外泌体的研究方法

外泌体是大多数细胞能分泌的微小膜泡，具有脂质双层膜结构，直径大约40-150nm。发现之初，仅以为外泌体能清理细胞内部的“垃圾”。然而，深入研究发现，这种微小膜泡包裹多种细胞特异的蛋白、脂质和核酸等物质，并将携带的信号分子传递给靶细胞，影响和改变了远端细胞功能。目前在肿瘤免疫，肿瘤转移，组织修复多个领域均发现了外泌体的重要功能，并且可以作为一种很好靶向给药系统。作为当下热门研究方向，以外泌体为主题的研究进展非常迅猛，下面我们就一起回顾下2020年度近期外泌体相关研究进展吧！01. The biology, function, and biomedical applications of exosomes Science. 2020.02 IF=41.037外泌体领域大牛Raghu Kalluri教授在《Science》杂志发表外泌体的综述性文章。该篇文章首先介绍了细胞外囊泡（EV）的发生起源，细胞外囊泡（EV）异质性等背景信息。在细胞外囊泡（EV）的生物学功能方面，分别阐述了在细胞间通信、哺乳动物的繁殖和发育、免疫反应和感染、代谢和心血管疾病、神经退行性疾病、癌症等领域中的重要作用。最后，在外泌体的未来发展中，指出细胞外囊泡（EV）是一个非常活跃的研究领域，并且随着技术的进步，会发掘出更多外泌体的生物学功能，在疾病诊断及治疗方面有将会有更多的应用潜力和价值。02. Extracellular Vesicle and Particle Biomarkers Define Multiple Human Cancers Cell. 2020.08 IF=38.6来自美国康奈尔医学中心等多个研究团队，对来自426个人的组织、血浆、体液来源的外囊泡及颗粒（Extracellular Vesicle and Particle，EVP）进行labelfree和PRM蛋白质组学分析，发现了新EVP标记物。利用机器学习算法，找到了组织来源的外囊泡肿瘤分类标志物；以及血液来源的外囊泡肿瘤诊断标志物。该研究证明外囊泡及颗粒（EVP）蛋白能够作为肿瘤检测和分类的可靠标志物。03. Subpopulations of extracellular vesicles from human metastatic melanoma tissue identified by quantitative proteomics after optimized isolation.J Extracell Vesicles 2020.02 IF=14瑞典哥德堡大学医学院于2020年发表的该项研究成果,建立了一种直接从肿瘤组织中分离并分类出EVs亚群的方法，并进一步通过TMT定量蛋白质组学鉴定EVs亚群。蛋白质组学的结果可明显区分不同EVs亚群蛋白质表达特点，并获得了用来区分不同EVs亚群的蛋白标志物。04. Omics-Driven Systems Interrogation of Metabolic Dysregulation in COVID-19 Pathogenesi.Cell Metabolism 2020.06 IF=21.567中国科学院遗传与发育研究所的研究团队利用代谢组+脂质组技术分析了轻、中、重症COVID-19患者及健康对照的血浆及外泌体极性代谢物和脂质组成，揭示了新冠COVID-19发病机制中的代谢失调。发现了与COVID-19病理学相关的代谢产物簇，同时也为富含GM3的外泌体参与COVID-19的发病机制提供了证据。05. Small Extracellular Vesicles Have GST Activity and Ameliorate Senescence-Related Tissue Damage.Cell Metabolism 2020.07 IF=21.567英国伦敦玛丽皇后大学Ana O’Loghlen 团队通过Label free蛋白组分析iRAS衰老细胞系、etoposide诱导的衰老细胞系与对照组iC细胞系的外泌体蛋白水平差异。结果发现iC细胞的外泌体较衰老细胞的外泌体富含更多抗氧化相关的蛋白，谷胱甘肽代谢通路富集尤为显著，其中谷胱甘肽转移酶GSTM2在非衰老细胞的外泌体中含量最高。

