Exosome Antibody
外泌体作为一类直径30-150nm的细胞外囊泡,其典型形态特征为茶托状或杯口状双层膜结构,现代研究聚焦于直径40-100nm的盘状囊泡亚群。该类囊泡的生物发生源于细胞内溶酶体途径:内体膜向内出芽形成多囊泡体,经膜融合过程释放至细胞外基质。自1983年首次在绵羊网织红细胞中被发现以来,1987年Johnstone正式将其命名为"exosome",标志着外泌体研究领域的正式确立。
外泌体分泌具有细胞类型普适性,所有培养细胞系均可释放此类囊泡,且天然存在于血液、唾液、尿液、脑脊液及乳汁等多种生物体液中。当前研究揭示,外泌体不仅参与细胞间物质转运与信号传导,更在病理状态下呈现分泌谱系改变,其装载的核酸、蛋白质及脂质分子构成反映亲本细胞功能状态的特征性"分子指纹"。
尽管外泌体的分泌动力学、胞内摄取机制及 cargo 分子功能的精确调控网络仍待深入解析,现有证据已支持其作为细胞间通讯天然载体的核心功能定位。随着单囊泡分析技术的突破,外泌体研究正从表型观察向机制解析深入,其在疾病标志物开发及微创诊断领域的转化应用前景引发广泛关注。
发现历程与生物学起源
外泌体的研究可追溯至1983年,当时在绵羊网织红细胞中首次观测到此类囊泡结构。1987年,Johnstone教授正式将其命名为"exosome",确立了该领域的学术术语体系。现代研究聚焦于直径40-100nm的盘状囊泡亚群,其生物发生源于细胞内溶酶体途径:内体膜向内出芽形成多囊泡体,经膜融合过程释放至细胞外基质。多种细胞在生理及病理状态下均可分泌外泌体,这种分泌特性具有细胞类型普适性,且天然存在于血液、唾液、尿液、脑脊液及乳汁等多种生物体液中。
分子组成与功能机制
外泌体脂质双层富含胆固醇和鞘磷脂,构成其膜结构稳定性基础。2007年,Valadi等研究发现鼠肥大细胞系分泌的外泌体可被人类同源细胞捕获,其装载的mRNA成分能进入胞质溶胶并翻译为功能性蛋白。进一步研究表明,外泌体转移的microRNA具有生物活性,可通过靶向调控靶细胞mRNA水平影响基因表达。截至当前,通过高通量组学分析已在外泌体中鉴定出41,860种蛋白质、2,838种microRNA及3,408种mRNA。
外泌体蛋白质组分呈现高度异质性,包含参与膜融合的Rab蛋白家族(如RAB4、RAB5、RAB11等早期内体相关蛋白,RAB7、RAB9等晚期内体标记蛋白)、膜联蛋白家族(Annexin 1/2/4/5/6/7/11)及四跨膜蛋白家族(CD63、CD81、CD9)。热休克蛋白家族成员(HSP60、HSP70、HSPA5、CCT2、HSP90)的富集提示其可能参与蛋白质折叠与应激保护。细胞类型特异性蛋白如A33(结肠上皮细胞)、MHC-Ⅱ(抗原提呈细胞)、CD86(抗原提呈细胞)及乳凝集素(未成熟树突状细胞)等,则反映外泌体的组织来源多样性。
代谢相关酶类(GAPDH、烯醇化酶1、醛缩酶1、PKM2、PGK1、PDIA3、GSTP1、DPP4、AHCY、TPL1)、核糖体蛋白(RPS3)、信号转导因子(ARF1、CDC42、SLC9A3R1)、粘附分子(MFGE8、整合素)及泛素化系统的存在,进一步揭示外泌体在物质代谢、蛋白质合成、细胞信号转导及膜动态调控中的多功能角色。这种复杂的分子组成使外泌体成为细胞间通讯的关键介质,其功能研究正从现象观察向分子机制解析深入。
提纯方式优化与比较分析
外泌体分离纯化技术的选择直接影响下游实验的可靠性。当前主流技术体系包含六大类方法,各具技术特点与适用场景:
-
超速离心法
