Exosomes

外泌体是细胞外囊泡（EVs），在生理和病理状态下都是细胞间通讯的重要介质。它们由活细胞分泌，存在于生物体液中，内含蛋白质、RNA和DNA。从最小的细菌到人体的所有细胞，外泌体存在于每个活有机体中。外泌体是最小的细胞外囊泡，在肿瘤微环境中尤为引人关注，已证实其可介导血管新生、肿瘤转移和免疫抑制。

外泌体标志物抗体 | 外泌体针对健康和疾病的作用 | 相关研究领域 | 资源 | 背景信息 | 参考文献

外泌体标志物抗体

国际细胞外囊泡学会（ISEV）已针对外泌体在人类健康和疾病的作用的可重现、准确鉴定及研究确定了最低要求。这些要求包括应使用外泌体标志物抗体，区分细胞外囊泡（EV）与培养基或生物体液中的污染成分。

应通过检测至少一种跨膜蛋白或GPI锚定蛋白以及一种胞质脂质或膜相关蛋白，来确认外泌体的存在情况。为评估外泌体制剂受细胞成分污染的程度，在检测过程中，应使用通常与细胞外囊泡不相关的靶标，如白蛋白、ApoA1、钙连接蛋白或核糖体蛋白S6/RPS6。

Infographic of the surface markers of exosomes

展示表面标志物的外泌体示意图

 

Bio-Techne可提供包括组织和肿瘤特异性外泌体标志物抗体在内的多种外泌体标志物抗体，这些抗体已在多项应用（包括 Simple Western和流式细胞术）中得到验证。

一般外泌体标志物标志物功能
四跨膜蛋白：用于识别外泌体的最常用跨膜标志物。该家族中的蛋白质有四个跨膜区域，位于质膜上中的四跨膜蛋白富集微域（TEM）。CD9, CD63, CD81, CD82与粘附分子、跨膜受体和细胞内信号蛋白结合，促进和调节信号传导。 
多泡囊体（MVB）相关蛋白质：可作为外泌体表征的有用标志物，它们提示囊泡生物生成的细胞内路径，但并不证实该途径。ALIX, TSG101与参与胞质分裂和膜剪切的中体蛋白相互作用。
 Flotillin-1作为胞膜窖膜内的支架蛋白，参与胞膜窖或胞膜窖样囊泡的形成。 
 笼形蛋白参与受体介导的胞吞作用及早期内体的形成。 
伴侣蛋白：可作为多种环境及病理生理应激条件下外泌体的标志蛋白质HSP60, HSC70, HSP70, HSP90确保蛋白质正确折叠，并防止细胞内形成异常蛋白聚集体。 

蛋白标志物对于确定细胞外囊泡（EV）的细胞来源同样至关重要。正如不同类型的细胞表达各自特异的标志物，来源于这些细胞的外泌体通常也会表达这些细胞型特征蛋白。

细胞类型外泌体标志物
上皮细胞 EpCAM, CDq47/EMMPRIN, EGFR
淋巴细胞（B细胞、T细胞、NK细胞）CD3, CD19, CD20, CD37, NKG2D, CD56
间充质干细胞/基质细胞（MSC）MMP-9, CD44, CD73, HGF
血小板 CD31/PECAM-1, CD41, CD62P, PF4, GP-IX (CD42)
神经元 L1CAM, GlueR2, NF-L, TDP43

细胞外囊泡（EV）在体内执行各种功能，其所承载的底物也同样多种多样。具体内容取决于宿主种属、细胞来源、生物体液及疾病状态。这里列举了一些与信号转导、代谢、细胞死亡以及免疫调节相关的常见标志物。

功能标志物
信号传导 HIF-1α, β-catenin, VEGF, CDC42, ARF1
代谢酶GAPDH, PGK1
细胞死亡/细胞毒性FasL、颗粒酶A、颗粒酶B
免疫调节HLA-A/B/C、HLA-DR/DP/DQ、TNF-α、CD86、半乳糖凝集素-9、TGF-β、PD-L1
了解外泌体和细胞外囊泡（EV）的Simple Western分析方法。

外泌体及其他细胞外囊泡（EV）针对健康和疾病的作用

由于外泌体及其它细胞外囊泡（EV）在细胞间通讯方面发挥重要作用，正逐渐成为疾病发病机制的重要参与者。已证实细胞外囊泡（EV）与癌症, 阿尔茨海默症 (AD), 和帕金森病(PD)以及多种炎症性疾病相关。胞外囊泡（EV）既可在邻近环境中向细胞传递底物，亦能穿越血液、淋巴及脑脊液循环网络，将信息递送至远端组织。

外泌体和其他细胞外囊泡（EV）除了在发病机制中发挥作用外，作为疾病生物标志物的来源也受到广泛关注。和传统的癌症有创活检程序相比，从血液、尿液和脑脊液中获取样本以诊断和监测疾病进展更优。针对阿尔茨海默症和帕金森病等疾病，临床诊断高度依赖行为症状，这意味着在确诊时，患者已经有大量神经元发生了不可逆的丢失。在症状出现前检测疾病的生物标志物，即可实现早期干预以保护神经元并延迟症状的发展。