1、细胞上清提取外泌体纯度高吗答： 从细胞上清中可以提取到高纯度的外泌体，但是需要的细胞上清量比较大，大约需要20ml 的细胞上清才足够提取并制备一个外泌体的样本。2、血管相关的外泌体研究能介绍一下吗？答：血管相关疾病很多，以血管粥样硬化为例，讲一个简单的课题思路：（1）获取健康者和血管粥样硬化者的血浆; (2) 从血浆中提取外泌体； （3）从外泌体中提取RNA, 进行RNA-seq， 然后进行比较分析，可能找出血管粥样硬化疾病的biomarker.3、请问血浆外泌体提取试剂盒，有没有品牌推荐？答： 本公司主要用超速离心法提取外泌体，试剂盒主要用SBI。4、除了SBI试剂盒 还有什么好用的试剂盒答：本公司目前只用了SBI试剂盒， 其它试剂盒不盲目推荐。谢谢。5、请问细胞上清提取的外泌体，需要跟靶细胞共培养，所以需要知道提取外泌体浓度，定量（浓度）只能用NTA吗？用BCA法测外泌体蛋白质浓度可以推测外泌体浓度吗？谢谢答： BCA方法是测的溶液中的蛋白浓度，不能依据蛋白浓度推测外泌体浓度6、组织间隙存在外泌体吗？答：组织间隙液中存在外泌体。7、血浆外泌体miRNA测序后，做qRTPCR验证的时候，一般需要的血浆的样本量是多大呢？答： 一般情况下，外泌体的样本的一部分用来做miRNA-seq实验，一部分用来做荧光定量PCR实验，这样是为了保证样本的一致性。因此，一般情况下，不会两次取血浆样本。

外泌体（Exosome），是细胞外囊泡（EV）的一种主要类型，是直径为30至150 nm的纳米大小的膜结构，大多数细胞都会分泌外泌体。外泌体存在于各种生物体液中，通过其携带的蛋白质、核酸、脂质和代谢物等来发挥细胞间通讯功能，参与免疫应答、病毒感染、代谢和心血管疾病、神经退行性疾病以及癌症进展等多种生理和病理过程。在内体转变为成熟多囊泡内体（MVE）的过程中，内体膜向腔内出芽形成腔内囊泡（ ILV），MVE与细胞膜融合释放ILV到细胞外，即形成外泌体。目前认为内体膜出芽形成ILVs主要通过转运必需内体分选复合体（endosomal sorting complex required for transport, ESCRT），许多熟知的货物蛋白，如蛋白多糖syndecan, 四次跨膜蛋白CD63, 以及 Toll样受体转运伴侣 UNC93B1等，通过细胞质侧的尾巴招募Syntenin-Alix-ESCRT-III通路介导它们的ILVs形成。虽然ESCRT一直被认为是ILV形成所必需的，然而在ESCRT缺失的细胞中，仍然可以观察到MVEs内部存在ILVs，表明细胞中存在ESCRT非依赖的ILV形成方式。2020年9月22日，中山大学肿瘤防治中心康铁邦团队在Cell Research在线发表了文题为：RAB31 marks and controls an ESCRT-independent exosome pathway的研究论文。在这项研究中，康铁邦团队鉴定到一条由RAB31标记并控制的ESCRT非依赖的外泌体通路，极大地提升了我们对外泌体生物发生的认识和理解。外泌体的生物发生途径主要包括三个关键的检查点：ILV的形成，阻止MVEs的降解以及MVEs和细胞膜的融合，这三个检查点都包含在内体相关的囊泡运输过程中。RAB GTPase定位到特定膜结构的表面，通过招募效应因子来调节相应膜结构的囊泡运输，例如，在内体溶酶体运输网络中，RAB5调节早期内体的形成及相互融合；内体膜上RAB5到RAB7的转换调节早期向晚期内体的转变；RAB7调节晚期内体/MVEs与溶酶体的融合来降解ILVs；RAB27调节MVEs与细胞膜的对接和融合来释放ILVs形成外泌体。内吞的膜蛋白，特别是受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase, RTK)家族的表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)，定位到内体和MVEs，通过MVEs和溶酶体融合来进入溶酶体降解，此过程受多种RAB GTPases和ESCRT复合体的调控。ESCRT分选泛素化的EGFR进入MVEs形成ILVs来促进EGFR的溶酶体降解，是MVE通路上膜蛋白分选进入内体溶酶体降解的经典模型。事实上，EGFR在多种癌症中经常积累并伴随着突变，并且存在于癌细胞系和癌症病人血清来源的外泌体中。这个现象表明分选EGFR进入ILVs走向外泌体分泌的通路可能不同于ESCRT复合体，体现在ILV形成和阻止MVE降解这两个关键检查点，极有可能受RAB GTPase的调控。为了找到控制EGFR外泌体形成的RAB GTPase，研究团队首先构建了一个由62个RAB GTPases组成的激活型RAB GTPase文库，在正常培养条件下的HeLa细胞中，利用免疫荧光筛选到激活型RAB31(RAB31Q65L)指导EGFR定位到膨大的CD63阳性MVEs（图1）。