近年來，胞外囊泡（EV）逐漸被廣泛用作眾多疾病生物學(xué)標(biāo)志物的采集來源。胞外囊泡是包括外泌體（exosome）、微泡（microvesicle）和凋亡小體（apoptoticbody）在內(nèi)的一系列膜囊泡，其直徑約為30-2000納米不等。大多數(shù)細(xì)胞類型都可以分泌胞外囊泡到血液循環(huán)中，也就意味著它們把富含了大量細(xì)胞來源的RNA、蛋白質(zhì)或代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)載進(jìn)入循環(huán)。此外，胞外囊泡可以攜帶一批與疾病有關(guān)的遺傳信息，在被受體細(xì)胞“內(nèi)吞”保持生物活性后，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞功能。
為了發(fā)揮胞外囊泡作為生物標(biāo)志物的全部潛力，醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域不僅需要能夠“探測”胞外囊泡的工具，而且迫切渴望有效分離特定胞外囊泡子集，并且在分子水平上進(jìn)一步研究評估其所包含物質(zhì)的創(chuàng)新研究技術(shù)。
▲標(biāo)記探針和捕獲探針協(xié)助分離納米胞外囊泡
近日，《自然》子刊《NatureBiomedicalEngineering》上的一篇論文中，來自南京大學(xué)和賓夕法尼亞州立大學(xué)（PennsylvaniaStateUniversity）的科學(xué)家們報(bào)道了一種新穎的脂質(zhì)納米探針方法，可以快速、經(jīng)濟(jì)且高效地分離納米級(jí)的胞外囊泡（nEV），并能夠從非小細(xì)胞肺癌患者體內(nèi)分離的納米胞外囊泡（nEV）里面識(shí)別相關(guān)遺傳突變。
正因?yàn)榘饽遗菘梢酝ㄟ^在細(xì)胞之間“轉(zhuǎn)運(yùn)”蛋白質(zhì)和核酸物質(zhì)來介導(dǎo)細(xì)胞間通訊，針對這一微小細(xì)胞來源物的研究正如火如荼地開展，但絕大多數(shù)研究受到納米胞外囊泡（nEV）分離技術(shù)能力的巨大挑戰(zhàn)。賓夕法尼亞州立大學(xué)和南京大學(xué)的團(tuán)隊(duì)所開發(fā)的上述脂質(zhì)納米探針系統(tǒng)可以在15分鐘內(nèi)自發(fā)標(biāo)記nEV，并且用于隨后的磁力富集。
這一創(chuàng)新簡易技術(shù)所達(dá)到的隔離效率和收集物組成類似于現(xiàn)有超速離心方法，但超速離心方法的速度慢很多，也需要大型儀器來實(shí)現(xiàn)。他們的數(shù)據(jù)結(jié)果還表明，這種方法允許對核酸和蛋白質(zhì)進(jìn)行下游分析，從而能夠在從非小細(xì)胞肺癌患者的血漿中分離出nEV之后，進(jìn)一步鑒定EGFR和KRAS突變。
▲研究人員從非小細(xì)胞肺癌患者血漿中分離出nEV鑒定EGFR和KRAS突變
在具體步驟中，研究作者的分離方法采用生物素標(biāo)記的聚乙二醇鏈和二?；|(zhì)尾作為標(biāo)記探針、NeutrAvidin（生物素）涂層的磁亞微米顆粒作為捕獲探針。首先，通過將脂質(zhì)尾部錨定到nEV膜中，使得標(biāo)記探針與nEV結(jié)合，然后將nEV固定在磁性顆粒上，最后可以通過施加磁場來分離nEV。分離程序僅需15分鐘，并具有與長時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)超離心方案相似的捕獲效率。
此外，作者還表明，通過用與生物素相比具有較低親和力的脫硫生物素標(biāo)記探針，他們可以通過用生物素置換的方法從探針中收獲nEV，并且收獲的nEV維持了其生物功能。接下來，研究人員從捕獲的nEV中提取和分析核酸和蛋白質(zhì)。在基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和microRNA分析的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)表明通過脂質(zhì)納米探針分離的nEV的物質(zhì)組成與通過超速離心法分離的nEV的組成相當(dāng)。
最終，研究人員們成功確定了從非小細(xì)胞肺癌患者分離的血漿衍生的nEV遺傳物質(zhì)中的DNA突變。
▲這一創(chuàng)新方法可適用于眾多下游操作（圖片來源：《NatureBiomedicalEngineering》）
我們很高興看到納米技術(shù)在胞外囊泡檢測檢驗(yàn)工程中的有效應(yīng)用，并且期望納米探針的效率和多功能性方法在癌癥診斷護(hù)理中開辟眾多機(jī)會(huì)，造福腫瘤患者。
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