细胞外囊泡外泌体分离柱

近年来，细胞外囊泡 (Extracellular vesicles，EV)的研究热度正在持续增长，与EV相关的文献数量呈指数级增长，已成为生命科学和生物医学研究领域内的一大热点话题。前不久，国际细胞外囊泡学会（ISEV）发布了最新版的细胞外囊泡研究指南《Minimal information for studies of extracellular vesicles(MISEV2023): From basic to advanced approaches》，在MISEV2014和MISEV2018版本基础上整合了来自ISEV专家工作组和1000多名研究人员的反馈意见，加强了研究设计和实验细节，并为新的应用领域提出了建议和指导。MISEV2023重点对EV命名、样品收集和预处理、EV分离与浓缩、EV表征、EV研究技术方法、EV释放与摄取、EV功能研究、EV体内实验进行了介绍。（文末附全文链接）关于ISEV和MISEV简介MISEV指南由国际外囊泡协会(ISEV)编制，ISEV是研究和使用细胞外囊泡的科学家和临床医生的主要专业协会，通过其年会、专题研讨会和其他会议、同行评审期刊、在线学习平台以及与其他学会的合作，吸引了世界各地的不同研究人员群体。因此，ISEV具有独特的优势，可以指导制定和传播关于最佳实践指南和科学考虑的专家共识。MISEV 2014是ISEV发表的第一篇EV研究指南，旨在为EV研究提供可靠的支撑，MISEV 2018对EV研究发展过程中的方法和手段进行了深入的且批判性的评估，其中大部分内容至今仍然有效。而MISEV 2023与之前的版本一样，为EV研究人员提供了简明扼要的建议和指导，对 MISEV2018 中提出的要点进行了完善，并增加了对新发展领域的建议和指导。其目的是帮助EV研究和应用领域的从业人员针对每个EV来源、类型、研究问题或应用展开最佳实践。关于EV命名MISEV 2023保留了MISEV 2018的EV定义，但删除了2018年使用的“自然释放”的用词（新定义：EV是指从细胞中释放出来的颗粒，由脂质双层分隔，并且不能自行复制，即不包含功能性细胞核），以避免排除了通过细胞培养生产的EV。一般来说，ISEV建议使用通用术语“EV”和该术语的扩展，而不是使用具有误导性的术语，如与难以确定的生物发生途径相关的“exosomes（外泌体）”和“ectosomes（核外颗粒体）”。这两个术语是与假定的生物发生途径有关，需要谨慎使用且需要有强有力的证据。术语“exosomes（外泌体）”是指通过多泡体（MVB）释放的来自细胞内部的EV，而术语ectosomes（核外颗粒体，又称微囊泡Microvesicle、微粒Microparticle）是指细胞膜出芽形成的EV。由于目前大多数EV分离技术不能富集由不同机制产生的EV，且没有外泌体、核外颗粒体或其他EV亚型的通用分子标记。因此，ISEV不鼓励使用基于生物发生的术语，除非对此类EV群体进行了专门的分离和表征。相关术语及定义：EV的收集和预处理样本采集、预处理、储存等因素可能会对EV数量和质量造成影响，MISEV2023对需要注意的一些因素给出了建议。对于不同样本都适用的因素，给出了普适建议，另外也针对细胞培养物（cell culture‐conditioned medium，CCM）、细菌、血液、尿液、脑脊液、唾液、滑液、乳汁、实体组织共计9类EV来源样本的采集及处理给出了具体建议。1.血液血液是EV研究中最常见的生物体液样本，但血液样本面临供体变化、分析前处理、血液中血细胞、血小板、脂蛋白及其他蛋白成分的影响。基于此，MISEV2023对血液样本的收集与处理给出了以下建议：• 相较于其他样本，供体对血液及血液EV的影响较大，因此当收集血液样本时，需详细的记录和报告。• 静脉采血应使用管径较大的采血针，以最大限度减少血小板活化和溶血。为减少细菌和皮肤细胞污染、避免组织因子介导的血小板活化，弃去少量抽到的血液是一种有效的做法（例如，人类抽血时丢弃前面的2-3 mL）。• 选用与下游分析兼容的采血管和抗凝剂。• 采血后，应避免过度摇晃和低温，并尽快处理为血浆或血清，以减少血小板激活和EV释放。• 制备血浆或血清时，应选择能够有效去除血小板但不影响EV的方法。若使用离心法，吸取上清时应从上向下吸上清液，并在沉淀上方保留一定量的血浆或血清，以免干扰沉淀导致血小板释放。• 血液EV的主要污染物/共分离物包括血小板、脂蛋白、溶血产物以及大量可溶性/聚集蛋白，检测时需说明任一污染物。2.尿液尿液是继血液之后第二大用于EV研究的生物体液样本，可以通过非侵入性的方式连续获得大量样本。尿液EV (uEV)研究的挑战源于uEV的来源细胞不同，以及受到液体摄入量、采样时间、饮食、运动、年龄、性别、药物以及健康状况的影响。基于此，MISEV2023对尿液样本的收集与处理给出了以下建议：• 应使用无细胞尿液/无细胞的尿液生物库。• 在适当情况下，报告uEV污染物/共分离成分（THP、白蛋白、其他过滤到尿液中的蛋白）的去除方法和去除效果。• 为实现标准化，收集uEV和非EV尿液（如肌酐、PSA等）数据，用于估计绝对或相对排泄率。3.细胞培养物MISEV2018针对CCM中提出的建议仍然有效，包括但不限于描述培养基的组成和制备，记录生产细胞的特征、细胞培养条件、物理或化学刺激物处理（如果有）、CCM收获的频率和时间间隔及方法、EV分离之前CCM的储存处理。如果细胞来源不是已建立的细胞系，则应报告采集和预培养条件，如酶消化。• 如使用血清或其他添加剂，需说明来源和用量。如果使用的添加剂已经去除了EV，需说明去除方法并评估去除程度（包括稀释，通过离心的方法去除EV时稀释可能是必要的）。• 应将非条件（空白）培养基作为对照进行处理和定性，以评估培养基本身对EV检测的影响。4.细菌细菌EV和细菌来源的多样性，很难就样品类型、预处理、分离、收集和表征给出普适性建议。MISEV2023建议在处理细菌样本时需要注意以下事项：• 除其他培养参数外，细菌培养物收获时需说明细菌生长阶段。• 尽量缩短EV分离/浓缩前的储存时间，尤其是在样本未经过滤的情况下。• 当细菌EV样本来自体内或环境，应考虑宿主EV和环境中非目标EV的影响。• LPS（脂多糖）和LTA（脂磷壁酸）可分别作为革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的EV通用标志物，但在许多特定细菌物种中，该特定标志物仍然不可用。• 细菌EV的非囊泡共分离物可能包括毛、鞭毛、噬菌体和蛋白质、脂蛋白和核蛋白复合物。MISEV2023的建议旨在提高EV研究的严谨性、可重复性和透明度，帮助细胞外囊泡研究和应用领域的从业者根据EV来源、EV类型、研究内容、应用方向选择或制定最佳实践方案。需要说明的是，MISEV2023的内容建立在MISEV2014和MISEV2018的基础之上，前两份指南中的指导建议很大程度上仍然有效，读者在参阅MISEV2023时应结合之前的文件。下表列出了可供参考的文章：参考：1.权威发布！细胞外囊泡研究国际指南MISEV2023 2.干货分享|外泌体研究红宝书—MISEV 2023解读（一） 3.MISEV2023解读：全面认识细胞外囊泡附全文：J of Extracellular Vesicle - 2024 - Welsh - Minimal information for studies of extracellular vesicles MISEV2023 From.pdf

最近，小贝家分别在北京和广州举办了“细胞外囊泡专题研讨班”，获得老师和同学们空前热情的参与，有的甚至千里迢迢、不远万里专程参加。是什么引起大家如此高涨的参与热情呢？当前研究的热点——外泌体。对于外泌体（又称细胞外囊泡，Extracellular Vesicles），相信大家都不陌生，它是指细胞膜上脱落或由细胞分泌的，具有双层膜结构囊泡状异质性群体，包括外泌体（Exs）、膜微粒（MP）和微囊泡(EVs)。细胞外囊泡和细胞内囊泡，有着相似的磷脂双分子层结构，包含有蛋白和核酸等生物大分子，大小在40nm-1000nm，是细胞进行物质运输、信号转导、实现生理功能的重要工具。细胞外囊泡广泛存在于细胞培养上清及各种体液，参与细胞间通讯、细胞迁移和免疫调节等多种反应。囊泡水平升高与糖尿病、艾滋病以及癌症等疾病相关，有望成为这类疾病的诊断及评估疾病预后标志物。如今，越来越多的研究者开始着眼于对细胞外囊泡进行准确的定型和定量研究。2013年10月7日，诺贝尔生理学或医学奖授予了发现细胞囊泡运输调控机制的三位科学家。外周血中有着大量的外泌体，来自不同的细胞。另外，外泌体和肿瘤微环境、肿瘤细胞迁移有着神秘联系。对于这些未知的领域，目前还缺乏研究，主要原因在于对于这种200nm以下颗粒的检测，显微镜显得力不从心，电镜又高不可及。因此强大的工具和完美的解决方案的显得尤其重要。有鉴于此，我们有幸邀请到了来自 Beth Israel Deaconess Medical Center and Harvard Medical School的Vasilis Toxavidis和John Tigges——两位有着丰富的流式细胞术和外泌体研究经验的学者，请他们和国内的学者进行外泌体研究的交流，分享经验。8月24日，首都北京，骄阳似火，然而参加“贝克曼库尔特细胞外囊泡专题研讨班-北京站”活动的老师和同学，有着胜似骄阳的热情，有图为证。现场不得不临时加座，才能满足大家学习和交流的热情。8月29日，羊城广州，骤雨初歇，寒潮来袭，公路上随处可见台风肆略的痕迹，这些却丝毫没有阻挡来自全国各地的40多位老师的脚步。大家齐聚中山大学，热情参与我们广州站的活动。两场研讨班，早上均为报告部分。Vasilis Toxavidis和John Tigges从理论角度讲述了外泌体检测的问题、误区和解决方案；从散射光检测原理、流式细胞仪硬件、再到样本制备，系统的阐述了外泌体的检测，并以实例讲述了心肌细胞源外泌体和红细胞源外泌体的研究结果，提出了Nano Flow Cytometry（NanoFACS）的概念。首先，来自美国哈佛干细胞研究所资源总监、哈佛医学院贝斯以色列女执事医疗中心流式技术平台负责人Vasilis Toxavidis先为大家做了流式分析EVs的技术原理、硬件可行性等方面的报告。Vasilis以MoFloXDP和CytoFLEX为教学案例，深入浅出地讲解，时时博得与会者的掌声，给大家提供了流式在微颗粒检测研究的新思路。随后，美国哈佛医学院贝斯以色列女执事医疗中心外囊泡检测中心主任John Tigges进一步介绍了利用流式细胞术研究细胞外囊泡， 并结合HF患者EVs检测案例，抽丝剥茧，逐一分析如何解决细胞外囊泡检测中问题、缺陷，阐述EVs在疾病研究中的实际意义，使大家茅塞顿开。其幽默的演讲风格也深受老师们喜爱，引得台下提问连连，将整个研讨会推上了小高潮。接着，来自贝克曼库尔特生命科学部的霍德华，讲述了贝克曼库尔特的超高速离心机——Optima XPN在样本制备和外泌体获取方面的完整工作流程。超速离心分离，是从生物体液和细胞培养样品中分离纯化外泌体的黄金标准，可以准确地重复获取外泌体，同时最大限度减少蛋白质聚集体和其他膜离子的共纯化。上午的理论部分结束后，大家对细胞外囊泡检测，超离技术助力样本采集和精准流式技术助力囊泡研究有了全面、清晰、深刻的认识。北京站的实验操作部分，在中科院过程工程研究所的、阵容强大的三台CytoFLEX流式细胞分析仪旁展开。John Tigges和Vasilis Toxavidis现场演示了如何在CytoFLEX上进行外泌体的检测。利用CytoFLEX的WDM技术和灵活的滤光片调整特点，John Tigges轻松实现200nm以下的颗粒检测，并找到外周血中神秘的外泌体。CytoFLEX使用VSSC检测Megamix-Plus微球结果及线性表现：CytoFLEX检测血液中的细胞外囊泡结果：由于FAPD的优势CytoFLEX对颗粒大小的检测保持很好的线性。出众的分辨率不仅能将噪音与细胞外囊泡很好的分开，而且还可以对外囊泡群体进行细分，分别研究其抗体表达情况。广州站的实践操作部分在中山大学北校区医学院实验室进行。大家在两位美国专家的指导下，领略了MoFlo Astrios EQ和CytoFLEX精准检测细胞外囊泡的神奇魅力。EVs的大小通常只有40nm-100nm，超出传统流式的检测范围。但MoFlo Astrios EQ的增强型双前向角设计和CytoFLEX的雪崩光电二极管以超高的分辨率和灵敏度，有效地区分噪音信号和检测囊泡。连续五轮操作培训，让操作者切身感受了一把迅速快捷、多参数细胞外囊泡检测。两场培训班内容丰富、实用，而又易于理解。到会的老师和同学纷纷表示获益匪浅。贝克曼库尔特的超高速离心机（Optima XPN）和超灵敏流式细胞仪（CytoFLEX）实现了双剑合璧，为科研工作者提供了完美且可行的外泌体检测解决方案。* 本产品仅用于科研，不用于临床诊断。(此项活动得到中国科学院过程工程所和中山大学的大力协助，特此表示感谢！)