研究团队进一步发现在血清饥饿条件下，非泛素化的EGFR依然会内吞进入细胞，而RAB31Q65L驱动内吞的EGFR定位到膨大的CD63阳性MVEs而不进入溶酶体。结构化照明显微镜（SIM）和3D-SIM的结果显示RAB31Q65L和EGFR进入CD63阳性MVEs内部并定位到ILVs结构，免疫电镜的结果清晰地显示它们定位到ILV的膜结构上（图1）。进一步地，研究团队发现RAB31Q65L显著增加浓缩条件培养基(concentrated conditional media, CCM)中的EGFR（图1），以及一些熟知的EV标记物，如FLOT1、 FLOT2、CD9、CD81和CD63，但是ESCRT相关的EV标记物，如Tsg101和Alix，并没有改变，暗示ESCRT可能不参与RAB31Q65L驱动的EGFR外泌体的形成。确实，研究团队进一步通过敲降ESCRT组分Hrs和Tsg101，以及相关蛋白Alix，证明它们不参与RAB31Q65L驱动的EGFR外泌体的形成。因此，研究团队提出激活型RAB31标记并控制一条ESCRT非依赖的外泌体通路。图1 RAB31Q65L驱动EGFR进入MVEs形成ILVs和外泌体进一步，研究团队对RAB31Q65L驱动EGFR外泌体形成的效应因子和机制进行探究。值得注意的是，作为内体膜和细胞膜的脂筏结构蛋白FLOT1和FLOT2，同时也作为经典的EV标记物，在RAB31Q65L来源的CCM中高度富集。通过一系列基因敲降、抑制剂处理、免疫荧光和外泌体组分分析，研究团队发现FLOTs是RAB31Q65L驱动EGFR外泌体形成的效应因子，脂筏结构的组分胆固醇和神经酰胺是RAB31Q65L-FLOTs诱导MVE膜出芽形成ILVs所必需的。通过截短回补实验，研究团队发现激活型RAB31结合FLOTs的SPFH结构域并通过Flotillin结构域来诱导MVEs膜出芽形成ILVs。进一步，研究团队对激活RAB31的上游调控信号进行探寻。血清饥饿条件下，RAB31WT只能指导EGFR定位到晚期内体的膜上，而不进入MVEs内部。有趣的是，EGF刺激可以促进RAB31WT和EGFR进入CD63阳性MVEs内部，同时促进EGFR外泌体的产生。接着，研究团队发现EGFR通过磷酸化RAB31的Y76、Y86和Y137三个位点的酪氨酸，使其具有和激活型RAB31Q65L相同的功能。这三个酪氨酸位点的突变体RAB313YF不能驱动EGFR进入MVEs内部，同时显著减少EGFR外泌体的产生。研究团队进一步发现多种RTKs可以通过磷酸化RAB31使其转变为激活型，接着激活型RAB31通过脂筏微结构域中的FLOTs驱动这些RTKs进入MVEs形成ILVs及相应的外泌体。进一步，研究团队通过对CCM中外泌体蛋白组分的检测和分析来比较两条外泌体通路的关系，发现RAB31-FLOTs和Syntenin-Alix-ESCRT-III通路是两条平行的外泌体形成通路，分别负责不同的货物。最后，研究团队对RAB31能否阻止MVEs的降解进行探究。在EGF刺激条件下，通过免疫荧光和免疫印迹追踪EGFR的定位和降解，发现外源表达的RAB31可以将EGFR阻滞在CD63阳性MVEs而不进入溶酶体，即RAB31通过抑制MVEs和溶酶体融合来阻止EGFR的溶酶体降解。因为MVEs和溶酶体融合由激活型RAB7介导，研究团队推测高表达的RAB31会抑制RAB7的活性。通过检测细胞中激活型RAB7的水平和定位，研究团队证实外源表达的RAB31会显著降低细胞中激活型RAB7的水平，而且RAB31定位的晚期内体和MVEs表面没有激活型RAB7的分布。进一步，研究团队发现RAB31招募GTP酶激活蛋白(GTPase-activating protein, GAP)TBC1D2B到晚期内体/MVEs表面来失活RAB7。此外，内源RAB31的敲降不仅会导致TBC1D2B不再定位到晚期内体/MVEs，而且会显著地提升细胞中激活型RAB7的水平。总的来说，该研究揭示了RAB31在外泌体生物发生过程中的双重功能：驱动ILVs的形成和阻止MVEs的降解。多种RTKs通过磷酸化来激活RAB31，激活型RAB31通过结合脂筏微结构域中的FLOTs蛋白驱动MVEs膜出芽形成ILVs，同时RAB31招募TBC1D2B到MVEs表面失活RAB7来抑制MVEs和溶酶体的融合，从而有利于MVEs和细胞膜融合释放ILVs形成外泌体（图2）。此外，该研究对外泌体生物发生相关分子机器的重新梳理和定义，为更好地理解外泌体生物发生的复杂异质性迈出了关键一步。对RAB31相关分子机器的深入理解，可为多种人类疾病（如癌症和神经退行性疾病等）治疗策略的设计提供重要的理论基础。图2 RAB31标记并控制外泌体通路的作用模式图据悉，中山大学肿瘤防治中心魏灯辉助理研究员、詹伟祥博士和高瑛博士为共同第一作者；中山大学肿瘤防治中心康铁邦教授为通讯作者。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41422-020-00409-1

