今天为大家介绍下外泌体这一研究热点及其研究思路。

01 外泌体介绍

        外泌体是直径为30–150 nm的细胞外小囊泡，封装了多种功能性生物分子，包括蛋白质、RNA、DNA、脂质和代谢物。外泌体起源于多泡体（MVB），以经典的外泌体标志物如 CD9、CD81 和 CD63为特征。

        外泌体的生物发生和分泌涉及一个多步骤过程，首先是在细胞膜的特定区域形成内陷，进而包裹细胞外物质或细胞膜自身成分，生成早期内体（early endosome）。随后，这些早期内体经历一系列生化和形态变化，逐步演化为晚期内体或多泡体。在 MVB 的形成过程中，晚期内体的内膜向内胞饮入，形成多个腔内囊泡（ILV）。这一关键步骤主要由内体分选复合物（ESCRT）介导，其机制负责将蛋白质、脂质、RNA 等生物分子高选择性地分装入 ILV 中，构成未来外泌体的主体成分。

外泌体分泌的最后阶段是决定其释放效率的关键环节。MVB 与质膜融合后，ILV 作为外泌体被释放到细胞外，这一过程依赖于囊泡运输、膜融合蛋白及胞质溶化机制的协同调控（图 1）。然而，部分 MVB 也可能转运至溶酶体途径降解，无法形成外泌体。

        在完成分泌后，外泌体通过体液循环等途径与邻近或远处细胞发生相互作用。它们可通过膜融合、受体识别或胞吞等机制实现分子内容物的递送，进而调节靶细胞的基因表达和信号通路，参与细胞间通信、病理过程及治疗反应等多种生物学过程。

图1. 外泌体形成和生物学作用 

02 外泌体提取和鉴定

1、外泌体的分离

        1）超速离心：超速离心法从细胞培养上清液中分离出外泌体。这是分离高纯度外泌体的金标准方法。

2、鉴定外泌体的存在

        1）形态、粒径和浓度：：提取后的外泌体需要进行鉴定，以确认其存在并验证提取方法的可靠性。通过透射电镜观察外泌体的形态和结构，以及利用纳米颗粒跟踪分析技术测量外泌体的粒径和浓度，可以直观地展示外泌体的存在。

        2）外泌体标记物：外泌体具有特定的生物标志物，如CD9、CD63、CD81、TSG101等。通过WB等鉴定方法，可以检测这些标志物的表达情况，从而了解外泌体的特性和来源。外泌体中的蛋白质、核酸等生物活性分子也具有重要的研究价值。通过提取鉴定，可以进一步分析这些分子的组成和功能，为深入研究外泌体的生物学作用提供基础。

图2. 外泌体鉴定

03 外泌体生物标志物研究思路

        外泌体作为液体活检的新靶点。外泌体富集于体液中，在肿瘤发生、进展和转移过程中起着关键作用。与CTC和ctDNA相比，外泌体具有许多优越的特性，如活细胞分泌的囊泡、大量且稳定的循环。传统和先进的技术已被用于从各种体液中分离外泌体并检测其所载的分子。对外泌体中特定分子的检测可能为癌症诊断、进展监测和预后预测提供一种新的策略。

1. 首先根据研究目的确定检验需求；
2. 根据疾病的分类、分期、转移情况、疗效、预后等情况对患者进行分组；
3. 收集血液、尿液、唾液等临床样本；
4. 分离外泌体，并随机挑选几组外泌体样本进行电镜、粒径以及WB检测，确认外泌体纯度没有问题后，进行高通量测序或蛋白质谱；
5. 多组学联合分析，寻找差异biomaker；
6. 进行qRT或WB验证；
7. 临床样本验证及分析；
8. 科研成果产出（文章、专利、试剂盒）。

图3.  生物标志物筛选流程图

04 动物外泌体研究思路流程

        外泌体中富含大量非编码RNA（如miRNA、lncRNA等），这些分子在细胞间信号传递和基因调控中发挥重要作用，因此具备很高的研究价值。围绕外泌体内部成分，可以开展以下几类研究：

♦ 品种差异研究：

        可选择不同品种的动物（如水牛与牦牛、黑猪与白猪），采集同一组织部位的外泌体，开展转录组学、蛋白组学、代谢组学等分析，比较其外泌体中miRNA等分子的差异，进而探索导致肥瘦差异、肉味风味不同（如有无腥味）的潜在分子机制。

♦ 母乳外泌体与子代生长关系研究：

        聚焦雌性动物乳腺分泌相关外泌体，研究其在产仔后的成分变化，探讨这些外泌体中的小分子物质（如miRNA）在子代中的功能，如免疫调节、抗病能力提升、早期生长加速等，有助于揭示母乳营养向子代转移的分子基础。

♦ 组织特异与共表达分子筛选：

        通过比较同一物种中来自不同组织部位的外泌体组分，筛选在多个部位中富集表达的共有小分子，例如特定miRNA。结合数据库查询其靶基因及通路调控信息，后续可用于构建疾病抵抗、组织修复等功能机制模型。

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