在现代生物医学研究中，流式细胞术（Flow Cytometry）已经成为不可或缺的分析工具。它能够通过分析单细胞的多参数特性，揭示细胞间的复杂异质性。而在这一领域，流式细胞指纹（Flow Cytometry Fingerprint）作为一种前沿技术，正在为我们揭示细胞微观世界的更多奥秘。本期，我们跟随贝克曼库尔特一同探究流式细胞指纹，特别是在纳米流式领域，CytoFLEX nano凭借其独特的技术优势，正在引领这一领域的进展。 什么是流式细胞指纹？流式细胞指纹是指通过流式细胞术获得的细胞或颗粒的特定光学特征，这些特征包括散射光和荧光信号。每一种细胞或颗粒都有其独特的指纹图谱，这些图谱反映了它们的物理和生物化学特性。通过对这些指纹图谱的分析，研究人员能够识别并分类不同类型的细胞，甚至可以在同一细胞群体中发现不同的亚群。传统纳米流式在细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）领域的挑战尽管流式细胞术在细胞分析中取得了巨大进展，但在传统纳米流式领域仍面临一些独特的挑战。一个主要问题是缺乏免疫分型的共识，并且同时检测的荧光信号非常有限。目前，细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）亚群的研究还在起步阶段，并没有像免疫学中那样成熟。免疫细胞可以通过多色免疫分析，利用不同的CD分子的表达谱型（指纹）去定义其亚群，但在EV的研究中，类似的标记和分类标准尚未建立,并且相较于免疫细胞，EV有着更丰富的多样性，可供标记的潜在靶点也更多。 CytoFLEX nano的突破2024年3月份发布的CytoFLEX nano作为一款先进的纳米流式细胞仪（查看：3i流式新品|贝克曼库尔特发布CytoFLEX nano纳米流式分析仪），通过结合散射光和荧光信号的综合分析，显著提高了检测的准确性和灵敏度。CytoFLEX nano纳米流式分析仪品牌：贝克曼库尔特型号：CytoFLEX6荧光通道检测能力，实现精准指纹描述CytoFLEX nano能够同时检测6 个荧光通道，提供更加全面和详细的EV荧光指纹信息。5散射光通道检测能力，释放无限潜力CytoFLEX nano分析仪通过提供5个侧向散射通道扩展了您的研究可能性。通过分析不同散射的比率来研究新群体，而无需依赖染料进行鉴定或分离。这种创新方法不仅提高了实验的灵活性和精度，还为细胞外囊泡研究提供了新的可能性和洞察力。CytoFLEX nano分析仪无疑是未来EV多样性研究的重要工具。高灵敏度，确保捕捉每一个潜在的实验现象与信号在一个细胞外囊泡（EV）上，可能只有10个抗原的拷贝，而目前的流式细胞仪无法测量如此少量的抗原。CytoFLEX nano流式细胞仪的主要优势在于其改进的散射和荧光灵敏度，使得可以测量更小的颗粒并检测低密度的抗原。高阶算法应用：利用Cytobank解析EV“指纹”高阶算法的引入为细胞外囊泡（EV）研究带来了一定的变化。Cytobank平台提供了一系列强大的高阶数据分析工具，如ViSNE、FlowSOM、SPADE和CITRUS，这些工具能够高效解析流式细胞数据，揭示复杂的生物学特征。这些高阶算法在解析EV“指纹”中的应用，使得研究人员能够更精准地解析流式细胞数据，发现传统方法难以识别的细微差异。例如：癌症诊断：利用ViSNE分析癌症患者血液中的EV，发现特定的EV亚群与癌症类型和阶段相关联，为早期诊断和个性化治疗提供了新的生物标志物。心血管疾病研究：通过FlowSOM聚类分析心血管疾病患者的EV数据，识别出与疾病进展相关的特定EV亚群，为疾病机制研究提供了重要线索。免疫监测：利用SPADE分析免疫治疗前后患者的EV变化，揭示免疫反应的动态过程，为评估治疗效果提供了新的视角。差异分析：使用CITRUS对不同病理状态下的EV进行差异分析，发现与疾病相关的特定细胞亚群，帮助识别潜在的生物标志物。von Lersner, Ariana K., et al. "Multiparametric single-vesicle flow cytometry resolves extracellular vesicle heterogeneity and reveals selective regulation of biogenesis and cargo distribution." ACS nano 18.15 (2024):10464-10484.所见即所得，利用CytoFLEX SRT实现分选与分析的相互验证。CytoFLEX nano不仅让研究人员能够在EV分析阶段实现“所见”，更通过CytoFLEX SRT的精确分选功能，将这些识别出的EV亚群进行进一步的分选和深入分析，实现“所得”。这种协同工作流程，确保了数据的准确性和可靠性。CytoFLEX nano与CytoFLEX SRT的结合，为EV研究提供了一个强大的工具组合。前者通过高灵敏度的多通道检测，实现对细胞群体的初步识别；后者则通过精准的分选功能，对这些群体进行进一步的验证和分析。这一协同工作流程，使研究人员能够在分子水平上揭示EV的复杂特征和生物学功能，开拓新的研究领域和应用前景。通过这种多种方法的联动，科学家们能够更全面地理解EV的特性，从而在疾病诊断、治疗和预防中发挥更大的作用。CytoFLEX nano和CytoFLEX SRT的完美结合，真正实现了分选与分析的相互验证，尽可能捕捉到每一个潜在的EV亚群。John Tigges, DirectorFlow Cytometry Core Facility and Center for Extracellular Vesicle Detection, Beth lsrael Deaconess Medical Center“Having all these scatters at hand together with the greater sensitivity gives you the power to ask, what could I do now?lt opens up new research possibilities.“拥有这些散射通道以及更高的灵敏度，让你可以问自己，我现在还能做些什么?这开启了新的研究可能性。” 数据示例通过流式分选验证散射光流式细胞指纹的真实性在细胞外囊泡（EVs）的研究中，准确识别和表征其特性是至关重要的。使用CytoFLEX Nano流式细胞仪，我们能够通过高灵敏度的散射光检测捕捉到EVs的初步指纹信号。然而，为了验证这些散射光指纹的真实性，我们进一步利用CytoFLEX SRT进行精确分选。通过分选前后的对比分析，并使用标准微球验证散射光信号的差异，我们确保了这些指纹的准确性和可靠性。使用CytoFLEX SRT对在CytoFLEX Nano上观察到的不同散射差异信号进行分选，并通过回测确认这些差异的真实存在。同时，CytoFLEX SRT的精确分选功能也得到了验证。 结语CytoFLEX家族和Cytobank的结合，为细胞外囊泡（EVs）研究提供了一个强大且全面的分析工具组合。通过纳米流式细胞术，研究人员能够捕捉到EVs的复杂指纹信号，并通过精确分选技术，进一步验证和深入分析这些信号的真实性。这种多方法学联动，不仅提高了数据的准确性和可靠性，还揭示了EVs在不同生理和病理状态下的潜在作用。高灵敏度的散射光和荧光检测能力，加上Cytobank平台的高阶算法，使得研究人员能够更全面地理解EVs的特性，从而在疾病诊断、治疗和预防中发挥更大的作用。通过这些先进技术的应用，EVs研究已经进入了一个新的纪元，开创了更多的研究领域和应用前景。CytoFLEX nano和CytoFLEX SRT的完美结合，为现代生物医学研究带来了前所未有的便利和创新。未来，我们有理由相信，随着技术的不断进步和应用的不断深入，流式细胞术将继续在EVs研究中发挥关键作用，为生命科学的探索开辟更多可能性。贝克曼库尔特CytoFLEX SRT桌面型流式细胞分选仪品牌：贝克曼库尔特型号：CytoFLEX