脱发问题备受关注，但目前治疗脱发的方法既昂贵又无效，从侵入性手术到化学治疗都不能产生预期的结果。近日，国际学术期刊《科学》（Science）子刊《科学进展》（Science Advances）在线发表了一项研究，或为脱发再生难题带来一线曙光。来自北卡罗来纳州立大学的研究人员发现了一种可以促进毛发再生的microRNA (miRNA)。这一miRNA（miR-218-5p）在调节毛囊再生通路中发挥重要作用，可能是未来药物开发的候选。该研究题为“Dermal exosomes containing miR-218-5p promote hair regeneration by regulating β-catenin signaling”，通讯作者为华裔学者、北卡罗来纳州立大学终身教授、分子生物医学科学系和比较医学研究所的程柯（Ke Cheng）。研究团队指出，头发生长取决于真皮乳头（DP）细胞的健康，它调节着毛囊的生长周期。而最近的脱发研究表明，在脱发的的地方，毛囊并没有消失，它们只是缩小了。有设想提出，如果DP细胞能在这些部位得到补充，毛囊可能会恢复。柯程等人分别在二维和三维球状体环境下培养了DP细胞。球状体是一种三维细胞结构，有效地重建了细胞的自然微环境。随后，在一个毛发再生的小鼠模型中，柯程等人观察了二维培养的DP细胞、三维球状体培养的DP细胞、FDA批准的脱发治疗药物米诺地尔（Minoxidil）处理的小鼠的毛发再生速度。20天的试验结果显示，使用三维DP细胞的小鼠在15天内恢复了90%的毛发覆盖率。“角蛋白支架中的三维细胞表现最好，球状体模拟了头发微环境，角蛋白支架起到固定支撑作用，将细胞固定在需要它们的位置。”柯程说，“但我们也对DP细胞如何调节毛囊生长过程感兴趣，所以我们研究了外泌体(exosome)，特别是来自微环境的外泌体miRNAs。”外泌体是细胞分泌的小囊，在细胞间通讯起重要作用，这些小囊中含有miRNAs。miRNAs是调节基因表达的小分子。柯程及其团队测试了来自三维和二维DP细胞的外泌体中的miRNAs。在三维DP细胞的外泌体中，他们找到了miR-218-5p，这是一种增强负责促进毛囊生长的分子通路的miRNA。他们发现，增加miR-218-5p可以促进毛囊生长，而抑制它则会导致毛囊失去功能。“使用三维细胞的细胞疗法可能是治疗脱发的有效方法，但你必须让这些细胞生长、增殖，随后保存，并注射到脱发区域。”柯程说，但另一方面，MiRNAs可以用于小分子药物，因此可以开发出一种有类似效果的乳霜或乳液。研究团队指出，他们未来的研究将专注于使用这种miRNA来促进头发生长。(本文来自澎湃新闻，更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)

近日，中国科学院沈阳自动化研究所微纳米机器人课题组针对纳米尺度下活体状态外泌体原位探测问题，基于原子力显微镜（AFM）实现了溶液环境下单个活体状态外泌体的高分辨率形貌成像及机械特性同步测量。该研究被Progress in Biochemistry and Biophysics（《生物化学与生物物理进展》）（2021, 48(1): 100-110）封面刊载。外泌体是一种由细胞分泌的直径在40-160 nm之间的囊泡，内含丰富的生物分子以调节细胞生理病理活动过程。研究单个外泌体的结构及行为特性对于认识外泌体的生物学功能及其生物医学应用具有重要科学意义，但相关技术手段及方法的缺乏，目前对于单个活体状态外泌体精细结构及机械特性的认知还不足。科研人员提出了基于静电吸附的外泌体固定方法，在此基础上利用AFM对单个活体状态外泌体的形貌进行了高质量成像，同时实现了对外泌体机械特性的定量测量与可视化表征。该研究为纳米尺度下活体状态外泌体原位探测提供了新方法，对于生命科学领域具有广泛的基础意义。微纳米课题组在信息科学与生命科学交叉融合前沿微纳机器人系统及其生物医学应用方面，开展了系统性的理论及实际应用研究工作，相关研究成果先后发表在Science Advances、Nature Communications、Small、Nano Research、ACS Applied Materials & Interfaces、IEEE Transactions汇刊等上，研究布局逐步体系化。研究得到国家自然科学基金委员会、中科院和沈阳自动化所机器人学国家重点实验室的支持。Progress in Biochemistry and Biophysics封面展示了在溶液环境下利用AFM获取的单个活体状体外泌体高质量三维形貌图【来源：沈阳自动化研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

