外泌体的物理表征方法及其衍生物miRNA的应用

———外泌体的物理表征方法及其衍生物miRNA的应用

近期市场研究报告预测到2030年全球外泌体研究市场规模和份额需求将达到18.96亿美元，说明外泌体具有巨大的市场潜力和行业认可度。由于外泌体的体积较小一般为(30100nm)，所以外泌体的准确定量和表征在技术上是具有挑战性的人。目前，已经开发并应用了许多技术来克服这些挑战。纳米粒子跟踪分析(NanoSight)技术就是用于外泌体大小和定量主要方法之一。比如：NanocoulterⅠ纳米粒度仪采用了新一代电学原理可以同时进行纳米粒子或外泌体的单颗粒检测，颗粒粒径大小测量、浓度测定、zeta电位标定、形态多维度检测等广泛用于外泌体的分离和纯化过程中。

外泌体的物理表征方法

常用的外泌体物理表征方法是基于显微镜的方法，例如透射电子显微镜、扫描电子显微镜、低温电子显微镜和原子力显微镜；动态光散射；纳米粒子跟踪分析；可调电阻脉冲传感；和单个EV分析等。

用于分析外泌体浓度、定量和概况的分子生物方法主要包括：实时定量PCR、数字PCR技术（基于芯片的dPCR、液滴数字PCR、ddPCR）、蛋白质免疫印迹、全基因组测序（next-generationsequencing）、exome-targetedsequencing（下一代测序）、微阵列图谱技术和ELISA技术等。

外泌体衍生物miRNA的重要应用

miRNA的灵敏生物标志物测定法主要用于检测早期阶段(0-1)肿瘤的存在。除了基于组织活检的当前研究外，循环miRNA的研究是生物标志物研究中一个新的扩展领域，因为它们具有所有特征（miRNA分析、诊断、预后、治疗反应和预测性生物标志物），可在液体活检（生物体液）中检测到,并且不需要对病人进行健康和肿瘤活检。血液样本等体液分析检测使医生和研究人员能够及早了解癌症的发展状况。

miRNA被称为基因表达的基本调节因子，尤其是在癌症中，并且在肿瘤发生、转移和对各种疗法的耐药性中发挥重要作用。据报道，哺乳动物细胞每个细胞含有大约100,000个内源性miRNA分子。据估计，单个外泌体最多可携带约500个miRNA拷贝。正常人血液中的外泌体量在癌症患者中约为109个外泌体/ml。

miRNA是一类主要的小分子、单链、非编码RNA分子，其成熟形式的长度在20到22个核苷酸(NT)之间，在几乎所有生物途径中发挥重要作用，包括细胞生长、增殖、分化、免疫反应，细胞凋亡，代谢和肿瘤发生。

外泌体在体液中的主要作用是可以保护miRNA，防止其生物分子在非生理条件下（多次冻融循环、长期储存和极端pH）降解。据报道，外泌体来源的miRNA在-20C下可保持稳定长达5年，并且对冻融循环具有抵抗力.这也使外泌体成为癌症和其他疾病的潜在生物标志物。miRNA与包括癌症在内的许多疾病的发病机制有关，并且还被证明被远端或附近的受体细胞吸收作为外泌体中的货物，作为细胞间通讯的一种方法，可能会影响发病机制。所以，外泌体可以被看作是miRNA转移至目标受体细胞的载体。外泌体保护miRNA免于降解，使它们比游离miRNA更稳定，并能被特定受体细胞有效整合。因此，在外泌体携带的货物中，miRNA可以提供有关它们来源的细胞类型、靶标和细胞状态的身份信息。

越来越多的证据表明，肿瘤细胞来源的外泌体已成为通过传递癌miRNA促进肿瘤细胞增殖、侵袭、血管生成、远处转移和肿瘤微环境重塑的主要候选者。血管生成对于恶性肿瘤的生长和转移至关重要，因为新血管可以提供额外的氧气和营养物质，还可以清除废物。比如：癌细胞释放外泌体exo-miR-21、exo-miR-23；外-miR-29；exo-miR-103和exo-miR-210可以促进增殖、血管生成和肿瘤转移。

如今，虽然已在各种细胞类型释放的外泌体中找到2838种miRNA。但是还是需要进一步的研究来更好地了解外泌体miRNA作为生物标志物在癌症中的作用。

增强的外泌体纯化有利于下游分析，包括更准确的囊泡定量和表征。苏州阿尔法生物提