Science子刊！單個外泌體表征分析技術助力卵巢癌外泌體研究取得重要進展

2024-02-29 10:00:10 75閱讀次數

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引言

外泌體是包含了復雜 RNA 和蛋白質的小膜泡，是細胞間信號傳輸的載體。多種細胞在正常及病理狀態下均可分泌外泌體，它們廣泛存在于血液、唾液、尿液、腦脊液和乳汁等體液中，參與細胞間通訊。近年來，外泌體的研究熱度持續攀升，已成為當前生命科學和基礎醫學研究的一大熱點，在2023年國家自然科學基金獲批項目中，外泌體研究相關項目的總數近 390 個，立項的總金額突破 1.5 億元。但由于外泌體的尺寸（30~200 nm），常規的光學顯微鏡無法對其進行成像分析，因此很少有技術能夠對單個外泌體進行物理表征和蛋白分型。

美國NanoView Biosciences 公司推出的全自動外泌體熒光檢測分析系統 ExoView采用特殊的 SP-IRIS 成像技術，只需要少量樣品即可一次完成外泌體計數、粒徑、蛋白表達、蛋白共定位、亞群分布的分析。全自動外泌體熒光檢測分析系統 ExoView 于 2018 年被推出后，便引起了外泌體領域科研工作者的廣泛關注，目前在全球已近 100 多個實驗室采用該技術，發表文獻超過 290 篇。在過去的 2023 年，使用 ExoView 發表的論文出現井噴性增長，短短數月已經發表了超過 93 篇。近期，Akira Yokoi團隊^[1]利用該系統在卵巢癌外泌體研究領域取得重要進展，成果發表于高水平期刊《Science Advances》上。

全自動外泌體熒光檢測分析系統 ExoView 系統

圖文導讀

通過聚酮涂層納米線識別高級別漿液性卵巢癌分泌的特異性外泌體

早期卵巢癌是Z容易治療的，但其很難被發現和診斷，因此開發新的診斷方法非常緊迫。癌細胞源性的外泌體 (EV) 具有特殊的蛋白質特征，其作為疾病生物標志物具有很好的前景。高級別漿液性卵巢癌 (HGSOC) 是上皮性卵巢癌的致命亞型。Akira Yokoi^[1]等通過LC-MS/MS 分析來自細胞系或患者血清及腹水的小型 EV（sEV）和中型/大型 EV (m/lEV) 的 HGSOC 特異性膜蛋白，揭示了兩種 EV 亞型均具有特殊的蛋白質組特征，其中 FRα、Claudin-3 和 TACSTD2 被鑒定為 HGSOC 特異性 sEV 蛋白。此外，研究人員為了使用簡單易用的微流體裝置分離 EV，開發了聚酮涂層納米線 (pNW)，可以有效地從生物流體中純化 sEV。使用 pNW 分離的 sEV 的多重陣列檢測對癌癥患者具有特殊的可檢測性并可監測其臨床狀態。總之，使用 pNW 的 HGSOC 特異性標記物檢測方法可作為臨床檢測生物標記物的一個具有前景的平臺。

其中，研究人員把樣本分成四組，分別是兩種癌細胞 (CAOV3、OVCAR3) 和兩種非癌細胞 (HOSE1 和 MTK)，并利用全自動外泌體熒光檢測分析系統 ExoView 檢測從四種細胞系分離出的外泌體。結果顯示被 CD63 抗體捕獲的 Claudin-3 陽性外泌體數量在各組之間幾乎沒有差異，而 FRα 和 TACSTD2 陽性外泌體更多存在于癌細胞組別中（CAOV3 和 OVCAR3）（圖1）。另外，與其他樣品組對比，被 CD63 抗體以及 CD81 抗體捕獲的 FRα 和 TACSTD2 陽性外泌體明顯在 OVCAR3 細胞中更多（圖1），熒光成像圖對這個結論進行了佐證（圖2）。

圖 1 ExoView 檢測從癌細胞 ( CAOV3 和 OVCAR3 ) 以及非癌細胞 ( HOSE1 和 MTK ) 分離的外泌體的數量

圖 2 ExoView對癌細胞 ( CAOV3和 OVCAR3 ) 以及非癌細胞 ( HOSE1 和 MTK ) 分離的外泌體進行熒光成像分析

在上述這篇文章中，科學家借助美國 NanoView Biosciences 公司研發的全自動外泌體熒光檢測分析系統 ExoView ，直接檢測樣本中的外泌體，無需純化，操作簡單。一次結果直接輸出外泌體粒徑，絕對數目，蛋白表型，不同亞群的含量、多色熒光成像圖。總之，此篇文章有力地證明 ExoView 是外泌體檢測的一大利器。

NanoView發表文章一覽

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■ 南方醫科大學珠江醫院在《Bioengineering & Translational Medicine 》發表文章

■ 上海大學在《Journal of extracellular vesicles 》發表文章

■ 中國科學院深圳先進技術研究院在《Lab on a Chip 》發表文章

■ 北京天壇醫院、國家納米科學中心、北京航空航天大學在《Advanced Science 》發表文章

■ 同濟大學附屬上海市肺科醫院、上海思路迪轉化醫學團隊在《Journal of Nanobiotechnology 》發表文章

■ 山東千佛山醫院在《NANO LETTERS 》發表文章

■ 陜西師范大學在《Food & Function 》發表文章

■ 南京大學在《Frontiers in Cell and Developmental Biology 》發表文章

■ 中山大學在《ACS NANO 》發表文章

■ 北京理工大學在《Acta Pharmaceutica Sinica B 》發表文章

■ 中南大學湘雅二醫院在《International Journal of Nanomedicine 》發表文章

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參考文獻

[1] Akira Yokoi …& Hiroaki Kajiyama. (2023) Identifying high-grade serous ovarian carcinoma– specific extracellular vesicles by polyketone-coated nanowires. SCIENCE ADVANCES, 9, eade6958.