1，同日三篇《自然》：有内鬼！科学家发现癌细胞竟然会伪装成神经细胞形成突触，促进恶性生长来源：学术经纬癌细胞会和神经细胞形成突触结构，促进自己生长今天，顶尖学术期刊《自然》杂志一口气发表了三篇关于癌症的研究，并揭露了一个令人惊讶的事实：很多癌细胞竟然会伪装成神经细胞，并与真正的神经细胞形成一种特殊的突触结构。从这种伪装中，癌细胞可以偷取许多信号分子，反过来促进自己的生长！在其中的一项研究里，科学家们将人类的神经胶质瘤细胞注射到了小鼠的脑子里。电子显微镜下，这些胶质瘤细胞形成了明显的突触结构，周边还能观察到不少装有神经递质的小囊泡。另一项研究，也同样观察到了胶质瘤细胞与神经细胞之间形成的突触结构。这两支团队也揭示了背后的分子机制：原来在一些胶质瘤细胞中，和突触形成有关的基因得到了激活，这和正常的神经细胞非常类似。2，周专课题组揭示交感神经系统存在电压依赖钙离子非依赖分泌模式来源：北京大学IDG麦戈文脑科学研究所9月17日，北京大学麦戈文脑科学研究所、北京大学分子医学研究所、北大-清华生命科学联合中心、生物膜国家重点实验室、周专教授课题组在PNAS杂志在线发表题为“Ca2+-independent but voltage-dependent quantal catecholamine secretion(CiVDS) in the mammalian sympathetic nervous system”的研究论文。周专课题组2002年发表在Nature Neuroscience论文首次在哺乳动物背根神经节（DRG）神经元发现“依赖电压不依赖钙的分泌（CiVDS）”，现在他们又在初级感觉神经系统以外的交感神经系统(遍布与全身外周器官)也存在CiVDS，提示CiVDS可能在神经系统的更多分系统中存在。3，ACS Nano：乳腺癌细胞如何利用外泌体实现向大脑的肿瘤转移？来源：外泌体之家肿瘤来源的外泌体（红色）穿过血脑屏障并被小鼠脑组织中的星形胶质细胞（绿色）吸收。来自美国波士顿儿童医院的博士生Golnaz Morad和她的导师Marsha Moses博士对外泌体（也称为细胞外囊泡或EV）以及外泌体在乳腺癌脑转移中的作用进行了深入研究。他们将这项令人惊讶的发现发表在近期的ACS Nano杂志上（IF=13.903）。4，AD蛋白质的“化学易容术”来源：X-MOL资讯在小鼠神经细胞中发生的Aβ结构变化。图片来源：ACS Cent. Sci.最近，加州大学河滨分校的Ryan R. Julian课题组报道了他们对阿尔茨海默症病因的新理解。他们发现β-淀粉样蛋白在特定位点会发生自发性化学修饰，使自身难以被溶酶体中的蛋白酶降解。这使得β-淀粉样蛋白得以积累，从而诱发阿尔兹海默症。5，Nature突破性发现：失眠如何影响你的肠道健康来源：生物通来自葡萄牙里斯本Champalimaud医学中心的研究人员发现，一组研究表明与肠道健康密切相关的免疫细胞，直接受到大脑生物钟的调控。这一研究发现公布在9月19日的Nature杂志上，由Henrique Veiga-Fernandes小组研究完成。6，PNAS：近红外研究：产前农药暴露的青少年的大脑激活情况来源：思影科技在萨利纳斯母亲和儿童健康评估中心(CHAMACOS)，我们报告了产前接触有机磷农药(OP)与较差的认知功能和行为问题之间的一致性关联。然而，几乎没有证据表明OPs如何影响神经动力学的潜在关联。我们使用近红外(fNIRS)来测量95名青少年在执行功能、注意力、社会认知和语言理解任务期间的皮质激活。使用多元回归模型，根据社会人口学特征进行调整，估计了怀孕期间居住环境与OP(有机磷农药)的接近程度与额叶、颞叶和顶叶皮层激活之间的关系。这项关于产前OP暴露的首次功能性神经影像学研究表明，杀虫剂可能影响大脑皮质的激活，这可能是之前报道的OP与认知和行为功能相关的基础。在环境流行病学中使用fNIRs为神经成像技术提供了一种切实可行的研究方法，并加强了我们评估化学暴露对神经发育影响的研究。7，床上那点事儿，你知道如何区分正常和病态吗？