外泌体本身的惰性相当高,但它们与细胞膜融合可将所携带的物质和信号传递到受体细胞并改变其生物学功能,因此,外泌体是纳米药物递送或基因治理的潜在载体。外泌体作为功能性小RNA和蛋白质的天然载体也引起了药物递送领域的极大兴趣,因为它可以利用这些囊泡治理性递送各种核糖核酸分子、肽和合成药物。外泌体作为疾病诊断标志物的潜在应用依赖于基于外泌体的药物递送系统的技术突破,要将其用于临床治理,外泌体的大规模工业化生产还面临很大的挑战。首先,对外泌体的具体合成机制、功能了解并不是非常详细。其次,现在缺乏经济有效的外泌体分离技术。目前,提取外泌体的方法主要有超速离心法、PEG沉淀法。江苏外泌体脂质组学
Vlassov等人发表的一篇外泌体的提取方法及组成的专利文献中介绍,通过终浓度为8%的PEG6000与生物体液共孵育14h后,10000xg离心1h,可将直径在30-150nm之间,且包含丰富RNA的外泌体沉淀下来。因此采用终浓度为8%的PEG6000沉淀血清中的外泌体,为了进一步纯化胎盘相关外泌体,将获得的包含外泌体的沉淀用PBS重新悬浮后,加入非线性蔗糖密度梯度层,10000xg超速离心5h,将分层液采用PEG6000进行2次沉淀。经过多次实验反复验证,确定同时表达外泌体标志蛋白分子及胎盘特异性蛋白分子的胎盘来源外泌体所在密度层。腹水提取试剂盒成分外泌体作为核酸分子的药物载体主要用于基因治理。
外泌体由于包含的内容物具有明显的组织特异性,为其能成为瘤早期诊断的生物标志物提供了重要保障。但目前对于外泌体miRNA、LnkRNA等的检测方法还不成熟,限制了外泌体用于疾病诊断中的应用。基于外泌体的诊断产品获得FDA批准上市,很大程度的增加了研发企业的信心。外泌体的异质性又决定了外泌体药物递送系统不能提供一个普适的递药策略,必须根据所传递治理物质的类型、目标组织的特点等进行针对性的进行策略调整。良好的生物兼容性、稳定性和内在靶向性等使外泌体在药物递送方向大有潜力。
外泌体的生物发生途径主要包括三个关键的检查点:ILV的形成,阻止MVEs的降解以及MVEs和细胞膜的融合,这三个检查点都包含在内体相关的囊泡运输过程中。RABGTPase定位到特定膜结构的表面,通过招募效应因子来调节相应膜结构的囊泡运输,例如,在内体溶酶体运输网络中,RAB5调节早期内体的形成及相互融合;内体膜上RAB5到RAB7的转换调节早期向晚期内体的转变;RAB7调节晚期内体/MVEs与溶酶体的融合来降解ILVs;RAB27调节MVEs与细胞膜的对接和融合来释放ILVs形成外泌体。内吞的膜蛋白,特别是受体酪氨酸激酶家族的表皮生长因子受体,定位到内体和MVEs,通过MVEs和溶酶体融合来进入溶酶体降解,此过程受多种RABGTPases和ESCRT复合体的调控。外泌体具有良好的生物兼容性、稳定性和内在靶向性,使其在药物递送方向大有潜力。
Knepper等通过对透射电镜得到的200个囊泡进行粒径分析,结果表明尿液中外泌体的粒径分布约为35~40nm,磷脂双分子层厚度约为直径的1/5~1/10。透射电镜结合免疫金标记法能够得到外泌体表面特征分子的信息,有助于揭示外泌体的产生机制与来源。动态光散射(dynamiclightscattering,DLS)和纳米颗粒跟踪分析(nanoparticletrackinganaly[1]sis,NTA)都是利用光学手段获得囊泡粒径分布的方法。两者的不同之处在于动态光散射通过检测散射光的强度计算得到颗粒粒径,而纳米颗粒跟踪分析通过追踪单个粒子的运动轨迹计算得到样品浓度、粒径分布等信息。必须慎重分析得到的是否是外泌体。江苏外泌体脂质组学
蛋白质分子在外泌体信号传递过程中起到了非常重要的作用。江苏外泌体脂质组学
一方面,外泌体可以通过调控细胞的恶性转化如细胞增殖、迁移和侵袭,促进HCC的发生和发展。另一方面,恶性瘤细胞分泌的外泌体可以协同其他瘤细胞一起,调控瘤微环境,以利于HCC发展。人HCC细胞外泌体中含有的一系列miRNAs,会减弱其他HCC细胞中TGF-β通路上的蛋白表达,促进HCC细胞的生长。HCC细胞外泌体还会诱导非致瘤性肝细胞发生细胞迁移和侵袭,具有运动能力的HCC通过释放外泌体诱导肝细胞分泌MMP-2和MMP-9,增强HCC细胞的侵袭能力。经HCC中分离到的CD90+外泌体处理的内皮细胞会表达更多的VEGF和VEGFR1,促进血管生成;同时诱导ICAM-1表达促进细胞转移。还有研究表明外泌体参与HCC缺氧胁迫和药物耐受的调控。江苏外泌体脂质组学