白,SLC9A3R1)、粘附因子(MFGE8、整合素)、细胞骨架蛋白以及泛素等。
外泌体的提取主要包括以下几种方式。
一是超速离心法,这是外泌体提取Zui常用的方法。此种方法得到的外泌体量多,纯度不足,电镜鉴定时发现外泌体聚集成块, 由于微泡和外泌体没有非常统一的鉴定标准,也有一些研究认为此种方法得到的是微泡不是外泌体 。
二是过滤离心, 这种操作简单、省时,不影响外泌体的生物活性,但同样存在纯度不足的问题。
三是密度梯度离心法, 用此种方法分离到 的外泌体纯度高,前期准备工作繁杂,耗时,量少。
四是免疫磁珠法,这种方法可以保证外泌体形态的完整,特高、操作简单、不需要昂贵的仪器设备,非中性pH 和非 生理性盐浓度会影响外泌体生物活性, 不便进行下一步的实验。
五是PS亲和法,该方法将PS(磷脂酰丝氨酸)与磁珠结合,利用亲和原理捕获外泌体囊泡外的PS。该方法与免疫磁珠法相似,获得的外泌体形态完整,纯度。由于不使用变性剂,不影响外泌体的生物活性,外泌体可用于细胞共培养和体内注射。2016.9《Scientific Reports》 杂志发表了该方法数据,表明PS法可提取相当高纯度的外泌体。
六是色谱法,这种方法分离到的外泌体在 电镜下大小均 一,需要特殊的设备 , 应用不广泛 。