2022年4月4日，厦门大学颜晓梅团队在Journal of Extracellular Vesicles（IF=26）在线发表题为“Analysis of extracellular vesicle DNA at the single-vesicle level by nano-flow cytometry”的研究论文，该研究通过纳米流式细胞仪 (nFCM) 可以检测直径小至 40 nm 的单个 EV 和 SYTO 16 染色后 200 bp 的单个 DNA 片段，用于研究单个囊泡处的 EV-DNA。通过同时对单个颗粒进行侧向散射和荧光 (FL) 检测并结合酶处理，本研究表明：(1) 裸 DNA 或与非囊泡实体相关的 DNA 大量存在于由细胞培养物制备的 EV 样品中（超速离心培养基）；(2) 单个 EVs 中 EV-DNA 的数量表现出很大的异质性，DNA 阳性 (DNA+) EVs 的数量在 30% 到 80% 之间变化，具体取决于细胞类型；(3) 外部 EV-DNA 主要定位在相对较小的 EVs 上（例如，HCT-15 细胞系100 nm），外部 DNA+ EVs 的分泌可以通过抑制外泌体分泌途径显著减少；(4) 内部 EV-DNA 主要封装在相对较大的 EV 的管腔内（例如 HCT-15 细胞系为 80-200 nm）；(5) 双链 DNA (dsDNA) 是外部和内部 EV-DNA 的主要形式；(6) EVs 中未发现组蛋白 (H3)，EV-DNA 与组蛋白不相关，(7) 基因毒性药物诱导 DNA+ EVs 的释放增加，外部DNA+ EVs和内部DNA+ EVs的数量以及单个EVs中的DNA含量均显着增加。这项研究为深入了解 DNA 与EV的关联提供了直接和确凿的实验证据。细胞外囊泡 (EVs) 是由几乎所有细胞类型分泌的纳米级膜囊泡，通过将蛋白质、核酸和脂质从供体细胞转移到受体细胞来介导细胞间通讯。最近的研究表明，EV中存在基因组 DNA、线粒体 DNA 甚至病毒 DNA。通过 DNA 的包装和水平转移，EV 在维持细胞稳态、调节免疫反应和调节肿瘤进展方面发挥着至关重要的作用。最近，基于 EV 中的 DNA (EV-DNA) 开发了用于肿瘤诊断的液体活检测试。尽管已经认识到 EV-DNA 的生物学意义，但对 EV-DNA 的探索较少，许多基本特征仍存在争议，例如 DNA 是否与所有或部分 EV 亚群相关？EV-DNA 是否位于内腔和/或 EV 表面？DNA含量和EV大小之间有什么关系？EV-DNA 是单链 DNA (ssDNA) 还是双链 DNA (dsDNA)？对 EV-DNA 的研究通常通过从 EV 分离物中提取 DNA，然后进行丰度、片段长度和序列评估来进行。通过将 DNase 酶消化与 Fragment Analyzer 系统相结合，研究了 DNA 的相对丰度和定位（管腔内或与 EV 表面相关）。为了阐明 EV-DNA 在 EV 亚群之间的异质性，对分离的 EV 进行 DNA 分析通过密度梯度离心或不对称流场-流分馏已经进行。尽管批量分析能够识别不同 EV 亚群中的 DNA，但结果可能存在争议，因为 EV-DNA 无法与无细胞 DNA 区分开来。由于 EV 的大小和货物含量差异很大，因此迫切需要单粒子技术来破译 EV-DNA 的巨大内在异质性，并将 EV-DNA 与游离 DNA 或其他污染物区分开来。然而，EV 的纳米级粒径（大多数大小100 nm）和 EV-DNA 的低含量使其成为一个巨大的挑战。细胞外囊泡 (Evs) 的分离和表征（图源自Journal of Extracellular Vesicles ）在过去的十年中，研究人员一直致力于开发一种高灵敏度的纳米流式细胞仪（nFCM）。它已实现对单个 EV、病毒、二氧化硅纳米粒子和金纳米粒子的光散射检测，分别小至 40、27、24 和 7 nm。对于荧光 (FL) 检测，检测到单个 R-藻红蛋白分子的信噪比为 17，有机染料的检测限确定为三个 Alexa Fluor 532 分子。在本研究中，尝试通过将酶消化与 nFCM 相结合，在单囊泡水平上分析外部和内部 EV-DNA。研究了 DNA+ EV 的百分比以及 DNA 含量分布与 EV 大小、ssDNA 和 dsDNA 之间的区别、EV-DNA 和组蛋白的关联以及抗癌药物治疗后 DNA 含量的改变。通过同时对单个颗粒进行侧向散射和荧光 (FL) 检测并结合酶处理，本研究表明：(1) 裸 DNA 或与非囊泡实体相关的 DNA 大量存在于由细胞培养物制备的 EV 样品中（超速离心培养基）； (2) 单个 EVs 中 EV-DNA 的数量表现出很大的异质性，DNA 阳性 (DNA+) EVs 的数量在 30% 到 80% 之间变化，具体取决于细胞类型； (3) 外部 EV-DNA 主要定位在相对较小的 EVs 上（例如，HCT-15 细胞系 100 nm），外部 DNA+ EVs 的分泌可以通过抑制外泌体分泌途径显著减少； (4) 内部 EV-DNA 主要封装在相对较大的 EV 的管腔内（例如 HCT-15 细胞系为 80-200 nm）； (5) 双链 DNA (dsDNA) 是外部和内部 EV-DNA 的主要形式； (6) EVs 中未发现组蛋白 (H3)，EV-DNA 与组蛋白不相关，(7) 基因毒性药物诱导 DNA+ EVs 的释放增加，外部DNA+ EVs和内部DNA+ EVs的数量以及单个EVs中的DNA含量均显着增加。这项研究为深入了解 DNA 与EV的关联提供了直接和确凿的实验证据。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jev2.12206

细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)/外泌体(exosomes)是几乎所有细胞在其生命活动中分泌的一种具有生物膜结构的纳米尺度的小囊泡。作为细胞间通讯的一种途径，广泛参与并调控着生命机体的多种生理和病理过程(图1)。外泌体独特的物理和生化性质，赋予了这些小囊泡诸多特性，如低免疫原性、良好的生物相容性以及高效的生物屏障穿透能力，使它们在疾病治疗领域备受关注。图1. 外泌体生物发生和分泌示意图来自美国化学协会的学者检索并分析了CAS数据库中EVs在治疗和诊断领域中应用研究的发表情况，统计结果显示干细胞来源EVs(stem cells derived EV, SC-EVs)的相关研究位列第2，其中间充质干细胞来源的EVs(mesenchymal stem cells derived EVs, MSC-EVs)研究热度最高，发表文章数量高达4000篇。图2. 不同细胞来源外泌体在疾病诊断与治疗领域研究的论文情况本期文章，小编对MSC-EVs在疾病治疗、食品以及医美等领域的应用进行了简单综述，并进一步梳理了目前基于MSC-EVs的临床进展。MSC-EVs的疾病治疗研究及其产业化MSC是一种来源于成体组织和器官的多能干细胞，MSC-EVs具备免疫调节特性，且可以促进血管生成，给予细胞保护和抑制细胞凋亡等功能，因此，MSC-EVs在疾病治疗中具有极大的潜力。研究表明，来自MSC-EVs的miRNAs，特别是miR-320C，能够促进骨关节炎软骨细胞增殖。在一项心肌缺血再灌注I/R损伤研究中，携带miR-182-5p的MSC-EVs显示出改善心功能和减少心肌梗死的心脏保护作用，并伴有减少体内炎症反应。另外，MSC-EVs携带的miR-27b可诱导促炎细胞因子的下降，用于治疗脓毒症。当然，MSC-EVs本身可通过表达杀菌肽及抗菌肽如LL-37、人β-防御素2、肝素和脂钙蛋白-2和/或通过免疫调节来治疗传染病。除了直接以天然MSC-EVs作为治疗或者辅助治疗剂外，具有特定组织器官靶向功能的功能化的MSC-EVs也成为新一代研究和探索的重点，以便在治疗疾病时获得更有针对性的特异性。如图3所示，CAS数据库检索2017-2021年外泌体在不同研究领域的论文情况，表明EVs在治疗和诊断领域中应用研究的文章发表呈逐年递增情况，其中，EVs的靶向递送研究稳居C位，数量高达6000+篇。图3. 外泌体在不同研究领域的论文情况及趋势此外，来自美国化学协会的学者收集并总结了部分投身于开发EVs靶向性功能的公司在靶向不同疾病类型的布局，其中癌症、神经系统疾病、肺部疾病和伤口愈合是最受关注的疾病类型（如图4所示)。图4. 有潜力的外泌体治疗公司和靶向的疾病类型来自华南理工大学的研究者们通过疏水插入法将纤维蛋白靶向肽CREKA修饰到MSC-EVs表面，显著提高了MSC-EVs在骨缺损部位的富集和停驻，调节炎症反应和促进细胞成骨分化以实现骨骼组织的修复。该研究表明靶向修饰在骨组织修复中具有很大的应用价值，为提高MSC-EVs的治疗效率提供了一种新的策略。位于美国加州的Aetholon Medical公司另辟蹊径，开发了一款名为Hemopurifier的研究性医疗设备。Hemopurifier将细胞膜分离技术和亲和层析(affinity chromatography)技术结合在一起，可特异性地从血液循环系统中捕捉表面具有特定聚糖修饰的纳米颗粒，而病毒以及肿瘤来源的EVs往往正是通过这些聚糖修饰逃逸免疫系统。Hemopurifier在黏附和捕获表面修饰聚糖的EVs和病毒颗粒的同时，将血细胞再次送回到患者体内。该技术获得美国FDA授予的突破性设备(Breakthrough Device)认定。Aethlon公司已经通过实验证明Hemopurifier能够捕捉多种类型肿瘤分泌的EVs，其中包括乳腺癌、卵巢癌和转移性黑色素瘤。迄今为止，Aetholon Medical已使用该技术用于多种癌种、埃博拉、丙型肝炎、HIV和COVID-19等疾病的治疗。基于MSC-EVs的临床治疗试验EVs的研究已经从实验室开始进入临床阶段。Clinical trials网站数据显示，截至文章发表时共有59个注册在案的基于EVs的治疗项目处于临床试验阶段，其中超过60%的项目为MSC-EVs。如表1所示，排名靠前的研究项目包括肺部疾病(11项临床试验)、SARS-CoV-2感染(9项临床试验)、癌症、心脏病和神经系统疾病(均有4项临床试验)。其中，FDA已授权Direct Biologics公司的骨髓MSC-EVs治疗产品ExoFlo再生医学先进疗法，用于治疗COVID-19急性呼吸窘迫综合征(ARDS)(NCT04657458)。它还在对溃疡性结肠炎(NCT05176366)、克罗恩病和肠易激病(NCT05130983) 、实体器官移植排(NCT05215288)和轻/中度COVID-19(NCT05125562) 进行临床试验。Aruna Biomedical公司正在研究神经干细胞来源的外泌体(neuralstem cells derived extracellular vesicles, NC-EVs)，用于治疗卒中以及其他神经系统和神经退行性疾病，候选基因AB126具有穿过血脑屏障的能力和中枢神经系统特异性。临床前数据表明，NC-EVs在改善测试小鼠血栓栓塞性中风模型中的细胞、组织和功能结果方面比MSC-EVs更有效。表1. 外泌体治疗性临床试验（部分）其他应用：食品和化妆品（医美）此外，EVs在食品、医美等领域的应用也被不断发掘和报道。CAS资源库的检索显示，在过去3年中，与EVs在化妆品和食品中的应用相关的文献数量亦呈现急剧增加趋势(图5)。图5. CAS数据库中与化妆品（A）和食品（B）中外泌体应用相关的文献发表趋势MSC-EVs已被证明在皮肤美容中发挥重要作用，如促进伤口愈合、缓解皮肤老化和防止疤痕形成等方面。源自诱导多能干细胞的EVs能够调节MMP-1/3的表达并增强衰老皮肤成纤维细胞中I型胶原蛋白的表达。而来自脂肪干细胞的EVs能够通过PI3K / Akt信号传导途径促进伤口愈合，并增加成纤维细胞中I型和III型胶原蛋白的数量。多酚、维生素、多不饱和脂肪酸等生物活性化合物是常见的提高营养价值的食品补充剂。然而，它们的生物利用度差、水溶性较差和代谢改变可能会降低它们的效果。借由EVs作为载体，可实现其有效递送。展望干细胞EVs在疾病治疗的赛道俨然已成一匹黑马，但是EVs如何与靶细胞通信，以及如何实现组织器官选择性的潜在机制尚不清楚，而这些机制的研究是开发针对外泌体通讯的有效治疗方法和开发工程外泌体衍生的治疗载体的先决条件。此外，该领域尚无统一的分析表征标准、纯化方法、表征技术及数据分析等的差异都会导致难以获得稳定且批间一致性良好的EVs。这些均是横亘在EVs研究以及产业化道路上的问题。在此过程中，EVs的基础研究以及新分析技术的迭代，有望为干细胞EVs疗法带来新的见解和策略，并可能激发下一代递送系统的设计与开发。截至目前，纳米流式检测技术已经进入由中国研究型医院学会细胞外囊泡研究与应用分会围绕SC-EVs制定的两项全国团体标准中，以及由上海市生物医药行业协会依据协会制定的《间充质干细胞外泌体质量控制标准》(T/SBIAORG 001-2023)团体标准中，NanoFCM将紧跟行业发展，在外泌体大规模生产、纯化工艺和表征质控等过程提供完整的解决方案。参考文献Rumiana Tenchov, Qiongqiong Angela Zhou*,et al.Exosomes – Nature’s Lipid Nanoparticles, a Rising Star in Drug Delivery and Diagnostics[J].ACS Nano 2022, 16, 17802&minus 17846Y W,et al. Requirements for human mesenchymal stem cell‐derived small extracellular vesicles[J].Interdisciplinary Medicine, 2023 1:e20220015.中国研究型医院学会.T/CRHA001-2021人间充质干细胞来源的小细胞外囊泡[S].全国团体标准信息平台(ttbz.org.cn)中国研究型医院学会.T/CRHA002-2021人多能干细胞来源的小细胞外囊泡[S].全国团体标准信息平台(ttbz.org.cn)上海市生物医药行业协会.T/SBIAORG001-2023间充质干细胞外泌体质量控制标准[S].上海,上海市生物医药行业协会(sbia.org.cn）部分数据来自于ClinicalTrials网站(ClinicalTrials.gov)