来源：精神时间曾有专家指出，将强迫性性行为归为成瘾行为，但最新修订的 ICD-11 并未支持这一观点。因为目前没有足够的证据证明，强迫性性行为等同于我们传统意义上的成瘾行为，如物质滥用行为、赌博行为等。最新的 ICD-11 将强迫性性行为障碍归类于冲动控制障碍。以 Shane W.Kraus 教授为首的来自美国哥伦比亚大学、纽约州精神病研究所、德国汉堡大学、南非开普敦大学等的多名精神科专家为我们共同解读了 ICD-11 中关于强迫性性行为障碍的相关内容。文章发表在 World Psychiatry 杂志上。8，规律的有氧运动减缓AD进展来源：阿尔茨海默病《阿尔茨海默病杂志》（Journal of Alzheimer's Disease）在本周二发表的一项最新研究表明，每周四到五次半小时的有氧运动，可以预防或减缓有阿尔茨海默病高风险老年人的认知能力下降。

利用载体增强肿瘤部位的药物富集是提高抗肿瘤疗效的重要手段。近日，中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室与上海交通大学医学院附属同仁医院合作，利用不同体外培养条件驯化肿瘤细胞，以此对外泌体的脂质组分进行重编程设计，筛选出具有更强归巢能力的外泌体，并进一步协同装载光敏药物与化疗药物，在多种小鼠模型上均显著抑制了肿瘤进展，为肿瘤个体化治疗提出了新思路。3月16日，相关研究成果发表在Advanced Science上。传统抗肿瘤药物载体通常基于人工合成的材料进行制备，并需要进一步的功能化修饰（如配体偶联等）以增强肿瘤部位药物富集，但载体材料的安全性及构建的复杂性制约着抗肿瘤药物载体的应用转化，传统的研发思路亟需改变。外泌体是细胞分泌的小囊泡，直径约为30-150nm，具有典型的脂质双分子层结构，在细胞间的物质和信息传递中具有重要作用，近年来，作为天然药物载体得到关注。肿瘤细胞外泌体具有一定的归巢能力，在递送抗肿瘤药物时具有天然的优势，如何进一步提高其靶向性和智能性，仍是该领域尚未解决的难题。受到肿瘤组织特殊微环境的启发，生化工程国家重点实验室生物剂型与生物材料团队研究员马光辉、魏炜，与上海交通大学医学院附属同仁医院主任医师王玉刚合作，提出采用和肿瘤组织环境相似的外界条件（酸性、H2O2、乏氧等）驯化肿瘤细胞，发现酸性环境会促使肿瘤细胞分泌更多外泌体，且可以提高这些外泌体被同源肿瘤细胞摄取的性能。通过脂质组学和分子动力学模拟发现，驯化过程会增加外泌体细胞膜成分中甘油脂的比例，进而通过其自聚集重排特性增强与同源肿瘤细胞的相互作用，提高同源靶向能力。利用上述重编程后的外泌体联合装载光敏和化疗药物，通过近红外激光照射活化外泌体中的光敏药物，使其产生大量活性氧进而破坏外泌体的结构并释放化疗药物，以此实现在肿瘤组织的响应释放和联合治疗。肿瘤细胞可从微创和手术样本中获得，并可以在体外通过特定的培养条件进行扩增，因而可以获得患者自体的外泌体，实现个体化精准抗肿瘤治疗，具有更好的临床应用前景。上述研究已在胃癌荷瘤小鼠模型和胃癌患者来源的异种移植瘤模型上确认了显著的疗效，但处于动物水平的临床前研究，实际临床疗效仍有待进一步确认。自2006年，马光辉、魏炜发现和创制了一系列抗肿瘤递送新剂型，在动物模型上已用于乳腺癌、黑色素瘤、淋巴癌、胃癌等恶性肿瘤的治疗，部分剂型已通过伦理批准进入临床前和临床研究。相关成果发表在Nat. Mater.（2018, 17, 187）、Nat. Biomed. Eng.（2020, s41551-020-00624-6）、Sci. Adv.（2020, 6, eaay7735）、Sci. Adv.（2019, 5, eaaw3192）、Nat. Commun. （2017, 8, 14537）、Nat. Commun.（2019, 10, 5165）、Adv. Mater.（2020, 32, 2002085）、Adv. Mater.（2020, 32, 2002940）等上。巩昌国、博士张潇和主任医师施敏为论文的共同第一作者，马光辉、王玉刚和魏炜为论文的共同通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项和上海市卫生健康委员会重点学科项目的支持。图1.基于肿瘤细胞外泌体的重编程策略和个体化联合治疗的示意图图2.基于重编程的肿瘤外泌体剂型在胃癌患者来源的异种移植瘤模型上的疗效评价：（a）模型的构建及治疗策略；（b）小鼠肿瘤生长曲线及最终瘤重；（c）肿瘤组织免疫组化分析【来源：过程工程研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

