泌體標(biāo)志物(非編碼RNA,蛋白)與疾病診斷、外泌體在液體活檢領(lǐng)域的應(yīng)用
第一代EGFR-TKIs獲得性耐藥的患者使用組合的外泌體RNA和循環(huán)腫瘤DNA方法檢測血漿EGFR突變
KrugAK,KarlovichC,KoestlerT,etal.AbstractB136:PlasmaEGFRmutationdetectionusingacombinedexosomalRNAandcirculatingtumorDNAapproachinpatientswithacquiredresistancetofirst-generationEGFR-TKIs[J].AnnalsofInternalMedicine,2015,14(12Supplement2):B136-B136.
于AnnalsofOncology雜志（IF11.854）的研究中，研究人員分析了來自IIIB和IV期NSCLC患者參加TIGER-X試驗(yàn)（第三代EGFR抑制劑rociletinib的1/2期臨床試驗(yàn)，編號NCT01526928）的84個血漿樣品。研究人員分離外泌體和ctDNA，并提取核酸，并使用有針對性的NGS分析（EXO1000）來篩選EGFR突變。該研究的主要目的是檢測同時提取exoRNA和ctDNA是否會增加拷貝數(shù)和EGFR突變檢測的敏感性，尤其是在通過腫瘤活組織檢查已知EGFR突變陽性的患者中，不通過只單獨(dú)的分析ctDNA鑒定EGFR突變檢測。研究人員將數(shù)據(jù)與匹配的組織數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并匹配先前用BEAMing獲得的ctDNA結(jié)果。此外他們通過分析治療15天后收集的血漿，檢測了治療期間EGFR突變水平的變化是否與治療結(jié)果相關(guān)。
2018（第三屆）外泌體與疾病研討會
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對于exoNA（exoRNA和cfDNA二者的組合），檢測EGFR激活突變的靈敏度為98％，EGFRT790M為90％。BEAM對ctDNA的敏感性分別為82％，T790M為84％。在一胸內(nèi)轉(zhuǎn)移亞組患者中（M0/M1a；n=21），利用exoNA的檢測，EGFR激活突變的檢測靈敏度從26％上升到74％（p=0.003），T790M的靈敏度從19％上升到31％。綜上所述，exoRNA和ctDNA的聯(lián)合檢測增加了血漿中EGFR突變檢測的敏感性，并在已知具有低水平ctDNA的M0/M1a患者中看到檢測的改善，該方法也對于僅基于ctDNA的突變檢測提出了新的挑戰(zhàn)。
外泌體作為藥物遞送載體
JiangXC,GaoJQ.Exosomesasnovelbio-carriersforgeneanddrugdelivery[J].InternationalJournalofPharmaceutics,2017,521(1–2):167-175.
浙江大學(xué)的Jiang等人綜述了外泌體作為新型藥物載體的近期實(shí)驗(yàn)室研究。
由于缺乏適當(dāng)?shù)闹委熜暂斔拖到y(tǒng)，臨床治療在某些疾病中停滯不前。最近的研究已經(jīng)確定了外泌體作為無細(xì)胞療法的潛在用途，這可能為解決疾病的問題提供了一種新的機(jī)制。外泌體是納米級細(xì)胞外囊泡，其可以運(yùn)輸富含蛋白質(zhì)，脂質(zhì)，DNA和RNA。人們越來越認(rèn)識到，外泌體不僅在生理條件方面，而且在病理方面都起著復(fù)雜的作用。越來越多的證據(jù)表明，外泌體在遠(yuǎn)距離的細(xì)胞間通訊中是至關(guān)重要的，因?yàn)樗鼈兛梢栽诜置跁r進(jìn)入循環(huán)，并通過額外的生物屏障。因此，對外泌體的功能參數(shù)及其作為小分子治療的遞送載體的潛在應(yīng)用的興趣已經(jīng)爆炸。在這篇綜述中，我們討論了外泌體作為“天然納米粒子”來傳遞藥物和基因的潛力，并將它們的優(yōu)缺點(diǎn)與其他傳遞機(jī)制進(jìn)行了比較。
Nature子刊：外泌體miR-21成為神經(jīng)性疼痛的治療靶點(diǎn)