● 快讯近日，同济大学医学院附属上海市第十人民医院神经内科赵延欣教授及刘学源教授课题组在细胞外囊泡与神经退行性疾病关系研究领域取得了新的进展。该项研究从小细胞外囊泡的角度为阿尔兹海默症中发生的兴奋抑制失衡提供了新见解。相关研究成果已发表在国际知名期刊《Journal of Nanobiotechnology》（IF:10.435，JCR 2区）。图1｜国际知名期刊《Journal of Nanobiotechnology》（IF:10.435，JCR2区）细胞外囊泡 (EV) 是由细胞释放到细胞外环境中的小囊泡。EVs 由脂质双层膜组成，该膜包裹着小的无细胞器的细胞质。根据它们的大小，通常分为三种类型，小EVs (sEVs) (50-150 nm)、大EVs (100-1000 nm) 和凋亡小体 ( 5 μm)。其中，sEVs 通常可通过血脑屏障 (BBB)，成为中枢神经系统 (CNS) 细胞之间通讯的关键介质，有证据表明，sEV 中的微小RNA (miRNA)参与到众多细胞和生物过程，例如神经元细胞的生长和凋亡。目前，E/I（兴奋/抑制）失衡假设被概念化为谷氨酸能和氨基丁酸（GABA）能突触输入之间的不平衡。E/I 失衡被认为是神经退行性疾病脑功能障碍的基础，包括阿尔茨海默病 (AD)、帕金森病 (PD)、精神分裂症和其他神经疾病。谷氨酸兴奋性毒性和 GABA 能神经元功能障碍似乎是 AD 中发生的神经元细胞死亡的关键原因。但是关于 E/I 失衡对AD的影响，其中的机制仍不明确。为了对该机制进行进一步阐释，赵延欣教授及刘学源教授团队在本研究中用谷氨酸/GABA/PBS 处理原代培养的神经元，并分离出 sEV。然后，将不同来源的 sEV 添加到用 Aβ（β淀粉样蛋白）处理的神经元或注射到 AD 模型小鼠中。此后对经 Aβ 治疗的小鼠和神经元进行了评估。经GABA 处理的神经元释放的 sEVs 减轻了 Aβ 诱导的损伤，而谷氨酸处理的神经元释放的 sEVs 加重了 Aβ 的毒性。此外，本研究通过 miRNA 测序比较了从谷氨酸/GABA/PBS 处理的神经元中分离的 sEV 的 miRNA 组成。该研究进一步表明，sEV 中 miR-132 的变化加速了表征病理的生化改变。图2｜实验方案示意图分离原代神经元后，用谷氨酸/GABA/PBS 处理原代培养的神经元，并分离出 sEV。将不同来源的 sEV 添加到用 Aβ 处理的神经元或注射到 AD 模型小鼠中，并对小鼠进行MWM测试。文章中，在评估在小鼠体内系统传递的 sEVs 的分布的实验中，使用了博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统拍摄。该实验中使用近红外染料DiR进行标记，同时进行了阴性对照实验（仅注射 DiR，不注射 sEV）。通过 APP/PS1 小鼠的尾静脉注射 DiR 标记的 sEV，使用Aniview100活体成像系统在注射后 24 小时拍摄小鼠的图像并评估分布情况。在带有 DiR 标记的 sEV 的小鼠的大脑和重要器官中均检测到荧光。随后，处死小鼠，取出器官并成像，目的为识别荧光信号来源的器官并使信号干扰最小化。此外，为了排除游离染料干扰实验结果的可能，在收集器官前用不含 sEV 的游离 DiR处理小鼠。实验结果显示，脑、心、肝、肺、脾、肠、肾均呈不同程度荧光。图3｜sEV的体内外分布情况在注射 DiR 标记的 sEV 后 24 小时，使用活体成像系统对A - C活小鼠进行成像。a)、小鼠背面成像b)、小鼠腹侧成像c)、收集指定器官后使用活体成像系统成像本研究中证明了 sEV 的功能可以受神经递质平衡状态的调节，并对神经元中的 Aβ 毒性有不同的影响。并且该研究从 sEV 的角度为 AD 中发生的 E/I 失衡提供了新见解，并表明通过GABA 能系统对 sEV 进行生物学改造可能是预防或减轻 AD 发病机制的治疗途径。论文链接：https://doi.org/10.1186/s12951-021-01070-5

时间：2017年8月10日 19:30 - 20:30内容简介：细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）是指从细胞膜上脱落或者由细胞分泌的双层膜结构的囊泡状小体，直径从40nm到1000nm不等。细胞外囊泡广泛存在于各种体液中，由于其携带多种蛋白质、脂类、DNA、mRNA、miRNA等物质，会参与到细胞通讯、迁移、免疫调节、组织再生等多种生理过程中，而成为目前的研究热点。对细胞外囊泡进行准确的定性、定量、分离及后续研究是目前主要的研究手段。目前关于细胞外囊泡研究的方法众多。而流式细胞术以其高速、高灵敏、高通量、多参数、可定量的特点，成为目前对细胞外囊泡的非常出色的检测方法。同时，带分选功能的流式也可以让您达到很好的分离效果。本次在线讲座，我们邀请了贝克曼库尔特生命科学部中国区流式产品经理周昱曦博士为大家介绍流式细胞术在微小颗粒检测方面的发展，以及使用流式细胞术对细胞外囊泡进行检测的流程介绍、优化以及相关的注意事项。主讲人简介：周昱曦 博士产品经理 贝克曼库尔特生命科学部贝克曼库尔特生命科学部中国区流式产品经理，负责非临床流式的产品管理工作。毕业于中山大学中山医学院。具有10年以上流式细胞分析、分选仪操作经验，从事流式应用支持、应用开发、市场推广超过5年。对科研流式应用及开发、仪器原理及特性拥有丰富经验。点击此处轻松报名。

2022年12月24日，中国科学院深圳先进技术研究院杨慧课题组的最新研究成果发表在生物医学工程领域TOP期刊Materials Today Bio上。研究团队研发了一种微流控芯片技术，实现了细胞的工程化改造，并显著提高了细胞外囊泡的分泌量。深圳先进院客座博士生郝锐、博士生胡师为该论文的共同第一作者，杨慧为通讯作者，厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院郭航教授为文章的共同通讯作者。2013年，诺贝尔生理学或医学奖颁发给发现“细胞的囊泡运输调控机制”的三位科学家。囊泡运输构建了人体生理学和病理学过程中的“智慧物流运输系统”，负责细胞间的物质递送和信息通讯。因此，细胞外囊泡被视为重要的生物标志物和天然的运载工具，在智能药物递送、重大疾病精准诊疗等领域展现了巨大的应用潜力。然而在常规培养条件下，供体细胞往往存在分泌效率有限、外囊泡产量低等技术问题，极大的限制了细胞外囊泡的实际应用。为了提高细胞外囊泡的分泌量，常用的技术手段包括分子调控、乙醇处理、pH调节等生化策略，因依赖于生化试剂添加物，易改变细胞生理状态而影响外囊泡的功能性和安全性。为应对这一挑战，杨慧团队提出一种名为“种子SEED芯片 (Small Extracellular vEsicles Developer)”的微流控编辑平台，能够高通量且无损伤的刺激细胞，提高细胞外囊泡的分泌量。“种子SEED芯片”由于借助了微流控芯片技术可在微观尺度精确操控流体的特点，该尺度相当于百分之一的头发丝直径，可以将物理场作用定位到细胞尺度，实现对细胞的高通量且高精度的操控。芯片内部引入“鱼骨型”微结构阵列，机械挤压刺激细胞，增强细胞外囊泡的分泌量，针对不同来源的细胞可实现微结构的特异性开发。研究中采用骨髓来源间充质干细胞作为应用对象，该技术成功使干细胞外囊泡的产量提高了数倍。上述干细胞外囊泡在生物医学研究及临床应用中具有重大潜力，但干细胞有限的扩增能力，极大限制了其分泌外囊泡的数量，为实际应用提出了挑战。此项工作成功构建了大规模生产细胞外囊泡的新范式，并以角膜损伤模型为例，验证了此方法生产的干细胞外囊泡能够显著促进组织修复。未来，基于微流控芯片技术增强细胞外囊泡分泌量的新策略有望发展成为一种平台型工具，并与胞内递送研究相结合，提高细胞外囊泡产量的同时，将具有临床治疗作用的外源物质装载到外囊泡中，为外囊泡装载研究以及精准治疗应用提供新的技术支持。