作为经典分离策略,该方法通过差速离心(10,000×g清除细胞碎片,100,000×g沉淀外泌体)实现粗提纯,具有操作简便、产量较高的优势。但电镜观察常显示囊泡聚集现象,且可能混杂微泡等细胞外囊泡亚群,导致产物纯度争议。 -
过滤离心法
通过级联滤膜系统(0.22μm或0.45μm孔径)去除大颗粒污染物,结合低速离心获取外泌体。该技术可有效维持囊泡生物活性,但分辨率不足导致产物纯度受限,适用于对纯度要求较低的功能实验。 -
密度梯度离心法
采用蔗糖或碘克沙醇构建线性密度梯度(1.08-1.22g/mL),通过等密度沉降实现高纯度分离。尽管前期需制备梯度介质且回收率较低,但可获得电镜可见的单分散囊泡群体,是机制研究的首选方法。 -
免疫磁珠分选法
基于外泌体膜蛋白(如CD63、CD81)的特异性抗体包被磁珠,通过磁性分离实现靶向富集。该方法可保持囊泡形态完整性,但非生理性缓冲体系可能影响后续功能分析,需优化洗脱条件以保障生物活性。 -
磷脂酰丝氨酸亲和法
利用磁珠偶联的annexin V蛋白特异性结合外泌体膜暴露的磷脂酰丝氨酸(PS),实现高纯度捕获。2016年《Scientific Reports》证实该技术可分离得到高活性外泌体,适用于体内注射及细胞共培养实验,但需严格控制钙离子浓度以维持结合特异性。 -
色谱分离法
基于尺寸排阻色谱(SEC)或离子交换色谱原理,通过填料介质实现外泌体与其他蛋白颗粒的分离。尽管可获得粒径均一的囊泡群体,但设备成本较高限制其广泛应用。
介导细胞通讯的分子机制
外泌体作为细胞间通讯的天然载体,其通讯模式呈现三重机制:
- 膜蛋白交互作用:外泌体表面蛋白(如四跨膜蛋白、整合素)与靶细胞膜受体结合,触发下游信号通路(如PI3K/Akt、MAPK通路)的级联激活。
- 配体剪切释放:细胞外基质中蛋白酶切割外泌体膜蛋白,释放可溶性配体片段,通过旁分泌方式激活邻近细胞信号网络。值得注意的是,部分膜蛋白在外泌体表面呈现独特剪切形式,区别于亲本细胞膜表达谱。
- 膜融合内容物释放:外泌体与靶细胞膜直接融合,非选择性释放其装载的蛋白质、mRNA及microRNA,实现遗传信息的横向传递。
功能多样性解析
自1980年代外泌体被鉴定为细胞代谢废物以来,其功能认知已发生革命性拓展。现有证据支持外泌体作为多功能信号枢纽,参与免疫调控、组织重塑及肿瘤进展等病理生理过程:
- 免疫调节:抗原提呈细胞来源外泌体携带MHC-Ⅱ-肽复合物,可激活T细胞免疫应答,而肿瘤外泌体则通过PD-L1表达诱导免疫逃逸。
- 细胞命运决定:间充质干细胞外泌体通过转移Wnt蛋白家族成员,调控靶细胞增殖与分化方向。
- 肿瘤微环境重塑:肿瘤细胞外泌体携带的VEGF mRNA可被内皮细胞摄取,诱导新生血管生成,形成促转移微环境。
- 神经退行性疾病传播:病理性α-突触核蛋白通过外泌体在神经元间传递,加速帕金森病病理进程。
功能异质性源于亲本细胞类型特异性:如血小板外泌体富含凝血因子,而神经元外泌体则装载突触功能相关蛋白。这种分子多样性为外泌体作为疾病标志物及治疗载体提供了理论依据。
名称 | 货号 | 规格 |
Mouse anti-β-Actin Monoclonal Antibody | abs830031-1ml | 1ml |
Mouse anti-GAPDH Monoclonal Antibody | abs830030-1ml | 1ml |
Goat anti-Rabbit IgG-HRP Antibody | abs20002-1ml | 1ml |
外泌体专用裂解液 | abs9587-20ml | 20ml |