倫敦國王學(xué)院的一項新研究揭示了神經(jīng)病理性疼痛中神經(jīng)元和免疫細(xì)胞之間未曾發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞通訊機(jī)制。研究人員發(fā)現(xiàn)了一種治療小鼠神經(jīng)性疼痛的新方法，與目前含有阿片類藥物和抗癲癇藥物的治療相比，這種方法更為安全有效。
神經(jīng)性疼痛是一種通常由神經(jīng)損傷引起的慢性疼痛，但在損傷愈合后疼痛持續(xù)很久。神經(jīng)性疼痛可能發(fā)生在手術(shù)或車禍后，或在某些情況下肢體被截肢。目前唯一可用于神經(jīng)性疼痛的藥物是阿片類藥物或抗癲癇藥物。
他們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)損傷后，該區(qū)域的疼痛神經(jīng)元釋放出含有microRNA-21的非常小的生物顆粒（外泌體）。然后這些顆粒被周圍的免疫細(xì)胞吸收，最終導(dǎo)致局部炎癥和神經(jīng)性疼痛。作者表示，當(dāng)他們阻斷背根神經(jīng)節(jié)疼痛神經(jīng)元釋放外泌體中的miRNA-21時，在細(xì)胞水平上具有抗炎作用，并可在體內(nèi)防止小鼠發(fā)生神經(jīng)性疼痛。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，這些含有阻斷miRNA-21的物質(zhì)的顆粒不會滲入大腦，導(dǎo)致副作用。
用外泌體修補(bǔ)“破碎”的心臟
DoughertyJA,MergayeM,KumarN,etal.PotentialRoleofExosomesinMendingaBrokenHeart:NanoshuttlesPropellingFutureClinicalTherapeuticsForward[J].StemCellsInternational,2017,2017(7):1-14.
干細(xì)胞移植治療是一種很有前景的修復(fù)損傷心臟組織并使其再生的輔助手段；然而，由于缺血心臟中移植細(xì)胞的存活不佳，一般僅能觀察到心臟功能的適度改善。因此，對于可以幫助減輕心臟損傷的新療法亟待出現(xiàn)。最近的研究已經(jīng)證明干細(xì)胞釋放的外泌體可以作為心臟修復(fù)的潛在的無細(xì)胞治療劑。曾經(jīng)一度被認(rèn)為僅僅是一種細(xì)胞廢物的外泌體或細(xì)胞外納米粒子已被證明在包括短距離和長距離的細(xì)胞間通訊在內(nèi)的生理功能中起著至關(guān)重要的作用。
近日，來自俄亥俄州立大學(xué)Wexner醫(yī)學(xué)中心的研究人員概述了一些研究，這些研究證實(shí)了外泌體在改善心臟功能、減輕心臟纖維化、刺激血管生成和調(diào)節(jié)miRNA表達(dá)方面有潛在作用。此外，外泌體攜帶重要的miRNA和蛋白質(zhì)貨物，可以作為心肌梗塞后心血管疾病的診斷標(biāo)志物并發(fā)揮重要作用。雖然有臨床前研究的證據(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)胞治療劑，但目前將外泌體完全用作心臟修復(fù)治療劑之前還是有很多核心問題需要解決。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)外泌體exosomes在心臟修復(fù)中起關(guān)鍵作用。這些納米粒子可以通過miRNA直接調(diào)控基因表達(dá)，將信息傳遞給靶細(xì)胞。圖中列出的外泌體是被發(fā)現(xiàn)在從各種細(xì)胞系分離的表達(dá)上調(diào)的外泌體，并且這些外泌體具有心臟保護(hù)作用。已有研究顯示在急性心肌梗塞（AMI）后施用于小鼠來源對間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）、心臟祖細(xì)胞（CPCs）、胚胎干細(xì)胞（ESC）和心肌源性細(xì)胞（CDCs）的外泌體可增強(qiáng)心臟功能、血管生成、減弱細(xì)胞凋亡和纖維化。
外泌體技術(shù)：快速從血液樣品中分離外泌體
WuM,OuyangY,WangZ,etal.Isolationofexosomesfromwholebloodbyintegratingacousticsandmicrofluidics.[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,2017:201709210.