细胞外囊泡是对包括外泌体、微囊泡、凋亡小体等在内的具有封闭膜的非细胞结构的统称。它们可以携带DNA、RNA、蛋白质等生物活性分子广泛参与各种生物学过程，是近些年的研究热点领域。每年有大量研究人员进入这一领域，为了加强国内细胞外囊泡领域的学术交流，提高我国细胞外囊泡研究的整体水平，推进细胞外囊泡研究成果的转化应用，中国研究型医院学会细胞外囊泡研究与应用专委会（CSEV）将于2021年11月5-7日在广州召开“第五届全国细胞外囊泡大会”。大昌华嘉作为仪器应用专家，深耕细胞外囊泡领域多年，针对细胞外囊泡研究应用场景，提供完善的解决方案。在此，我们诚邀各位业界同仁届时莅临展位，共商前沿科技。DKSH展位：B7会议时间：2021年11月5-7日（11月5日报道）会议地点：广东省广州市越秀区寺右一马路2号 珠江宾馆

近日近日，吉林大学动物科学学院实验动物中心王东旭教授课题组与吉林大学口腔医院口腔颌面外科刘炜炜教授课题组在细胞外囊泡与舌鳞状细胞癌关系研究领域取得了新的进展。相关研究成果已发表在国际知名期刊《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》（IF:5.89，JCR 2区）。▲图1｜国际知名期刊《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》（IF:5.89，JCR 2区）近年来，针对舌鳞状细胞癌（TSCC）的治疗和诊断已取得了进展，但 5 年生存率仍然很低。治疗TSCC的方法主要为手术、放疗和化疗。在过去几十年中，中医药在癌症研究方面已被广泛应用。例如，从蜂蜜中提取的白杨素可以通过非编码RNA在多种癌细胞中诱导细胞凋亡并抑制增殖。并且，纳米结构也已被广泛研究用于癌症治疗中的药物递送和诊断，例如金纳米粒子 (AuNPs)。细胞外囊泡（EVs）是由细胞释放到细胞外环境中的小囊泡。EVs 由脂质双层膜组成，该膜包裹着小的无细胞器的细胞质，EVs 的摄取特定于细胞类型。但白杨素与金纳米粒子在单独运用时对癌症缺乏特异性，有证据表明，纳米粒子与 EVs结合可作为靶向癌细胞的药物载体。因此，纳米材料与 EVs 结合可以提高癌症治疗的效率。为了探究该方法，王东旭教授与刘炜炜教授团队首先使用白杨素治疗 TSCC 细胞和分离的 EVs-白杨素。然后将四氯金酸（HAuCl4）与 EVs-白杨素一同孵育形成 Au-EVs。在 EVs-Con 和 EVs-chrysin 之间进行转录组测序筛选后，对 let-7a 家族进行了分析。该研究结果表明，Au-EVs 通过TSCC中的 let-7a 诱导细胞凋亡。▲图2 ｜实验方案示意图文章中，研究 Au-EVs在体内的抗肿瘤作用的实验使用了博鹭腾AniView600多模式动物活体成像系统拍摄观察。在该实验中，首先将SCC9 细胞注射到裸鼠体内。7天后，将Au-EVs注射到肿瘤下方，并在第8天和第15天用近红外光照射裸鼠并进行肿瘤生长分析。结果表明，Au-EVs具备肿瘤靶向性，且荧光强度随时间增加而增加。此外，近红外辐射可以淬灭 Au-EVs 的荧光。在第21天时收集肿瘤，与预期结果相符，Au-EVs 与 NIR 结合显着抑制了肿瘤生长，并且没有改变体内其他器官。这些结果表明，Au-EVs 有效地介导了等离子光热疗法（PPT）并抑制了体内肿瘤的生长。▲图3｜注射Au-EVs 后的荧光强度本研究发现，Au-EVs作为一种新型纳米材料，在SCC9 细胞中具有吸收特异性。在经过近红外辐射后，Au-EVs 能够有效增强细胞凋亡。通过RNA-seq,筛选 EVs-chrysin miRNA,Let-7a-3p，并且过表达let-7a-3p会诱导细胞凋亡，此结果表明经NIR 处理的 Au-EV 显著抑制了体内肿瘤的生长。综上所述，本研究结果提供了一种能够提高 AuNPs 靶向性的纳米材料，并且该材料可能与针对 TSCC 的疗法相关。论文链接：doi: 10.3389/fbioe.2021.766380

五月的天气多了些燥热，空气里弥漫着太阳爆裂的味道，贝克曼库尔特的细胞外囊泡研讨班活动正在武汉、成都和深圳如火如荼的展开。具有双层膜结构囊泡状异质性群体的细胞外囊泡，参与多种生理和病理过程，细胞外囊泡研究显示出巨大的临床应用前景，来自美国哈佛干细胞研究所的Vasilis Toxavidis和美国哈佛医学院贝斯以色列女执事医学中心的John Tigges，两位有着丰富的流式细胞术和外泌体研究经验的学者辗转三地，和当地优秀的科研工作者们面对面的交流，迎来了一场场流式细胞术与细胞外囊泡研究的学术盛宴。5月24日 武汉站 武汉是细胞外囊泡检测研讨班第一站，九点的江城正为繁忙的道路拥堵而苦恼，前来听课的老师络绎不绝，早早赶到会场等待。在酷炫的武汉生物技术研究院的报告厅里，Vasilis和Toxavidis分别作了检测囊泡流式性能分析和流式检测细胞外囊泡的经验分享，贝克曼库尔特公司的全国离心机产品经理霍德华和流式应用专家刘飞分别介绍了超速离心技术及流式细胞术在外泌体研究中的经典应用。一张张投射在液晶屏上的PPT画面， 让听课老师们都表现出极大的热忱，流式与囊泡研究的碰撞，激发出思想的火花。下午的实验部分，各位老师利用CytoFLEX流式细胞仪，直接体验了一把将理论转化为实验结果的惊喜。5月26日 成都站天府之国的成都是研讨会的第二站，原本容纳一百多人的香格里拉酒店演播厅却提前出现“人满为患”的状况，后来不得不在走廊上额外添加座位。上午四场讲座，两位美国专家Vasilis Toxavidis和John Tigges的演讲引来台下老师阵阵掌声，大家踊跃提问解除心中疑惑；华西医院莫显明主任和张文庚副主任结合自己实验室优势分别作了标准化流式细胞术和肺单细胞图谱研究现状与发展的报告，将活动推向了高潮，在座的老师们深深体验到流式的博大精深。而下午的圆桌讨论，老师们根据自己的研究领域，参加不同的讨论小组，交流了解流式细胞术在不同领域的应用，老师们在热烈讨论中收获了满满的流式干货。5月28日 深圳站“长风逐细浪，大鹏入九天”，活动的最后一站来到了珠江三角洲的经济与科技前沿阵地深圳，世界瞬息万变，科学研究日新月异，促进了当地老师们对新技术的渴望。在深圳麒麟山庄报告厅，Vasilis Toxavidis和John Tigges介绍分享了利用流式手段检测100 nm的外泌体，让大家对流式技术又有了深入的认知，为大家打开了流式检测外泌体的大门。来自南方科技大学的黄巍副教授从es细胞转移研究的角度介绍了相关流式应用，南方医科大学的郑义教授则从干细胞研究角度介绍了流式的应用，贝克曼库尔特CytoFLEX系列流式细胞仪以其高灵敏度高分辨率成为广大研究者的不二之选。三场细胞外囊泡学术活动场场爆满，座无虚席，大家在轻松愉快的环境里领略了流式技术不同的风景，了解了贝克曼库尔特流式细胞仪在微颗粒检测中的独秀之美。此次活动的圆满结束，更加激励贝克曼库尔特坚定根植于广大客户的科研需求，不断发展创新，来年我们再约！* CytoFLEX流式细胞仪仅用于科学研究，不用于临床诊断。

“学科交叉点往往就是科学新的生长点、新的科学前沿，这里最有可能产生重大的科学突破，使科学发生革命性的变化。同时，交叉科学是综合性、跨学科的产物，因而有利于解决人类面临的重大复杂科学问题、社会问题和全球性问题。”--中国科学院院刊 细胞外囊泡（EVs）作为递送载体，已被广泛应用于生化工程学、生物医学工程学、纳米材料学、分子影像学等交叉学科中。通过交叉学科的火花碰撞，利用前沿新技术，提高疾病治疗效果，造福广大病患。本文与您分享EV递送纳米抗氧化剂等应用案例，拓展您的课题研究思路。巨噬细胞EV参与“免疫调控-化学动力-乏氧激活 ”多级联动 2022年3月，深圳市第二人民医院李维平团队联合中国科学院大学化学工程学院魏炜团队共同发表题为“Exploration and functionalization of M1-macrophage extracellular vesicles for effective accumulation in glioblastoma and strong synergistic therapeutic effects”于《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊（IF：18.19）。 被称为“终结者”的胶质母细胞瘤（GBM）是颅内神经系统最常见的恶性肿瘤。临床治疗GBM以外科手术为主，辅助放化疗，但效果收效甚微。难以穿透的血脑屏障 （BBB） 阻止药物进入中枢神经系统，使得治疗难度雪上加霜。因此，亟需更为有效的药物递送策略。 研究人员利用M1型巨噬细胞来源细胞外囊泡（M1EVs），使其膜被两种疏水剂功能化：化学激发源CPPO（C）和光敏剂Ce6（C），并装载亲水缺氧激活原药AQ4N（A），构成的CCA-M1EVs可穿过BBB，并可趋化富集在GBM部位，通过调控巨噬细胞表型实现GBM微环境免疫调控，增加过氧化氢（H2O2）水平。H2O2和CPPO之间可进行反应，产生的化学能量进一步激活Ce6，产生大量活性氧，实现化学激发的光动力疗法（CDT）。由于该反应消耗氧气，肿瘤缺氧的加剧也导致无毒的 AQ4N 转化为有毒的 AQ4 用于化疗。因此，CCA-M1EVs在GBM中实现了免疫调控-化学动力-乏氧激活的多级联动协同作用，发挥了强大的治疗效果。 研究人员利用全自动Digital Western检测M1巨噬细胞和M1EV中CD9、CD81、ALIX、TSG101、iNOS、F4/80和GAPDH的蛋白水平（如上图b所示）。EV递送纳米抗氧化剂 2021年来自中科院过程所魏炜团队，联合上海交大医学院附属同仁医院等多家单位，共同发表题为“In situ growth of nano-antioxidants on cellular vesicles for efficient reactive oxygen species elimination in acute inflammatory diseases”于《Nano Today》期刊（IF：20.72）。 临床上常见的急性炎症疾病，有急性肠炎和急性肝损伤等等。病情严重的患者，会出现脏器功能紊乱甚至器官衰竭。急性炎症过程中，会产生大量的活性氧自由基（ROS）。ROS会引起细胞膜脂质过氧化，导致细胞膜通透性改变和进一步DNA损伤，进而引起器官功能障碍。ROS大量产生是体内炎症发生发展过程中的一个重要环节，因此需要高效手段，将药物富集在炎症部位，然后消灭ROS。 纳米抗氧化剂，例如氧化铈、氧化钼和氧化锰，可借助其催化活性清除ROS，以此减少ROS引发的组织损伤，并控制疾病进展。然而，这些纳米抗氧化剂在炎症组织中的蓄积量较低。研究人员利用红细胞囊泡递送纳米抗氧化剂，效果显著。该项研究的另一亮点是研究人员将具有组织修复功能的干细胞外泌体融合（ReMeV），并在此基础上原位生长氧化铈（shi）纳米晶体（Ce-ReMeV），用于重症急性肠炎和急性肝损伤的治疗，在有效清除ROS同时，还能修复受损组织和器官，在小鼠模型上取得了满意的效果。 研究人员利用全自动Digital Western检测外泌体 Marker（CD9）、外泌体和红细胞Marker（TSG101、HSP70）以及MSC生长因子（HGF）（如上图c所示）。每个样品仅需3μL。全自动Digital Western，为何备受大家的喜爱？ 传统Western Blot（WB）属于劳动密集型技术，时间长、步骤冗长、人为操作引入过多误差，最终导致数据质量低......最重要的是实在太影响心情！图片取材于网络 全自动Digital Western技术平台的横空出世，一扫传统Western带给广大科研工作者的阴霾，每一天都是做WB的良辰吉日，让您从此享受WB！节省出大量宝贵时间去专注于阅读、思考、交流、仰望天空、参与社团、思考人性、（校园恋爱）等更有价值的事务。全自动Digital Western检测全流程（上样后，剩下的一切都交给她，一顿晚饭的功夫拿到结果） 全自动数字式Western，带给您的仅仅是3 μL超微量的上样量？3小时出结果？全程自动化标准化？更重要的是真正数字化的高质量数据和全膜结果，让您的数据不被质疑！撤稿？不存在的！扫码索取全自动Digital Western产品资料解放双手，从此爱上WB，告别实验Emo！

