细胞外囊泡(EVs)是从各类细胞中分泌、释放出来的小型膜类结构。这些细胞外囊泡普遍存在于各种生物体液中,包括血液、尿液和唾液。它们包含多种生物活性分子,如蛋白质、脂质和核酸,在细胞间通讯中发挥着关键作用。鉴于细胞外囊泡在生物体的生理过程以及疾病状态研究中的重要性,人们对细胞外囊泡的相关分析重视度不断提高。
自上世纪80年代,研究人员首次发现细胞外囊泡的存在以来,学界对于这些细胞外囊泡的兴趣一直在增长。在过去二十年里,该领域的研究呈现指数级增长。
细胞外囊泡的分析涉及广泛的技术领域,这些技术对于表征细胞外囊泡的大小、浓度、运载量以及识别特定类型细胞中的细胞外囊泡释放至关重要。此外,对细胞外囊泡进行分析可以深入了解细胞外囊泡被受体细胞吸收(胞吞)的机制以及此类细胞介导的生物效应。
细胞外囊泡(EVs)根据其生物成因与囊泡粒径大小的不同,大致分为以下三类:
外泌体(Exosomes):是一类来自细胞内源途径的小型细胞外囊泡(30-150 nm)。它们是由细胞质膜向内萌发,进一步转变成多泡体(MVBs),最后与细胞膜融合形成的。外泌体通常携带有多种生物分子,包括蛋白质、脂质和核酸,并参与细胞间通讯和物质递送过程。
微囊泡(Microvesicles):是一类粒径稍大的细胞外囊泡(100-1000 nm),由细胞膜向外萌芽形成。微泡中携带有多种生物活性分子,包括生长因子、细胞因子和信号脂质。它们参与细胞间通讯、生物体免疫调节和凝血过程。
凋亡小体(Apoptotic bodies):是一类粒径较大的细胞外囊泡(1-5µm),由正在经历程序性细胞死亡(凋亡)的细胞释放。凋亡体中携带有多种生物大分子,包括细胞染色质、酶和细胞器。凋亡体在吞噬细胞清除凋亡细胞和维持组织稳态的过程中发挥作用。
我们可以对不同粒径大小的小型细胞外囊泡(<200 nm)和中型/大型细胞外囊泡(> 200 nm)进行识别研究。
细胞外囊泡参与生物体中各类生理与病理过程,研究人员对细胞外囊泡在医学和生物技术中的潜在应用开展了大量研究。由于细胞外囊泡具有广泛的生物用途,目前许多临床前和临床中的研究都在探索其治疗潜力。
细胞间通讯(Intercellular communication):细胞外囊泡可以在细胞间传递蛋白质、脂质、核酸等生物大分子,因此其在细胞间通讯过程中发挥重要的作用。细胞外囊泡介入细胞间的通讯过程可以影响各种生理和病理过程,包括免疫反应、组织再生和癌症发展过程。
诊断标志物(Diagnostic markers):细胞外囊泡可以作为各种疾病的诊断标志物,因为其中包含反映分泌细胞生理状态的生物分子。例如,循环细胞外囊泡已被证明含有癌症和神经退行性疾病的生物标志物,针对这类细胞外囊泡的分析、研究可以帮助疾病诊断和预后。
药物递送(Drug delivery):细胞外囊泡可以通过工程化改造用于向靶细胞递送药物或核酸等治疗性分子。与传统药物递送系统相比,胞外囊泡递送系统具有生物相容性高、免疫原性低和能够跨越生物屏障等优势。
组织工程学(Tissue engineering):细胞外囊泡可以通过调节细胞行为和细胞信号通路,促进组织的再生和修复。目前,细胞外囊泡已被应用于各类组织工程学的研究中,包括骨再生、软骨修复和伤口愈合。
HORIBA Scientific仪器提供的细胞外囊泡(EVs)表征方案如下:
外泌体作为生物标志物和药物递送系统的潜力引起了科学界的极大兴趣。然而,外泌体研究的发展一直受到分析技术的限制。人们一直都在寻找表征外泌体粒径和浓度的方法。其中纳米颗粒追踪分析技术(NTA),可以通过相机实时追踪颗粒的布朗运动并进行计算得到颗粒的粒径和浓度。
本应用文档展示了ViewSizer 3000作为下一代NTA分析仪器的强大分析能力,它能准确地表征外泌体的粒径和浓度。
使用光谱分析仪为生命科学领域提供解决方案。(Readout No. E55)
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