腎細胞癌(RCC)是最常見的一種腎臟癌癥。RCC現(xiàn)在仍然缺少有效的醫(yī)學(xué)診斷指標(biāo),已經(jīng)成為RCC治療方法開發(fā)的最大挑戰(zhàn)。外泌體是一種潛在的癌癥診斷指標(biāo),細胞分泌的外泌體的組成會因細胞的生理狀態(tài)不同而發(fā)生變化。腫瘤內(nèi)乏氧是癌癥發(fā)生、發(fā)展及擴散的一個關(guān)鍵因素。研究表明,處于乏氧狀態(tài)的細胞分泌的外泌體會影響癌細胞的增殖、擴散以及腫瘤血管生成,且與外泌體的內(nèi)容物有關(guān)。外泌體內(nèi)容物的表型可以通過蛋白組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法檢測,但這些方法過于繁瑣,難以用于醫(yī)學(xué)診斷。
單個外泌體表型分析是將免疫學(xué)與光學(xué)結(jié)合的一種新技術(shù)。該技術(shù)首先利用免疫識別將特定的外泌體進行捕獲分離,然后再對目標(biāo)外泌體的表面標(biāo)志物及內(nèi)容物(如攜帶的蛋白質(zhì)、RNA、DNA及細胞因子)進行定量分析,從而更加全面地反映外泌體的特性。該技術(shù)在短短兩年時間,備受廣大科研工作者的關(guān)注。本文將為大家分享使用單外泌體表征分析技術(shù)與蛋白組學(xué)檢測乏氧狀態(tài)的腎細胞癌外泌體,以供參考。
研究人員首先分離了鼠RCC細胞的細胞培養(yǎng)上清液,使用基于單個外泌體表型分析技術(shù)的
全自動外泌體熒光檢測分析系統(tǒng)Exoview檢測了在乏氧和正常狀態(tài)下分泌的外泌體中CD81和CD9亞群的含量。圖1結(jié)果表明,乏氧狀態(tài)下分泌的含CD81與含CD9外泌體均為正常狀態(tài)下的3.1-3.6倍。
圖1 ExoView檢測乏氧與正常RCC細胞外泌體表型
接下來使用Western Blot檢測上清液以及不同純化方法獲得的外泌體的蛋白含量。由圖2結(jié)果可知,WB無法檢測到上清液(左列)中的蛋白,而Exo-spin排阻色譜法(中列)和梯度超速離心法(右列)獲得的外泌體中,乏氧RCC的CD81和CD9低于正常組,與Exoview的結(jié)果相一致。
圖2 Western Blot檢測不同純化方法獲得的外泌體的蛋白含量
確定了不同狀態(tài)條件下細胞分泌的外泌體表面標(biāo)志物有差別后,研究人員使用了SERS,TG-RS(圖3)和TG-SERS(圖4)檢測不同純化方法獲得的外泌體的譜線。由譜線可知,TG-RS和TG-SERS法檢測Exo-spin法純化的外泌體,可以分辨出乏氧和正常外泌體的不同譜峰。最后,研究人員使用質(zhì)譜檢測了Exo-spin法純化的外泌體。蛋白組學(xué)分析結(jié)果表明,乏氧外泌體的CD9的表達量高于正常,這與Exoview和WB結(jié)果一致。
圖3 TG-RS與一般SERS檢測不同純化方法獲得的外泌體的譜線
圖4 TG-SERS檢測Exo-spin法純化獲得的外泌體的譜線
本研究的TG-RS結(jié)果中,不同純化方法的結(jié)果也有不同,這既說明了TG-RS方法檢測的高靈敏度,也說明純化確實影響了外泌體樣品的組成。Exoview使用細胞上清液或其他體液的原液直接進行檢測,通過芯片上的抗體特異性結(jié)合外泌體,可以排除雜質(zhì)的影響,無需對樣品進行純化,而WB等方法由于濃度限制無法直接檢測。也說明,Exoview可以作為一種標(biāo)準(zhǔn)的外泌體表型檢測方法,作為其他檢測和診斷方法開發(fā)的有效參照。
作為外泌體表征分析的倡導(dǎo)者,美國NanoView Biosciences于2018年推出了全自動外泌體熒光檢測分析系統(tǒng)ExoView,該系統(tǒng)一經(jīng)推出,便引起了外泌體領(lǐng)域科研工作者的廣泛關(guān)注,憑借其穩(wěn)定、出色的性能,短短幾年在全球已有近百個客戶,發(fā)表文獻100多篇。ExoView的精準(zhǔn)表征,能夠幫助科學(xué)家更深入地了解外泌體與疾病之間的關(guān)系,助力疾病診斷和新藥開發(fā)。
參考文獻: [1] Samoylenko, A., Kögler, M., Zhyvolozhnyi, A., Makieieva, O., Bart, G., Andoh, S. S., ... & Hiltunen, J. (2021). Time-gated Raman spectroscopy and proteomics analyses of hypoxic and normoxic renal carcinoma extracellular vesicles. Scientific reports, 11(1), 1-14.
全自動外泌體熒光檢測分析系統(tǒng)(ExoView R100)簡介
Nanoview所開發(fā)的全自動外泌體熒光檢測分析系統(tǒng)(ExoView R100)采用單粒子干涉反射成像傳感器(SP-IRIS)技術(shù),是一款無需純化的全自動的新型外泌體表征設(shè)備。該設(shè)備能夠提供全方位的外泌體表征信息,包括顆粒大小、計數(shù)、表型與生物標(biāo)志物共定位等,提供多層次和全面的外泌體測量解決方案。
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