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细胞外囊泡含有特定成分的蛋白质、脂质、RNA和DNA。它们来自内吞膜,可以将信号传递给受体细胞,从而介导细胞间通讯的新机制。它们也被认为与细胞废物处理有关。细胞外囊泡在各种生物学功能中发挥着重要作用,包括RNA、蛋白质、酶和脂质等生物分子的转移以及各种疾病中众多生理和病理过程的调节。由于这些特性,它们被认为是用于诊断和预后各种疾病的潜在生物标志物,并可能有助于微创诊断和下一代疗法的发展。细胞外囊泡的生物相容性可以增强成像探针和治疗剂的稳定性和功效。因其在临床应用中的巨大潜力,细胞外囊泡在生理病理过程中的作用引起了广泛关注。
1. 细胞外囊泡RNA的提取及其质控检测
细胞外囊泡大量存在于体液中。因此,它们可以作为液体活检生物标志物,用于开发“精准医学”中的卓越、灵敏和微创诊断替代方案。为了促进细胞外囊泡RNA的临床应用,必须对许多分离方法进行比较和验证。目前,可以使用超速离心(ultracentrifugation, UC)、ExoQuick或总细胞外囊泡分离试剂(Total Exosome Isolation Reagent, TEI)分离细胞外囊泡,并且可以使用TRIzol等试剂提取细胞外囊泡RNA (exoRNA)。exoRNA使用NanoDrop、Bioanalyzer2100、定量聚合酶链反应和高通量测序进行评估。在RNA谱分析中,小RNA构成比、miRNA含量和数量因方法学差异而变化。
2. 细胞外囊泡DNA的提取及其质控检测
细胞外囊泡DNA以单链和双链形式以及核蛋白组蛋白存在于细胞外囊泡中。使用免疫电镜观察单囊泡和多层囊泡中双链(dsDNA)的存在。基因组DNA、线粒体DNA (mtDNA)和质粒DNA 都已在细胞外囊泡、微泡和凋亡小体中得到鉴定。DNA可以被包含在细胞外囊泡里边,或者黏附在囊泡外表面。细胞外囊泡 DNA几乎可以在所有体液中检测到,包括血液、尿液、唾液、胸腔积液、支气管肺泡灌洗液、腹水和胃液。细胞外囊泡中dsDNA的存在是公认的。然而,一些报告表明细胞外囊泡不携带DNA。DNA存在与否的结果不一致可归因于分离的细胞外囊泡的制备方法和大小。如果分离方法过于严格,可能会导致含有DNA的囊泡丢失,导致DNA检测率低。
3. 样品准备的注意事项
(1) RNA
RNA提取全过程应在无RNA酶的环境中进行。因此,在使用前从表面和设备上去除RNA酶并使用不含RNA酶的塑料制品和屏障移液器吸头非常重要。
(2) DNA
为了消除存在于细胞外囊泡膜上的污染DNA,建议DNA消化。细胞外囊泡使用DNase I (0.15 units/µl)在30 ℃下处理30 min,根据制造商的方案,在EDTA 0.5 M存在下,在70 ℃下热灭活5 min。同时,同样数量的未经处理的细胞外囊泡作为阴性对照。酶处理后,用PBS 1× 洗涤细胞外囊泡,100,000×g离心70 min。洗涤后细胞外囊泡用PBS重悬。
内容来源于《细胞外囊泡基础研究与临床应用》(陈刚主编),ISBN 978-7-03-076715-8,北京:科学出版社,2024年3月。