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外泌體專題——外泌體的提取方法都有哪些?

更新時間:2022-03-09  |  點擊次數(shù):1662
     外泌體(Exosome)發(fā)現(xiàn)于1986年,是一種直徑約30~100nm的雙層膜囊泡狀結(jié)構(gòu)小體,可由機體內(nèi)多種細(xì)胞如免疫細(xì)胞、干細(xì)胞、心血管細(xì)胞、網(wǎng)織紅細(xì)胞、血小板、神經(jīng)細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等主動分泌產(chǎn)生,廣泛分布于外周血、尿液、唾液、乳汁、腹水、羊水等體液中。
  外泌體攜帶大量特異性的蛋白質(zhì)(如細(xì)胞因子、生長因子)以及功能性的mRNAs、miRNAs等生物活性物質(zhì),在體內(nèi)參與細(xì)胞通訊、細(xì)胞遷移、促血管新生和抗腫瘤免疫等生理過程,與多種疾病的發(fā)生和進程密切相關(guān)[1][2]。由于外泌體的特殊結(jié)構(gòu)和功能,使得它具有潛在的應(yīng)用價值,一方面可以作為診斷多種疾病的生物指標(biāo),另一方面也可以作為治療手段,未來有可能作為藥物的天然載體用于臨床治療。
  外泌體的分離純化一直是科研工作者關(guān)注的問題,獲得高純度的外泌體對后續(xù)的研究至關(guān)重要。據(jù)了解,目前人們多采用超速離心、免疫磁珠、超濾、沉淀或試劑盒等方法實現(xiàn)外泌體的提取分離:
  1、超速離心法(差速離心)超離法是常用的外泌體純化手段,采用低速離心、高速離心交替進行(如圖所示),可分離到大小相近的囊泡顆粒。超離法因操作簡單,獲得的囊泡數(shù)量較多而廣受歡迎,但過程比較費時,且回收率不穩(wěn)定(可能與轉(zhuǎn)子類型有關(guān)),純度也受到質(zhì)疑;此外,重復(fù)離心操作還有可能對囊泡造成損害,從而降低其質(zhì)量[3]。
  2、密度梯度離心:在超速離心力作用下,使蔗糖溶液形成從低到高連續(xù)分布的密度階層,是一種區(qū)帶分離法。通過密度梯度離心,樣品中的外泌體將在1.13-1.19g/ml的密度范圍富集。此法獲得的外泌體純度較高,但步驟繁瑣,耗時。
  3、超濾離心:由于外泌體是一個大小約幾十納米的囊狀小體,大于一般蛋白質(zhì),利用不同截留相對分子質(zhì)量(MWCO)的超濾膜對樣品進行選擇性分離,便可獲得外泌體。超濾離心法簡單高效,且不影響外泌體的生物活性,是提取細(xì)胞外泌體的一種新方法。
  4、磁珠免疫法:外泌體表面有其特異性標(biāo)記物(如CD63、CD9蛋白)[5],用包被抗標(biāo)記物抗體的磁珠與外泌體囊泡孵育后結(jié)合,即可將外泌體吸附并分離出來。磁珠法具有特異性高、操作簡便、不影響外泌體形態(tài)完整等優(yōu)點,但是效率低,外泌體生物活性易受pH和鹽濃度影響,不利于下游實驗,難以廣泛普及。
  5、PEG-base沉淀法:聚乙二醇(PEG)可與疏水性蛋白和脂質(zhì)分子結(jié)合共沉淀,早先應(yīng)用于從血清等樣本中收集病毒,現(xiàn)在也被用來沉淀外泌體,其原理可能與競爭性結(jié)合游離水分子有關(guān)。利用PEG沉淀外泌體存在不少問題:比如純度和回收率低,雜蛋白較多(假陽性),顆粒大小不均一,產(chǎn)生難以去除的聚合物,機械力或者吐溫-20等化學(xué)添加物將會破壞外泌體等,因此發(fā)表文章時易受質(zhì)疑。
  6、試劑盒提?。航鼛啄陙?,市場上已出現(xiàn)各種商業(yè)化的外泌體提取試劑盒,有的是通過特殊設(shè)計的過濾器過濾掉雜質(zhì)成分,有的則采用空間排阻色譜法(SEC)進行分離純化,也有的則利用化合物沉淀將法外泌體沉淀出來。這些試劑盒不需要特殊設(shè)備,隨著產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代,提取效率和純化效果逐漸提高,因而逐漸取代超速離心法并推廣開來。有些試劑盒操作簡便,不用超速離心,同時可獲得高純度和高回收率的外泌體——如101bio開發(fā)的系列試劑盒,可分別針對尿液、血液、細(xì)胞上清液等多種樣品進行提取[6][7],并可進一步從外泌體中獲得想要的蛋白質(zhì)或者RNA分子,方便快速,因而受到大多數(shù)人的歡迎,并發(fā)表了不少高質(zhì)量的文章!
  然而,市場上各類產(chǎn)品純化效果良莠不齊,目前仍沒有絕對的方法或試劑盒能滿足所有要求,從各類樣品中分離到理想的外泌體。
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