对于外泌体研究的新手来说，细胞培养上清液是非常好的实验材料，外泌体相对容易收集。我们可以首先从细胞上清开始来熟悉整个外泌体的研究流程，充分了解整个流程需要使用的仪器、试剂以及准备时间，对我们后续的实验安排有很大帮助。其中比较重要的一点是要确定有足够的初始细胞上清液来收集外泌体，以保证我们能够拿到足够多的蛋白、核酸来进行后续分析。我们可以逆向思维，通过后续检测所需蛋白/核酸量——外泌体量——细胞上清量，来确定初始细胞上清体积。先从细胞上清开始，熟悉了整个过程后，我们再进行其他相对较难的实验材料进行研究。01细胞系选择无论贴壁细胞或是悬浮细胞，能分泌更多外泌体的细胞系肯定是优先选择的。一般说来，肿瘤细胞的外泌体分泌水平要高一些，但并不是所有肿瘤细胞系都能分泌足够多的外泌体，我们可以借鉴文献中的细胞系推荐1。以常用基因转染的HEK293为例，是比较公认的分泌外泌体水平较高的细胞系。或者，以每100ml的细胞上清收集到的外泌体蛋白可达到5~20μg范围作为标准2，例如我们可以从100ml的细胞上清中获得10μg的外泌体蛋白，如果后续要做蛋白质组学分析（需50μg蛋白），那么初始细胞上清就需要扩大到之前的5倍，500ml，500ml上清差不多是通过离心方法可处理的大样品量了。如果后面收集到的外泌体蛋白都不够进行一次WB，那就要考虑一下是不是要换个细胞系了。如果外泌体蛋白小于3μg，那么考虑到扩大体系的实验难度和后续实验的顺利进行，那证明我们用的细胞系不太合适做外泌体研究。*虽然很多生物样品或是细胞系在文献中没有出现过，许多外泌体相关的数据库（ExoCarta, Vesiclepedia, Evpedia等）可以提供帮助，在上面我们可以查到有哪些细胞系已经有人成功进行外泌体提取了。或者也可以咨询一些做外泌体的生物公司，看看他们是用哪些细胞系来制备商业化的标准外泌体样品的。02优化细胞培养条件及细胞系选择影响外泌体质量和回收率的另外一个重要因素是在收集之前细胞的培养状态。好的收集时间段是细胞状态好、生长旺盛，即处于对数期的细胞3，并且在细胞传代之前收集细胞上清，这个时候细胞所分泌的外泌体量达到高4。准备好的细胞上清液，细胞密度也要适合，贴壁细胞如果细胞密度过高会出现接触抑制，对所分泌的外泌体也会有影响。所以，理想的条件是在细胞融合达到70%~80%后的40~48h后收集外泌体（此时约融合至90%）。要注意，为了避免FBS外泌体的污染5，收集外泌体的40~48h之前需换成无血清培养基，注意此时40~48h仅作为推荐参考。像有些细胞在无血清培养基培养24h后没有发生存活率和细胞形态改变，那么可以进行上清收集。如果出现死细胞增加、细胞形状改变、状态变差等情况时，使用EV-delepted FBS培养基来代替无血清培养基，EV-delepted FBS可以直接购买也可以自己制备（使用SW 41Ti转头在4℃，35,000rpm(Rmax 210,000 ×g)离心16h后小心收集上清）。但是这样仍无法完全避免血清外泌体的污染，需要清楚样品中血清外泌体的含量，增加一组没有培养细胞的培养基的平行样品作为阴性对照是必要的。03外泌体的提取方法目前被大家认可的方法就是超速离心，因为超离的方法可以收集到完整的细胞外囊泡群，并且几乎所有的实验材料（细胞上清、血液、体液等）都可以通过超离的方法来进行外泌体提取。当然超离的方法也有需要改善的地方，比如样品量很小的情况下，超离对外泌体的回收率不高，但是超离作为一种物理分离的方法，可以在不破坏外泌体群体特性的情况下进行分离的。当前，除了超离外还有许多外泌体分离方法，每种方法都有它的优势和劣势，首先我们需要理解各种分离方法的原理和特点，再根据我们的实验需求才能找到合适的外泌体提取方法。超离方法是可以获得整个外泌体群体，适合于研究整个外泌体群体特性。Yoshioka博士：众多外泌体分离方法中，我们使用超离沉降的方法作为实验室提取外泌体的标准方法5（见下图）。这个Protocol主要包括三个步骤：1.小心收集细胞上清并低速（4℃，2,000xg，10分钟）去除悬浮细胞（死细胞）。2.用0.22μm孔径过滤器过滤上步中收集到的包含外泌体的上清液，去除大颗粒和细胞碎片。3.将上步中的滤液进行超离处理，使用贝克曼库尔特SW 41Ti水平转头、13.2ml超净离心管（Product Number:344059，Beckman Coulter），4℃下35,000rpm(Rmax 210,000xg)离心70分钟。离心过后外泌体在离心管底聚集成沉淀，通常是肉眼不可见的。然后用预先过了0.22μm孔径过滤器的PBS进行清洗，洗掉与外泌体一起沉降的成分，例如微颗粒和蛋白。小心倾倒掉第3步超离后的上清，残留少量液体进行2~3s的涡旋振荡重悬沉淀，然后加入PBS，重悬后的样品同样的条件再进行一次超离。再次超离过后的外泌体仍然需要重悬，倾倒掉上清后，再进行2~3s的涡旋振荡重悬，这时的外泌体样品就可以进行下步分析了。从离心管中转移外泌体样品到储存管（比如1.5ml微量离心管）时，在吸取时我们可以用移液枪先大概测量一下样品体积，后面在储存管中补充PBS到我们之前预估的样品体积，比如，我们想收集到100μl的外泌体样品，但是从离心管中转移到微量管中只有80μl（注意：使用13.2ml超净离心管，平均下来每次收集到的外泌体样品大概80μl），我们加20μl PBS到微量管中再混匀一下就可以保存了。外泌体样品可以在4℃保存，并且要尽量早的用于分析。另外，外泌体样品是不能反复冻融的，与细胞类似，反复冻融过程会破坏外泌体。现在大家普遍认为外泌体是具有异质性的，整个外泌体群还可以细分为亚群（例如尺寸、蛋白表达等），不同的亚群也具备不同的特性，正如前文所说，通过超离的方法可以收集完整的外泌体群体。也有些文献也报道过使用不同的离心条件，可以将尺寸大小不同的外泌体亚群分开。目前，还没有特别统一的外泌体超离提取步骤，像转头类型、离心管类型、离心力以及离心时间等离心条件在不同的文献上都会有些许的差异。04参考文献1. Yokoi A. In Takahiro Ochiya, Yusuke Yoshioka. Exosomes encourage the medical innovation. Kagaku-Dojin Publishing Co., 2018 p.122-134 [Article in Japanese]2. Valadi H et al. Nat Cell Biol. 2007 9(6): 654–6593. Beckman Coulter. Interview article: Basics and Vision of Exosome Research. 20154. Urabe F et al. Clin Transl Med. 2017 6(1): 455. Yokoi A. In Takahiro Ochiya, Yusuke Yoshioka. Exosomes encourage the medical innovation. Kagaku-Dojin Publishing Co., 2018 p.122-134 [Article in Japanese]

