無外泌體血清的研究進展、實驗技術(shù)及專用試劑應(yīng)用概述
一、外泌體基本概述
外泌體(Exosomes)是機體絕大多數(shù)細胞分泌的納米級膜泡結(jié)構(gòu),粒徑范圍為30–150 nm,廣泛分布于人體各類體液當中。作為細胞間信息傳遞的重要媒介,外泌體可攜帶并轉(zhuǎn)運多種關(guān)鍵信號分子,精準調(diào)控機體細胞增殖、凋亡、代謝等各類生命活動,在機體生理穩(wěn)態(tài)維持與病理進程調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
外泌體領(lǐng)域的突破性研究極大推動了生物醫(yī)學學科發(fā)展。2013年,美國科學家Rothman、Schekmam與德國科學家Sudhof憑借對外泌體細胞內(nèi)合成、運輸及調(diào)控核心機制的系統(tǒng)性研究,共同榮獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。該研究成果夯實了外泌體的理論研究基礎(chǔ),推動該領(lǐng)域邁入高速發(fā)展的全新階段。截至2023年7月,全球已有118個國家的科研團隊開展外泌體相關(guān)研究,相關(guān)學術(shù)論文發(fā)表數(shù)量逐年攀升,已然成為生命科學領(lǐng)域的重點研究方向。
其中,干細胞來源外泌體是無細胞治療的核心研究對象,其內(nèi)部富集干細胞的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、DNA、RNA等多種生物活性物質(zhì),完整承襲了干細胞的核心生物學功能。大量研究證實,干細胞外泌體具備抗炎、抑制細胞凋亡、促進細胞增殖與組織損傷再生等多重生物學效應(yīng)。相較于傳統(tǒng)干細胞治療,外泌體擁有免疫原性低、理化性質(zhì)穩(wěn)定、儲存運輸便捷、實驗質(zhì)量可控性強等突出優(yōu)勢,有效規(guī)避了干細胞治療的諸多局限性,是當下無細胞生物治療領(lǐng)域的研究熱點與發(fā)展重點。
二、外泌體主流提取方法
經(jīng)過多年技術(shù)迭代,目前實驗室已形成一套成熟的外泌體提取技術(shù)體系,常用方法包括差速離心法、密度梯度離心法、超濾離心法、磁珠免疫法、PEG沉淀法、色譜法以及商業(yè)化試劑盒提取法等。不同提取方法在純度、效率、操作難度、設(shè)備要求上各有優(yōu)劣,可根據(jù)實驗需求靈活選用。
相較于需要大型精密儀器、操作流程繁瑣、耗時較長的傳統(tǒng)超速離心類方法,商業(yè)化外泌體提取試劑盒無需特殊實驗設(shè)備,具備操作簡便、適配場景廣泛、重復(fù)性好等優(yōu)勢。隨著生物制備技術(shù)的不斷升級,試劑盒的外泌體提取效率與產(chǎn)物純化純度持續(xù)提升,現(xiàn)已逐步替代傳統(tǒng)提取技術(shù),成為各大實驗室外泌體提取的主流手段,得到廣泛推廣與應(yīng)用。
三、外泌體標準鑒定方法
為保障外泌體實驗樣本的純度與可靠性,行業(yè)內(nèi)形成了標準化的三重鑒定體系,核心包含透射電鏡形態(tài)觀察法、納米顆粒跟蹤分析法、分子標志物檢測法三種quan威方法,從形態(tài)、粒徑、分子層面驗證外泌體特征。
其中,分子標志物檢測是特異性鑒定外泌體的核心依據(jù),需嚴格遵循行業(yè)鑒定標準,至少檢測3種外泌體特異性陽性標志物與1種陰性標志物,通過標志物的表達情況精準區(qū)分外泌體與其他囊泡雜質(zhì),有效驗證樣本純度,為后續(xù)功能實驗、機制研究提供可靠的樣本保障。
四、外泌體研究應(yīng)用前景
外泌體的生物學功能與人體多種疾病的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸進程高度關(guān)聯(lián),憑借其靶向運輸、信號調(diào)控的獨特優(yōu)勢,已成為疾病診斷標志物篩選、發(fā)病機制深度探究、新型靶向藥物研發(fā)等領(lǐng)域的創(chuàng)新研究熱點,具備高的科研價值與臨床轉(zhuǎn)化潛力。
據(jù)clinicaltrials.gov數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計,目前全球登記在冊的外泌體相關(guān)臨床試驗共計163項,研究覆蓋領(lǐng)域十分廣泛,主要包括惡性腫瘤診療、皮膚損傷修復(fù)、機體抗衰老、多囊卵巢綜合征、干眼癥等多種疾病與健康方向,充分彰顯了外泌體廣闊的臨床應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化前景。
五、外泌體實驗專用試劑:無外泌體血清
在外泌體體外細胞培養(yǎng)實驗中,常規(guī)胎牛血清內(nèi)源含有的大量牛源外泌體,會混入細胞上清樣本中,對后續(xù)外泌體的提取、鑒定及功能檢測造成嚴重干擾,大幅降低實驗數(shù)據(jù)的準確性與重復(fù)性。因此,去除內(nèi)源外泌體的專用血清,是外泌體體外專項研究不ke或缺的核心試劑。
WINSERA無外泌體血清(FBS050-EXO)專為外泌體體外研究定向研發(fā),以健康胎牛血清為原料,通過無菌采集、精密過濾等多重工藝制備而成,可有效去除血清中98%以上的內(nèi)源外泌體。該產(chǎn)品嚴格把控品質(zhì),無支原體污染、內(nèi)毒素含量極低,能夠很大程度消除血清源性外泌體的實驗干擾,精準保障外泌體相關(guān)實驗的穩(wěn)定性與可靠性。
六、無外泌體血清規(guī)范解凍操作
該款無外泌體血清對溫度變化較為敏感,嚴禁將-20℃冷凍保存的血清直接置于37℃環(huán)境快速解凍,劇烈的溫度差會導(dǎo)致血清內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生凝集,產(chǎn)生大量沉淀,破壞試劑原有理化性質(zhì)與使用品質(zhì)。
標準解凍流程為梯度解凍:首先將冷凍血清轉(zhuǎn)移至2–8℃低溫環(huán)境緩慢融化,待血清大部分冰晶消融后,放置于室溫環(huán)境wan全解凍;全程需輕柔搖晃混勻,保證血清成分均勻分布。血清解凍后若出現(xiàn)少量絮狀、片狀析出物,鏡下多呈現(xiàn)小黑點形態(tài),屬于脂蛋白變形或纖維蛋白微量析出導(dǎo)致的正?,F(xiàn)象,不影響血清核心品質(zhì)與實驗使用效果,經(jīng)0.45 μm濾器過濾去除析出物后,即可正常用于細胞培養(yǎng)實驗。