阿尔兹海默病(Alzheimer's disease，AD)是老年痴呆最常见的类型，是一种严重损害患者记忆和认知功能的中枢神经系统退行性疾病。有统计数据，2018年全球约有5000万阿尔茨海默氏病患者，到2050年将达到1.52亿，阿尔兹海默病在世界范围内，给社会造成巨大的健康风险与经济负担，而目前尚无明确有效的根治方法。在团队过去进行的研究中，已经证实人脐带来源的间充质干细胞(hucMSC)在AD小鼠模型中可以有效减轻脑内淀粉样蛋白（Aβ）在脑内的异常沉积并且缓解其神经炎症反应。然而，hucMSC在临床应用中，具有运输难度大、难以保持其生物学活性、其作用成分量化困难等局限性，因此，需要寻找一种可以模仿hucMSC功能同时规避其局限性的有效“脱细胞”治疗方法。干细胞外泌体治疗AD带来新的研究进展近年来，外泌体作为一个新型细胞外囊泡进入人们视野，由于其携带多种生物学活性物质且具有细胞间交流功能，科学家们预测，外泌体可能会成为理想的“脱细胞”治疗手段。大批研究团队已经证实，人脐带间充质干细胞来源的外泌体(hucMSC-exosomes)由于具有特殊的形态学和功能学特征，因而参与了多种疾病的发生、进程以及临床治疗。间充质干细胞外泌体治疗AD的优势性1、传递细胞源重要介质：HucMSC可以携带和传递人脐带间充质干细胞来源的重要的信号分子，如RNA、细胞因子和蛋白质等。2、来源丰富、免疫调节：可以与来源于不同组织、器官的细胞形成细胞间信息传递系统，在增殖分化、免疫调节、氧化应激等途径发挥重要作用。3、分泌营养因子：干细胞可分泌神经营养因子如NGF、脑源性神经营养因子(BDNF)、NT-3 等促进细胞存活，增加突触连接，改善认知功能；4、方便运输：在临床应用中，hucMSC-exosomes除具有人脐带间充质干细胞所有优势外，还可以规避其临床应用中的局限性。HucMSC-exosomes易于量化、储存和运输。5、信息传递：hucMSC-exosomes被证实可以通过血脑屏障(blood-brain barrier，BBB)，实现外周循环与中枢神经系统的细胞间信息传递。临床研究：目的1.对APP/PS1双转基因小鼠进行hucMSC-exosomes尾静脉注射，观察hucMSC-exosomes对小鼠认知功能和脑内Aβ沉积的改善作用。2.HucMSC-exosomes是否能通过改善神经炎症，从而促进Aβ的清除，发挥对AD的治疗作用。3.hucMSC-exosomes是否能通过改善氧化应激损伤，从而减少Aβ生成，发挥对AD治疗作用。实验方法为探究hucMSC-exosomes对AD动物模型的治疗作用，将6-7月龄APP/PS1双转基因小鼠分为hucMSC-exosomes注射组和对照组，注射组给予hucMSC-exosomes尾静脉注射（30μg/只），对照组给予同体积对照组溶液（100μl/只），每两星期注射一次，连续注射四次后。为进一步探究hucMSC-exosomes是否可以调节小胶质细胞激活，体外培养BV2细胞，并用Aβ处理形成AD小胶质细胞模型，分为hucMSC-exosomes治疗组和对照组。为进一步探究hucMSC-exosomes在体外对神经细胞AD模型氧化应激的改善作用，采用Aβ处理的SH-SY5Y细胞，分为hucMSC-exosomes治疗组、对照组和空白对照组。结果：术后7-14天的随访观察发现，并未出现严重的不良反应。1.HucMSC-exosomes可以调节神经炎症，促进Aβ的清除照组增加。以上结果表明，hucMSC-exosomes尾静脉注射促进了小鼠脑内小胶质细胞替代激活，发挥免疫调节作用，减轻神经炎症。2.HucMSC-exosomes在体内外均可改善AD氧化应激，减少Aβ的生成结论：1.HucMSC-exosomes尾静脉注射可以改善AD小鼠认知功能，降低AD小鼠脑内Aβ斑块沉积和可溶性Aβ水平。2.HucMSC-exosomes在体内外均可以改善AD氧化应激损伤，提高细胞活力，降低AD小鼠脑内AβPP分解酶(BACE1)的含量，减少Aβ生成。3.HucMSC-exosomes可以在体内外抑制神经炎症，并且促进小胶质细胞替代激活，发挥抗炎作用，同时提高AD小鼠脑内Aβ水解酶NEP、IDE含量，促进Aβ的降解，从而减少脑内Aβ含量。未来展望由于新生儿出生速率的下降和医疗技术的提高，社会的老龄化趋势已经越来越严重，这已经成了一个全球性的问题，而老年痴呆症的预防和治疗将越来越受到人们的关注，它不但是个人的健康问题，也是一个社会性问题，寻求合适的治疗方案将是科研和临床领域的重要任务.