细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）作为蛋白质、mRNA、miRNA、脂质等信息物质在细胞间转运的载体, 是细胞与细胞间通讯的重要媒介，参与大量正常生理和病理过程，包括感染性疾病、自身免疫性疾病、心血管和其他炎症性疾病、癌症和凝血障碍等，因此研究EV在人类健康和疾病中的作用具有重要意义。EVs常分为三类外泌体 (30-150 nm) ，在胞体内区室中形成多囊泡小体，随后与质膜融合后从细胞中释放。微囊泡或微粒 (100-1000 nm) ，这是质膜起泡/出芽以及随后从细胞中释放的结果。凋亡小体 (1000-5000 nm) ，由凋亡细胞释放。目前还没有特异性标记物可以最终鉴定不同类型的囊泡。因此，我们把这些小的生物颗粒统称为细胞外囊泡。细胞外囊泡示意图EVs检测研究表明，不同疾病状态下，组织器官释放到体液中的EVs的数量及所包裹的物质是完全不一样的，因而通过检测分析EVs的特性即可对相关疾病进行精准诊断、预后判断及指导治疗。EVs具有尺寸小、异质性高且数量巨大等特点，一直以来，检测灵敏度都是EVs研究中的一个重大挑战。虽然一些关于EVs的检测是利用传统流式细胞术开展的，但也暴露出了明显的局限性，一方面由于传统流式仪器更适用于检测细胞，而细胞表面结合的荧光分子数量远远多于EVs表面；另一方面，一些传统流式仪器在检测小于500 nm单个颗粒上表现吃力。因此，想要准确的检测EVs，就需要更强大且具备高通量功能的检测工具。Amnis 成像流式的技术优势近年来，随着Amnis成像流式技术的发展，越来越多的研究利用这项技术解决了EVs检测这一难题。Amnis技术的核心是使用时间延迟积分CCD (TDI-CCD)进行信号检测。与光电倍增管(PMT)相比，CCD具有更大的动态范围、更低的“噪声”和更高的量子效率，使其更适合测量微弱信号。与传统流式细胞术相比，这种方法信号整合时间更长，噪音低，灵敏度大幅增加，对研究EVs具有独特的优势。Amnis技术EVs应用案例分享以下研究体现了Amnis 成像流式技术在小颗粒检测中的高灵敏度特点。检测脂质体和微球流式技术对比用常规流式技术 (A-B)和成像流式技术 (C-D)获得的200 nm大小的荧光标记脂质体和不同尺寸的聚苯乙烯珠(220、450、880和1300 nm)。Amnis成像流式可以清晰地分辨出缓冲液背景信号(灰色)以上的所有脂质体(粉色)，而常规流式仅能通过荧光分辨出一小部分脂质体。健康人类供体的血浆微粒检测(a)从6名健康供体中获取无血小板血浆，并使用CD235(红细胞)、CD41(血小板)、CD45(白细胞)和CD146(内皮细胞)标记物进行染色以确定微粒细胞的来源。(b)利用CD14(单核细胞)、CD66b(中性粒细胞)和CD3(淋巴细胞)标记物进一步对白细胞微粒进行表型分析，以确定其来源细胞。下方是图库中事件的代表性图片。(c)表为N = 6例供体的绝对计数±SEM。如图所示，Amnis成像流式技术可实现不同来源的外泌体的精准鉴定与计数。单核细胞内化外泌体检测(a)用Amnis成像流式技术分析PKH67标记的外泌体。BF和FITC荧光图像(E)所示。(b) PKH67预标记外泌体与外周血单个核细胞共孵育。使用AmnisIDEAS软件内化功能测量外泌体的内化程度。Amnis成像流式技术不仅实现了PKH67标记的外泌体鉴定，同时也实现了单个核细胞内化外泌体检测，且呈现直观图像佐证结果准确性。小结综上，Amnis成像流式技术做到了真正意义上的流式数据可视化。既具备传统流式可大量检测样本的特点，又利用高灵敏度TDI-CCD技术针对每个检测到的外泌体颗粒进行成像，并可通过海量形态学数据分析EVs与亲本细胞或靶细胞间的相互作用。Cytek Amnis ImageStreamx Mk II 成像流式细胞分析仪以上研究均通过 Cytek Amnis ImageStreamX Mk II 仪器完成。通过将流式细胞术的表型分析能力、高速度和高灵敏度等优势，与荧光显微镜技术在细胞形态学细节的洞察力和针对细胞功能研究的深度有机结合在一起，Amnis ImageStreamXMk II 平台可高速获取每个细胞的多个图像，包括明场、暗场 (SSC) 和多达 10 色荧光标记。ImageStreamX Mk II 通过高分辨率成像，可以定位荧光蛋白表达位置（细胞膜、细胞质或者细胞核），实现超乎想象的广泛应用需求。技术特点应用广泛：样本利用率高达 95%，可以更高效的方式分析稀有细胞。简单易用：简单友好的用户界面，可实时观察全部细胞图像和统计学数据。配置灵活：最高可升级至 6 根激光器。功能强大：提供数百种量化成像分析参数，实现无与伦比的广泛应用。参考文献：Erdbrügger, Uta, and Joanne Lannigan. "Analytical challenges of extracellular vesicle detection: A comparison of different techniques." Cytometry Part A 89.2 (2016): 123-134.Headland, S., Jones, H., D'Sa, A. et al. Cutting-Edge Analysis of Extracellular Microparticles using ImageStreamX Imaging Flow Cytometry. Sci Rep 4, 5237 (2014). https://doi.org/10.1038/srep05237.Clark, R. Imaging flow cytometry enhances particle detection sensitivity for extracellular vesicle analysis. Nat Methods 12, i–ii (2015). https://doi.org/10.1038/nmeth.f.380.Gurunathan, S. Kang, M.-H. Jeyaraj, M. Qasim, M. Kim, J.-H. Review of the Isolation, Characterization, Biological Function, and Multifarious Therapeutic Approaches of Exosomes. Cells 2019, 8, 307. https://doi.org/10.3390/cells8040307.

植物外泌体样纳米囊泡（plant exosome-like nanovesicles，PELNVs）是源于植物真核细胞的多泡体，通过后者与质膜融合释放到细胞外的一种膜性小囊泡。与此同时，来源于药用植物的姜黄(Curcuma longa)作为一种中药，常用于降血脂、抗肿瘤、抗炎等疾病，姜黄素作为从姜黄中所提取的一种天然疏水多酚，姜黄外泌体样纳米囊泡除了具有相应药理作用外，还兼具纳米载体的独特形态与组成特征，相比哺乳动物来源和人工合成的纳米囊泡，姜黄植物外泌体纳米囊泡具有来源广泛、价廉易得、功能丰富等优势，因此具有大规模生产的可行性。炎症性肠病（IBD），是一种特殊的慢性肠道炎症疾病，主要包括克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)。随着生活水平的提高和饮食结构的变化，我国IBD发病率有不断攀升的趋势，已逐渐成为我国消化科的常见病。发展IBD诊疗新技术、新方法，将为IBD的综合防治提供有效依据，研究人员受姜黄药物价值的启发，进一步研究了姜黄外泌体样纳米囊泡在IBD治疗中的作用及分子机制。作者首先将植物姜黄用萃取器均质，然后采用蔗糖梯度超离心法获取姜黄外泌体样纳米囊泡(TDNPs)，并通过透射电镜、原子力显微镜、质谱分析等方式对TSNPs 1和TDNPs 2做出相关比较（图1）。图1. TDNPs的分离、纯化与表征接下来，作者研究了TDNPs 2的靶向性，使用IVISense™ DiR 750 (XenoLight™ DiR)标记TNDPs，灌胃结肠炎小鼠。通过Perkinelmer的IVIS成像系统对消化道、肠系膜淋巴结（MLN）和重要器官（心、肝、脾、肺和肾）进行成像，发现与PBS组、TDNPs 1治疗组的小鼠相比，TDNPs 2治疗组的小鼠结肠中有强烈的DIR信号，证实了TNDPs 2优先作用于炎症结肠部位（图2）。图2. TDNPs 2优先作用于炎症结肠部位随后在TDNPs 2优先定位于炎症结肠的条件下，进一步研究了TDNPs 2对DSS诱导结肠炎的影响，通过构建小鼠结肠炎模型，使用炎症探针通过化学发光成像进行监测。Lcn-2作为一种有吸引力的肠道炎症生物标志物，被用来监测肠道炎症的进展。作者通过研究Lcn-2在DDS、DSS+TDNPs 1、DSS+TDNPs 2三组中的水平变化，证实了TDNPs 2可减轻DSS诱导的结肠炎。IVIS生物发光结果显示，DSS组和DSS+TDNPs 1治疗组小鼠的腹部显示较强的生物发光信号，表明消化系统内存在严重的炎症反应。相反，虽然DSS+TDNPs 2治疗组的小鼠腹部仍有部分生物发光信号，但强度远低于DDS组和DSS+TDNPs 1治疗组小鼠。作者同时还评估了结肠组织中髓过氧化物酶(MPO) 、促炎细胞因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)和氧化应激相关蛋白HO-1的表达水平，证实了TDNPs 2具有明显的抗炎和抗氧化作用（图3）。同时作者评估了TDNPs 2是否能够加速结肠炎的快速消退。通过体外伤口愈合试验，证实了TDNPs 2处理的细胞具有最快修复创面的速度，能够显著缓解DSS诱导的溃疡性结肠炎及促进炎症的快速消退。图3. 口服TDNPs 2可减轻DSS引起的结肠炎随后该团队为满足潜在临床应用，首先评估了TDNPs 2对Caco2细胞的毒性，通过MTT、ATPLite、细胞凋亡、活化caspase-3/7等证明了TDNPs 2具有良好的生物相容性。接下来，通过H&E染色对肝脏等器官进行组织学分析，证实了TDNPs 2在体内的生物安全性。最后作者研究了TDNPs 2是否影响NF-κB信号通路，NF-κB是一种重要的核转录因子，在调节炎症反应中发挥着重要作用。姜黄素是一种NF-kB抑制剂，具有广泛的性能。作者通过检测NF-κB p65依赖的荧光素酶活性、磷酸化NF-κB p65表达和p65转位到细胞核的共聚焦成像，表明了TDNPs 2可以抑制LPS对NF-κB通路的激活。同时为了研究TDNPs 2在体内对NF-κB通路的抑制作用，采用NF-κB-RE-Luc转基因小鼠对NF-κB进行了研究。通过采集重要器官(心脏、肝脏、脾脏、肾脏和肺)和结肠并成像。IVIS生物发光结果显示，心肝脾肺肾的生物发光信号相似，表明NF-κB在这些器官中的活性相似。相反，结肠的生物发光信号，TDNPs 2治疗组较DSS组明显降低。表明了TDNPs 2是通过抑制NF-κB信号通路发挥保护作用（图4）。图4. TDNPs 2通过抑制NF-κB信号通路发挥保护作用参考文献Oraladministration of turmeric-derived exosome-like nanovesicles withanti-inflammatory and pro-resolving bioactions for murine colitis therapy. JNanobiotechnol 20, 206 (2022).https://doi.org/10.1186/s12951-022-01421-w

2022年（第六届）细胞外囊泡基础与临床转化研究高峰论坛于8月19-20日在南京长江之舟华邑酒店成功召开。开幕式由大会共同主席、东南大学医学院院长刘必成教授主持。南京江北新区生命健康产业发展管理办公室副主任罗书琴、大会主席国际细胞外囊泡学会教育委员会执行主席、南方医科大学南方医院郑磊教授，会议学术顾问清华大学尹航教授出席开幕式并发表热情洋溢的致辞。会议上，大昌华嘉科学仪器部应用专家—李亚威围绕细胞外囊泡领域进行了广泛的学术交流和研讨，针对细胞外囊泡领域应用场景，提供完善的解决方案。并于会后与参会嘉宾们就会议主题进行更深一步的学术探讨。本次展出的纳米颗粒追踪分析仪ZetaView可谓是备受瞩目，由大昌华嘉科学仪器部所提供的专门用于表征纳米颗粒的粒径分布、数量浓度、zeta电位等信息的经典NTA技术手段。尤其是在细胞外囊泡（EV）研究领域，它不仅可以测定EV样品的粒径、浓度、zeta电位等信息，还可以通过荧光标记的方式，完成EV样品的纯度检测、Colocalization检测等。另外，ZetaView因其测试速度快、操作简便、易于维护等特点，极大地提高了用户的工作效率，备受用户认可。在为期两天的会议中，大昌华嘉向参会嘉宾们展示了外囊泡研究中所需要的先进设备及最新的解决方案，为后续的外囊泡研究提供了诸多实用可靠的依据，拓宽了广大研究者的思路。本次大会的成功召开为将来外囊泡研究注入了强大动力，期待不久的将来外囊泡研究取得更加突破性的进展。