 

相关研究领域

针对神经元退行性疾病的外泌体细胞外囊泡流式细胞术外泌体分离与检测

 

外泌体研究相关产品

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资源

背景信息

通常根据大小、生物合成和功能将细胞外囊泡（EV）分为三大类。

 功能细胞间通讯（多样化）凋亡小体（大细胞外囊泡（EV））
规格30-150 nm100-1000 nm凋亡小体（大细胞外囊泡（EV））
生物合成内体出芽细胞凋亡
功能细胞间通讯（多样化）细胞间通讯（多样化）含有凋亡细胞的细胞内容物

 

国际细胞外囊泡学会（ISEV）建议，在使用基于生物发生过程相关的特定术语（如外泌体、微泡、凋亡小体）时，应基于以下标准对细胞外囊泡（EV）进行表述：

 物理特性生化组成起源
检测类型大小（小、中/大）；密度（低、中、高） 特定蛋白质、脂质或基因组内容物细胞类型、处理条件
示例小细胞外囊泡（sEV）< 200 nm；中/大细胞外囊泡（EV）（m/lEVs）> 200 nmCD81+, CD9+, 膜联蛋白 V+, EpCAM+, EGFR+, miRNAs神经元、上皮细胞、肿瘤源、低氧性

Graphic of the various roles and functions of exosomes

外泌体与细胞外囊泡（EV）由多种类型的细胞主动释放，参与一系列动态细胞间信号传导。分泌的细胞外囊泡（EV）和外泌体携带着多种多样的底物，这些底物是实现局部及远端组织间细胞通讯所必需的。该底物含有遗传信息物质，如信使RNA（mRNA）、微RNA（miRNA）、非编码RNA（ncRNA），以及脂质和各种蛋白质。

包括外泌体在内的细胞外囊泡（EV）是细胞内外功能的关键介质，因此在人体中发挥多种作用并不令人意外。例如，细胞外囊泡（EV）在细胞功能（包括细胞代谢与信号传导、细胞黏附与运动、细胞干性与再编程，以及神经元发育与稳态维持）方面有重要作用。此外，外泌体参与免疫与疾病进展，研究结果显示其与肿瘤转移、免疫抑制、炎症反应、免疫激活、伤口愈合以及致病物质交换密切相关。

Graphic illustration of exosome biogenesis

外泌体是在内体成熟途径中形成的。简单来说，内体向内出芽形成多泡囊体（MVB），在每个MVB内部生成腔内囊泡（ILV）。MVB（多泡囊体）有两种可能的命运：被降解，或被释放。会被降解的MVB要么（A）直接与溶酶体融合，或（B）在自噬过程中与自噬体融合形成两性体，继而后与溶酶体融合。会被释放的多泡囊体会向质膜方向移动。当多泡囊体（MVB）与质膜融合后，腔内囊泡（ILV）通过胞吐作用被释放，成为外泌体。外泌体的分泌速率取决于细胞来源，但在癌症或缺氧等病理状态下，外泌体及其他细胞外囊泡的释放速率会明显加快。

微囊泡（MV）与之相反，是直接由质膜向外突起形成的囊泡，这一过程涉及细胞骨架和膜的重新排列。外泌体和微囊泡均由活细胞主动分泌。

凋亡小体是独特的细胞外囊泡（EV），仅在程序性细胞死亡（或凋亡）过程中形成，并被巡逻巨噬细胞快速吞噬。

除了作为癌症及其他疾病的生物标志物外，外泌体还参与多种潜在应用。  外泌体具有囊结构特性和多样的功能，因此，在治疗性递送、再生医学及疫苗佐剂等领域成为备受关注的候选产品。

生物标志物

外泌体中的蛋白质和遗传标记物可作为以下疾病的预后及进展指标：

  • 癌症
  • 心血管疾病
  • 糖尿病
  • 类风湿性关节炎
  • 阿尔茨海默症
  • 帕金森病
治疗递送

携带小分子的囊泡可避免治疗药物递送中相关的一些问题，同时具备以下优势：

  • 可以长距离稳定传输
  • 可作为疫苗抗原（mRNA、DNA）的载体
  • 可运输水溶性分子
  • 可能穿透膜（如血脑屏障）
再生医学

在以下疾病的临床前模型中，间充质干细胞/基质细胞（MSC）来源的外泌体促进血管生成和细胞增殖，展现出促进组织修复与再生的潜力：

  • 肝脏疾病
  • 心脏疾病
  • 神经疾病
  • 软骨修复
  • 肺部纤维化
疫苗佐剂 

树突状细胞（DC）来源的外泌体是合适的疫苗佐剂，这是由于其可携带负载肽段的MHC II类分子及抗原特异性免疫应答所需的活化标志物。其优势如下：

  • 比基于树突状细胞的疫苗策略更小、免疫原性更低
  • 与促炎性巨噬细胞的外泌体相比，炎症风险较低

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