據(jù)Science Direct數(shù)據(jù)庫(kù)檢索顯示，2024年上半年外泌體領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量突破10000篇。NanoFCM作為一款針對(duì)生物納米顆粒的多參數(shù)定量表征利器，見(jiàn)證并緊跟外泌體領(lǐng)域的發(fā)展步伐，相關(guān)文章發(fā)表數(shù)量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢(shì)，僅今年上半年已助力客戶發(fā)表文章數(shù)量超100篇。

本期小編為大家精選了四篇文章，其中包含兩篇重量級(jí)的Nature大子刊文章，研究?jī)?nèi)容覆蓋了多能干細(xì)胞外泌體標(biāo)志物篩選、基于多功能納米粒子的疾病篩查、基于外泌體的疾病治療以及外泌體在阻斷病毒感染的機(jī)制研究。在這些研究中，NanoFCM主要幫助研究者在單囊泡水平實(shí)現(xiàn)了外泌體或者人工合成納米粒子的特征標(biāo)志物的多參數(shù)定量分析，從而實(shí)現(xiàn)外泌體樣本的質(zhì)量控制，為下游應(yīng)用保駕護(hù)航。

01 多能干細(xì)胞來(lái)源小細(xì)胞外囊泡特異性標(biāo)志物

關(guān)鍵詞：
多能干細(xì)胞，單粒子分辨率，小細(xì)胞外囊泡，特異性標(biāo)志物

研究摘要：
多能干細(xì)胞(pluripotent stem cells, PSC)來(lái)源的小細(xì)胞外囊泡 (small extracellular vesicles, sEVs)作為一種潛在的再生醫(yī)學(xué)療法，在多種與衰老相關(guān)的退行性疾病中表現(xiàn)出巨大的臨床轉(zhuǎn)化潛力。針對(duì)PSC-sEVs的表征手段和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的缺乏嚴(yán)重阻礙了PSC-sEVs由基礎(chǔ)研究向工業(yè)化轉(zhuǎn)化的應(yīng)用。

在該研究中，作者首先通過(guò)蛋白質(zhì)譜在胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞來(lái)源的sEVs中鑒定到5000多種蛋白質(zhì)。從中篩選出7種高度富集的蛋白，經(jīng)WB驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)其中六種蛋白(PODXL、YB1、IFITM1、LIN28A、OCT4和Dnmt3A)屬于高豐度蛋白。作者進(jìn)一步分析了這幾種蛋白在2種PSC-sEVs和7種非多能干細(xì)胞(3種普通細(xì)胞系及4種腫瘤細(xì)胞系)來(lái)源的小細(xì)胞外囊泡(nPSC-sEVs)中的表達(dá)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PODXL、LIN28A、OCT4和Dnmt3A僅在PSC-sEVs中呈現(xiàn)特異性表達(dá)，可作為特異性標(biāo)志物。

隨后，作者采用NanoFCM在單顆粒水平對(duì)PODXL(上述4個(gè)蛋白中唯一的膜表面蛋白)和3種PSC特異性表面抗原SSEA4、Tra-1-60和Tra-1-81在PSC-sEVs上的表達(dá)進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，PSC-sEVs中PODXL(>50%)和SSEA4(>70%)的陽(yáng)性率明顯高于nPSC-sEVs(<10%)，充分展示了PODXL和SSEA4可作為PSC-sEVs特異性強(qiáng)且靈敏度高的表面標(biāo)志物。

詳見(jiàn)往期文章：JEV前沿 | 多能干細(xì)胞外泌體特異性標(biāo)志物

02 新型多功能納米探針在流行性疾病篩查的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：
納米探針，SynBioNFs，診斷，SARS-CoV-2病毒

研究摘要：
生物標(biāo)志物的準(zhǔn)確和早期檢測(cè)為疾病篩查和追蹤在分子層面提供了可行性，為及時(shí)治療來(lái)挽救生命提供了保障。其中，探針和生物標(biāo)志物之間的多價(jià)相互作用以及材料表面上受控的探針取向是高靈敏檢測(cè)的關(guān)鍵。理想的功能納米探針應(yīng)具備高親和力、低生產(chǎn)成本、易于大規(guī)模制備和存儲(chǔ)等優(yōu)勢(shì)，這些在流行性疾病的快速篩查中顯得尤為重要。

該研究開發(fā)了一種基于生物工程化的多功能酵母納米片段的新發(fā)疾病篩查通用試劑，該試劑的核心組成為由納米級(jí)細(xì)胞壁片段組成的納米探針——合成生物納米片段(SynBioNFs)。SynBioNFs是通過(guò)基因編程酵母細(xì)胞的裂解產(chǎn)生的，該探針含有高親和力的靶標(biāo)結(jié)合生物分子(target binder)和精確定向附著診斷平臺(tái)表面的分子手柄(surface binder)。SynBioNFs可應(yīng)用于多種診斷平臺(tái)（表面增強(qiáng)拉曼、熒光、電化學(xué)和肉眼可視化分析），并實(shí)現(xiàn)SARS-CoV-2病毒顆粒的捕獲和檢測(cè)，且檢測(cè)靈敏度與逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈反應(yīng)(reverse-transcription quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)相當(dāng)。該方法具有快速、高特異性、高靈敏度以及通用性等優(yōu)勢(shì)，為新發(fā)疾病的快速診斷系統(tǒng)的開發(fā)提供了極大的便利。
 