近日，麻省理工學(xué)院（MIT）和杜克大學(xué)（DukeUniversity）的研究人員在《PNAS》上發(fā)表文章，他們開發(fā)了一種新型設(shè)備，能利用聲波技術(shù)，快速從血液樣品中分離外泌體（exosome）。在精準(zhǔn)醫(yī)療時代，這項技術(shù)可能在未來的疾病診斷和治療中發(fā)揮重要作用。
外泌體是細(xì)胞分泌的一種納米級別的小囊泡，直徑約為30至150納米，它們攜帶重要的信息，包括蛋白質(zhì)、miRNA等，幫助細(xì)胞之間通信。以前的研究表明，外泌體內(nèi)容物可以作為諸如癌癥，神經(jīng)變性疾病和腎臟疾病等疾病的標(biāo)志物。盡管它對疾病診斷非常重要，但現(xiàn)有的外泌體分離方法需要高速離心。它需要使用大型機(jī)器，耗費(fèi)近24小時的時間才能獲得，非常不便。而高離心力也可能破壞囊泡。降低樣品的質(zhì)量。
這項研究有望解決這一難題。在論文中，研究人員們提供了一種通過微流體和聲學(xué)的獨(dú)特組合從體液樣品中捕獲外泌體的新穎方法。這種方法分離得到的外泌體，基本上不改變其生物或物理特征，為開發(fā)評估人類健康以及疾病診斷和進(jìn)展提供了有吸引力的新方法。
他們開發(fā)的原始聲學(xué)分選裝置由兩個傾斜的聲學(xué)換能器和一個微流體通道組成。當(dāng)這些傳感器產(chǎn)生的聲波相互碰撞時，它們形成產(chǎn)生一系列壓力節(jié)點(diǎn)的駐波。它原本被用于分選細(xì)胞——每當(dāng)細(xì)胞或顆粒流過通道并遇到一個節(jié)點(diǎn)時，壓力會將細(xì)胞引導(dǎo)離開中心一點(diǎn)點(diǎn)。細(xì)胞移動的距離取決于大小和其他屬性（如可壓縮性），這樣，在到達(dá)通道末尾時，不同大小和性質(zhì)的細(xì)胞就能夠被分離開來。
為了分離外泌體，研究人員用兩個這樣的單元串聯(lián)構(gòu)建了一個裝置。首先，使用聲波從血液樣品中除去細(xì)胞和血小板。一旦細(xì)胞和血小板被去除，樣品進(jìn)入第二個微流體單元，然后使用較高頻率的聲波將外泌體與稍大的細(xì)胞外囊泡分開。
這項工作的通訊作者之一，麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系科學(xué)家MingDao博士說：“聲波更溫和。而且在分離時，這些囊泡受處理的時間只有1秒鐘或更短。這是一個很大的優(yōu)勢。”使用該設(shè)備，處理100微升未稀釋血液樣本只需要不到25分鐘。
研究人員們表示，這種新技術(shù)為研究“液體活檢”增添一個新的維度，并促進(jìn)細(xì)胞外囊泡的臨床應(yīng)用，以了解難以進(jìn)入的器官（例如人類懷孕期間的胎盤）的生理和健康?！斑@種新技術(shù)可以解決當(dāng)前外泌體分離技術(shù)的缺點(diǎn)，如周期長，一致性差，產(chǎn)量低，污染以及完整性受損等。我們想要把提取高質(zhì)量的外泌體的過程簡化為按一個按鈕就在10分鐘內(nèi)獲得所需樣品一樣簡單?！毖芯咳藛T們說。
外泌體研究是多個生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向，這個技術(shù)為我們提供了另一個了解疾病的手段，也將使未來的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)更加便捷。
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