来源：募格课堂 作者：一无是处相信很多研究生新生在入学的时候是实验小白，因为大多数人在本科的时候并没有深入接触实验室的工作，但是研究生要面临做课题的事情。研究生要尽快的确定自己的研究课题，有助于早开展，不然后续时间会很紧张。研究生虽然名为导师培养，但实际上其实是自己的师兄师姐培养，很多实验技术和分析，甚至是写论文可能都是师兄师姐传承的。那么，幸运的人在入学之后，选择的课题可能是自己师兄师姐已经在做的，或者已经毕业的人做了一部分，只需要接着做就行，这样有一个好处就是在实验上不会走太多的弯路，而且有人指导，那么出成果也就快一点。但是还是有一部分人，被导师交与了全新的课题，可以说是要开辟新的方向，逼着也是其中的一员。一想到是新的方向很多人觉得很可怕，怕自己胜任不了，会出现很多苦恼，抱怨。但其实不然，根据笔者的经验，承担这样的课题对自己来说是一种挑战，战胜它，那么对自身有很大的提高，譬如提高我们努力思考和动手的能力等。笔者就自身经验分享一下，遇到这样的问题怎么去一步步完成，最终完成毕业实验。笔者也是一入学，苦苦看了一个月自己导师已经在做研究方向的论文，这期间也是有和导师进行沟通的，主要是关于课题方面的，老师也没有明确。结果突然有一天，导师找我说聊聊我的课题，需要尽快定下来，然后他就问我，知道“外泌体”吗？我回答不知道，他说你去查查资料就做这个方向吧。我当时真的很蒙圈，外泌体这个方向在当年刚刚火热，特别好发文章，导师其实自己都没清楚，就直接交给我了。说实话，得知这个消息之后我真的很沮丧，因为整个实验室没有人涉及这个问题，也就是说我是课题组做这个方向的“开天辟地”者。结束完聊天之后，我回去立马百度了外泌体，有一些帖子介绍了，大概了解了一下，当然还是抵触的，但是没办法，总得做下去。一步一步来，慢慢就好了。一、大概了解需要研究的方向在接触到课题之后，肯定有许多的疑问，也不用急着去了解怎么开展实验，先要去接触和了解需要研究的对象到底是怎么回事。例如我的研究内容“外泌体”，笔者先去百度看别人分享的帖子，大概了解了这个东西是什么？有什么作用？目前的研究方向有什么？等等。在看完介绍之后，至少解决了我们心中的问题，对这个内容有了一个大致的把握，接着再进行深入。二、大量文献的阅读要想深入了解课题，阅读文献是不可或缺的。刚开始看文献需要看这个领域的综述文章，这样有利于深入了解研究对象的研究进展情况。看综述也不是随意检索去看，一定要看顶级期刊的文章，例如发表在Cell，Nature以及Science杂志上的综述，一方面这些文章比较权威，大多是由这个领域资深的研究者写的，再者，这些综述文章比较全面。同时也可以检索本领域比较权威了杂志，看其中的文章。静下心来，细致的阅读几篇综述文章并做好笔记，我们会对这个东西有一定的掌握。然后可以看看与自己研究领域相结合的文章，比如我的研究领域是生殖，那么就可以找找外泌体在生殖方面做的文章，了解当前的研究内容，已经做过了什么，还有什么方向可以开发？相信在看文献的过程中在心中一定会萌生想法。之后就可以看看具体的实验性的文章，了解怎么做下去一个研究。因为研究思路和方法是相似的，我们看文章主要学习的是方法思路，所以不一定局限在自己领域。了解清楚之后，就可以模仿别人的研究路线，慢慢地开展自己的研究了。三、交流讨论我想在入学教育课上，会有老师强调做研究一定要多和别人交流，尤其是导师。那么向笔者很不幸，导师在这个方向上也不太懂，那么怎么办呢？很多人选择自暴自弃。笔者并没有，导师不太懂，但是导师有人脉。所以导师给我找了这个方向的研究者，取得了联系之后，我也经常与别人积极交流，一有问题立马去请教，在一段时间之后，我在实验上也比较顺利，也取得了一定的结果。除了身边的人，其实还有很多隐形的资源值得我们去学习利用，研究生不就是要去锻炼和提高自身的自学能力吗？网上有一大批的学习者分享自己的学习经验，尤其是实验过程等，我们都可以去关注学习，这对自己实验有莫大的帮助。 最后总结一下，开展一个全新的研究课题，虽然需付出更多的努力，但是你的收获也会比别人多。在一开始，需要从小做起，不要老想着标新立异去创新，对于小白来说，创新是从模仿别人开始的，只是需要静下心来沉淀自己。坚持下去，不要去抱怨，相信付出是会有收获的。