03 外泌體促進(jìn)糖尿病患者創(chuàng)面愈合機(jī)制

關(guān)鍵詞：
糖尿病傷口，缺氧外泌體，lncHAR1B ，KLF4，巨噬細(xì)胞

研究摘要：
糖尿病患者皮膚損傷后往往存在創(chuàng)面愈合時(shí)間長(zhǎng)或難以愈合等問(wèn)題，已成為臨床上亟待解決的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。之前已有研究發(fā)現(xiàn)低氧處理的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(hypoxic human umbilical vein endothelial cells, HUVEC)來(lái)源的外泌體可以促進(jìn)糖尿病患者的皮膚創(chuàng)面愈合，但其具體作用機(jī)制尚不明晰。本研究對(duì)這一現(xiàn)象的底層生物過(guò)程進(jìn)行了探討和挖掘，揭示了細(xì)胞在低氧條件下分泌的外泌體(hypoxic exosomes, HExos)對(duì)于糖尿病患者創(chuàng)面愈合的機(jī)制。作者首先通過(guò)轉(zhuǎn)錄組技術(shù)對(duì)比了細(xì)胞常氧條件下分泌的外泌體和HExos中RNA的表達(dá)差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在多種差異表達(dá)的lncRNA（包括64個(gè)上調(diào)的lncRNA和94個(gè)下調(diào)的lncRNA）中，與糖尿病創(chuàng)面愈合顯著相關(guān)的lncHAR1B 在HExos中顯著上調(diào)。隨后作者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)HExos可導(dǎo)致受體細(xì)胞lncHAR1B表達(dá)的顯著升高，從而有效緩解高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙，并促進(jìn)M1型巨噬細(xì)胞向M2型巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)變，即lncHAR1B通過(guò)與轉(zhuǎn)錄因子BHLHE23結(jié)合，調(diào)控KLF4表達(dá)，從而影響了巨噬細(xì)胞的極化和炎癥反應(yīng)，這些均與糖尿病創(chuàng)面愈合密切有關(guān)。作者還進(jìn)一步以水凝膠作為外泌體的緩釋載體，分別負(fù)載常氧外泌體和低氧外泌體，并發(fā)現(xiàn)低氧外泌體的水凝膠可有效促進(jìn)創(chuàng)面愈合。

該研究不僅闡述HExos促進(jìn)創(chuàng)面愈合機(jī)制，同時(shí)開發(fā)了一種實(shí)用的外泌體藥物遞送平臺(tái)，為糖尿病患者的創(chuàng)面愈合提供了一種新穎的治療策略。

04 體液細(xì)胞外囊泡阻斷病毒感染

關(guān)鍵詞：
EVs，磷脂酰絲氨酸，病毒，感染

研究摘要：
為何有些病毒不易人傳人？此前的研究中發(fā)現(xiàn)精液和唾液中的細(xì)胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)可競(jìng)爭(zhēng)性地阻斷寨卡病毒(zika virus, ZIKV)與靶細(xì)胞的結(jié)合，從而抑制其在體內(nèi)和體外的感染，但其生物機(jī)制尚不清楚。

本研究基于脂質(zhì)組學(xué)和NanoFCM對(duì)不同體液來(lái)源的EVs的脂質(zhì)和表面的磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine, PS)的表達(dá)進(jìn)行了定量分析，發(fā)現(xiàn)不同體液來(lái)源的EVs均有不同程度的PS暴露，且在精液、唾液和尿液中比例較高。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，EVs可通過(guò)其自身暴露的PS阻斷ZIKV在凋亡模擬侵染過(guò)程中與靶細(xì)胞表面的PS受體結(jié)合，從而干擾ZIKV對(duì)宿主細(xì)胞的附著和進(jìn)入。且該現(xiàn)象具有廣譜性，登革熱病毒(DENV)、西尼羅河病毒(MNV)、基孔肯雅病毒(CHIKV)、埃博拉病毒(EBOV)和皰疹性口腔炎病毒(VSV)等感染均會(huì)受到體液中暴露PS的EVs不同程度的抑制。而利用其他的入侵受體的艾滋病病毒(HIV)、丙肝病毒(HCV)、新冠病毒(SARS-CoV-2)和皰疹病毒(HSV)的感染則不會(huì)受到該途徑的抑制。

該研究結(jié)果明確了體液中暴露PS的EVs阻斷病毒通過(guò)凋亡模擬途徑的感染機(jī)制，且這類EVs在唾液和精液中的含量尤其豐富，可有效抑制這類病毒在基于口腔和性傳播的感染。該研究為凋亡模擬病毒在人與人之間直接傳播的低發(fā)生率提供了有效的理論支撐，同時(shí)為新型抗病毒藥物的開發(fā)提供了新的思路和理論基礎(chǔ)。

詳見(jiàn)往期文章：Nature Microbiology | 體液細(xì)胞外囊泡阻斷病毒感染

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