前传|外泌体研究通关法碟

外泌体在其短短30多年的研究历程中，从基础研究走到了临床应用，成为液体”火” 检三大标杆之一。作为科研和临床检测的新宠，外泌体为我们的医学研究课题提供了一个思路和创新点。

本期为您介绍外泌体研究的基本概念、功能特性、研究方向及富集方式等内容，为后续的课题设计专题做一些知识铺垫。

外泌体就是分泌到细胞外的有膜结构的囊泡小体，是细胞外囊泡的一种，直径在40~100 nm。细胞外囊泡有很多种，包括外泌体（exosomes）、微泡（microvesicles）、凋亡小体（apoptoticbodies）等。外泌体只是其中一种，它的特点和区别是什么，我们通过外泌体的形成机制逐渐深入了解。

外泌体形成示意图

说明：外泌体的形成始于细胞内陷，成熟于多囊泡胞内体，终于膜融合。

细胞通过内吞作用产生小囊泡，小囊泡融合形成早期胞内体（early endosome），在多个蛋白的协同调控下，早期胞内体出芽形成含有多个腔内小囊泡的多泡体（multivesicularbodies，MVB），这个过程中这些腔内小囊泡（intraluminalvesicles，ILVs）会装载各种核酸和蛋白质等分子，泡内体最后在GTPase家族中RAB酶的调节下与细胞膜融合。随后，这些小囊泡会被释放到细胞外，称为外泌体。外泌体是通过细胞内吞细胞膜融合主动排除的物质，大小均匀，而微泡是由细胞直接出芽脱落生成，大小不均一。

上世纪80年代，在绵羊红细胞体外培养时，研究人员发现了源于细胞的单模结构囊泡，随后将其命名为外泌体，并推测其功能为细胞排泄废物的一种方式。随着研究不断加深，外泌体的更多功能被认识到。

2007年，科学家首次在外泌体中发现mRNA和miRNA，且可以在细胞间通讯。这一发现具有重大意义，也因此开启了外泌体研究的新纪元。分泌的外泌体进入体液随着循环长距离运输到靶细胞，其中的内含物如miRNA可以调控靶细胞的基因表达。

外泌体可携带参与细胞信号转导的蛋白、microRNA、lncRNA、circRNA、mRNA及其降解片段，在分子标志物开发、疾病发生发展、肿瘤转移、免疫反应、神经性疾病等领域的研究中具有重要作用。

理化特性研究属于探索性的研究领域，研究不同生理条件下细胞分泌的外泌体种类、大小和内含物成分变化。一般会用扫描显微镜、qNano分析和Western Blot做定性定量和定位分析。现在纯粹的理化特性研究越来越少，较多的是和机制研究相结合。

外泌体机制研究，又可以细分为两个方向: 细胞间通讯的机制和调控过程，外泌体和免疫关系研究。外泌体在免疫中的角色有很多种，早前文章研究证实外泌体的膜蛋白主要组织相容性复合物可以提呈抗原，提高T细胞消灭肿瘤的能力。外泌体膜蛋白一直是研究的热点之一，而现在越来越多研究者关注外泌体中miRNA等核酸信息的作用。这一研究方向常用的技术包括蛋白质芯片、高通量测序和qPCR，以及FISH和荧光示踪等外泌体运动研究手段。

临床医用研究一个细化方向是诊断型领域的液体活检，通过检测血液中的外泌体大小、种类及内含物的变化来预测疾病的发生和进展。另一个细化方向是药物制备型领域，以外泌体为载体将药物靶向运输到目标区域。液体活检中常用到高通量测序技术方法。

目前最常用的方法为超速离心、密度梯度离心或是试剂盒提取等。提取得到的外泌体可通过Nanosight、Apogee和传统流式细胞仪检测外泌体颗粒或是测量外泌体的浓度，对外泌体进行定量。但要确定是否得到完整的外泌体，则需通过扫描电镜对其进行形态学的检测。

本期，小编带您了解外泌体研究的基本概念、功能特性、研究方向及富集方式等基础内容，以便您更好的理解外泌体课题设计专题的介绍。

下期，我们将围绕外泌体研究的课题设计/实验规划/技术选择/功能验证几个部分展开。课题设计部分着重讲解外泌体的研究思路，而实验规划部分讲解实验技术路线，针对对于已决定做外泌体课题的老师，我们会有样本采集与保存详细介绍，敬请期待！