癌症的早期诊断是提升患者后期生存率的关键，但大部分癌症患者往往确诊时已是中晚期，极大增加了治疗难度和治疗负担。如：胰腺癌早期症状不明显，因此只有5%的胰脏癌能在早期被诊出，大多胰腺癌患者初诊时已为末期，无法手术切除，其他治疗方式效果也不佳，十年存活率约为1%，是预后最差的癌症之一。发展胰腺癌早期诊断方法是提高该类癌症早诊率的重要手段。近日，美国加州大学研究团队在《Communications Medicine》杂志上发表题为“Early-stage multi-cancer detection using anextracellular vesicle protein-based blood test”的文章，发现了通过检测血液中细胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EVs）的相关标志物，有望为胰腺癌早筛早诊提供新方法。前期研究表明，利用EVs作为诊断的靶标，通过人工智能的方式来分析EVs中含有的肿瘤蛋白，可以推测恶性肿瘤的恶性程度，具有早期诊断癌症的潜力。该研究根据EVs蛋白谱开发了一种基于血液EVs的生物标志物分类器，用于检测早期胰腺癌和其他多种癌症。使用团队开发的分离系统从血浆中纯化EVs，相对于传统的离心方法，在保证分离得到的EVs纯度足够高的情况下，操作更简便。通过对I期和II期癌症患者及对照组的初步研究，分析血浆中EVs的13种相关蛋白标记物，诊断出95.7%的I期胰腺癌，特异性超过99%，证实了该技术具有较好的特异性和灵敏度。该筛查技术对于早期癌症检测有潜在的应用价值，有望为胰腺癌及其他癌症的早诊提供新的方法，推动癌症早筛发展，提升癌症患者的整体存活率。论文链接：https://www.nature.com/articles/s43856-022-00088-6

时间：2018年3月29日 14:00 - 15:00内容简介：超速离心一直是胞外囊泡分离和纯化的标准推荐方法之一。但没有一种单一的分离纯化方法可以完美无缺地精准纯化出特定目标颗粒，不同方法均具有其优点及局限性。我们将以胞外囊泡的分离纯化为例，深入分析超速离心如何通过不同的实验设计，分别从颗粒的“直径大小”和“密度”两个维度综合利用，从而有效去除各种或大小或密度与目标囊泡想接近的各种杂质，为下游的精准分析提供更加可靠的精准纯化样品来源。2016年和2017年，我们分别开设过两场外泌体纯化方式介绍的在线专题讲座，分享了如何高通量、可重复地获取完整的、高纯度的外泌体颗粒，介绍了超速离心这个当今外泌体分离纯化的经典方法。讲座受到了很多外泌体研究者的好评和鼓励，并持续不断的与多位相关研究老师互动，一起探讨和交流。为满足更多研究者和技术人员的对于渴望深入了解和掌握使用超离对外泌体进行分离和纯化的要求，今年我们再次开设相关主题的在线讲座。讲座将结合过去两年我们与用户沟通交流后得出的各种经验和教训，总结了一套更加深入、更加具体的外泌体超离纯化流程优化方案，从而使外泌体的纯化过程更加稳定和可重复，更加适用于后续的临床检测和工业生产的需要。如果您在外泌体分离纯化过程中碰到了疑难问题迟迟未有解决？欢迎您来参加我们的在线讲座，讲座后我们将预留足够的答疑时间，您有何相关问题都可与我们沟通，我们将与大家充分共享相关的经验。主讲人简介：霍德华贝克曼库尔特生命科学部离心机产品经理 从事细胞与分子生物学实验室科研及相关产品的应用支持和市场推广工作15年，对各种细胞、核酸、蛋白的常用和前沿技术及仪器具有广泛而深入的了解，曾参与了多个实验室多种技术平台的构建与优化。目前在贝克曼库尔特公司负责离心机产品线的全国市场及应用推广业务，可为客户提供离心机及周边相关的实验完整解决方案支持。近年来，已协助国内外多家客户成功搭建外泌体相关的超速离心分离纯化技术平台，并为各地贝克曼库尔特离心机的新老用户提供了多场专题培训及疑难解答，在各种超离应用领域，特别是外泌体分离纯化上积累了丰富的经验。 如需报名或索取相关资料，请在线留言，告知需要参加的讲座名称。

作为动态生物分子，蛋白质在肿瘤产生和发展过程中会发生丰度和结构的变化。与肿瘤发生关联的蛋白质异质性为阐明癌症发病机制提供了诊断信息，因此特异性蛋白是肿瘤诊断和药物设计的重要生物标志物。小细胞外囊泡（sEV）是由细胞释放的纳米尺度（直径30–200 nm）的膜囊泡。来自源细胞的蛋白质、核酸和脂质等与肿瘤产生发展相关的生物载物可以选择性地包装到sEV中，并通过膜融合和内吞作用等生理途径传递到受体细胞，影响受体细胞的生理功能，进而促进肿瘤的发生和发展。图 1 细胞外分泌囊泡的提取和纯化由于肿瘤来源sEV中的蛋白质异质性与肿瘤的恶性程度相关，并反映了肿瘤进展和转移的能力，因此对sEV蛋白组分的研究，有助于阐明sEV在肿瘤转移和侵袭中的作用，并促进体液活检的发展和癌症标志物的开发。传统蛋白质组学仅限于获得肿瘤细胞衍生的sEV族群的蛋白质表达信息，其在用于研究单个sEV蛋白组分时缺乏分辨率和灵敏度，特别是对蛋白质结构信息的获取。因此单个sEV的分子分析和异质性评估在技术上仍具有挑战性。光学表征提供了无损、快速、非侵入性的便捷探测手段研究蛋白质的组分和结构信息，然而由于远场光谱学的微米级光斑与百纳米级sEV直径之间的尺寸差异，使得远场光谱技术仅限于开展对sEV族群的大样本分析，其检测灵敏度和特异性受到sEV的异质性和sEV纯化挑战的影响。针对单个sEV蛋白组分分析的瓶颈，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心L04组陈佳宁研究员，SM4组叶方富研究员与国家纳米科学中心朱凌研究员、杨延莲研究员、王琛研究员和中国科学技术大学附属第一医院马小鹏副主任医师合作。利用自搭建纳米红外光谱系统（nano-FTIR）的10 nm尺度红外光场局域增强，在蛋白质酰胺I带（1600–1700 cm-1）和酰胺II带（1510–1580 cm-1）的指纹光谱频段内，通过对直径160–200 nm，高度为50–60 nm的单个sEV开展原位红外指纹光谱研究。图 2 单个细胞外分泌囊泡的近场红外成像和原位红外吸收光谱结合酰胺I带吸收频率对蛋白质骨架结构的高度敏感性，通过对健康和不同恶性程度细胞来源的单个sEV的红外光谱进行统计分析发现由于蛋白质中的C-O键和氨基酸C-OH基团中的氢键随着癌症的发展遭到破化，酰胺I/II吸收比值随着sEV来源细胞系的恶性程度增加而增加；高恶性癌症细胞来源sEV中蛋白质二级结构α-螺旋+随机卷曲的含量发生显著下降，反平行β-折叠+β-转角显著增加，这种蛋白质二级结构的改变一方面与癌细胞来源sEV在癌症发展演化起到的生理功能有关，另一方面在癌变细胞中富含β-折叠+β-转角的蛋白质的生物合成消耗更多的能量，癌症中线粒体异常的有氧糖酵解表现出异常能量代谢（即Warburg效应）在癌症的发生和发展中起着至关重要的作用，而癌变细胞来源sEV中β-折叠+β-转角含量增加带来的更多能量消耗是Warburg效应的一种表现。图 3 单个细胞外分泌囊泡的蛋白指纹光谱作为癌症恶性程度的指标作为临床应用的探索，进一步分析了从两名乳腺癌患者的原发肿瘤组织中提取的sEV（I期，无转移；IIB期，有淋巴结转移）。相较于无转移患者来源的sEV，淋巴结转移患者的α-螺旋+随机卷曲比例显著降低，分子间反平行β-折叠+β-转角比例显著提高，病人组织来源sEV蛋白质二级结构占比的变化与细胞来源的sEV中的结论一致。研究结果显示了nano-FTIR在单个sEV分子鉴定的优势，证明了sEV蛋白异质性在癌症检测和肿瘤恶性评估中的意义和临床价值，为基于sEV的nano-FTIR分子指纹谱识别的癌症诊断提供了体液活检解决方案。图 4组织来源细胞外分泌囊泡的蛋白指纹光谱区分无转移和淋巴结转移的乳腺癌患者国科温州研究院博士后薛孟飞（中国科学院物理研究所毕业）和清华大学博士叶思源（国家纳米科学中心联合培养）为共同一作。陈佳宁研究员和国家纳米科学中心的朱凌研究员、杨延莲研究员为共同通讯作者。相关工作近期以“Single-vesicle Infrared Nanoscopy for Noninvasive Tumor Malignancy Diagnosis”发表在《JACS》杂志上，上述研究工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国博士后科学基金和中国科学院青年创新促进会的支持

肿瘤微环境（TME）影响患者对免疫治疗的响应度。携带大量生物活性分子的细胞外囊泡（EVs）可以在细胞间传递信号并重塑 TME。因此，在制定抗肿瘤治疗策略时，应综合考虑 EVs、TME 和免疫细胞之间复杂的相互作用。2022年5月，上海交通大学医学院附属第九人民医院陈万涛/严明团队，在Journal of Extracellular Vesicles（IF=26）在线发表题为“CD73 in small extracellular vesicles derived from HNSCC defines tumour-associated immunosuppression mediated by macrophages in the microenvironment”的研究论文，该研究表明头颈鳞癌细胞来源的小细胞外囊泡（sEVs）运载的 CD73 可以重塑 TME 并促进肿瘤进展、介导免疫逃逸。研究内容解析【1】 HNSCC 细胞来源的 sEVs 中高表达 CD73从原代培养的头颈鳞癌（HNSCC）细胞及配对正常黏膜细胞上清中分离 sEVs。蛋白组学分析显示，与正常黏膜细胞相比，HNSCC 细胞来源的 sEVs 中高表达 CD73（图 f-h）。图1 | HNSCC 细胞来源的 sEVs 中高表达 CD73【2】HNSCC 源 sEVs-CD73 被巨噬细胞内化以促进 HNSCC 进展CD73 是由 NT5E 基因所编码的一种膜结合形式的外核苷酸。TCGA 数据分析表明，NT5E 基因在包括 HNSCC 在内的多种肿瘤中高表达，并且与 HNSCC 患者较低的总体生存率密切相关。免疫组化结果显示，CD73 在 HNSCC 肿瘤组织中高表达，并且与患者不良预后和高淋巴结转移率相关。免疫浸润分析表明，NT5E 表达与巨噬细胞密切相关（图 c），免疫荧光结果也表明 CD73 与巨噬细胞共定位（图 d-e）。进一步分析显示，高 NT5E 表达、高巨噬细胞浸润的 HNSCC 患者总体生存率最低（图 f）。图2 | sEVs 中的 CD73 与肿瘤相关巨噬细胞和 HNSCC 恶性进展密切相关小鼠移植瘤注射 sEVsCD73，结果显示 sEVsCD73 主要与巨噬细胞共定位（图 h-i），表明 sEVsCD73 被巨噬细胞吞噬。同时体内实验结果表明（图 j-n），肿瘤细胞来源的 sEVs 可以重塑引流淋巴结微环境，形成利于肿瘤转移的转移前微环境，sEVs 携带的 CD73在这一过程中发挥重要作用。【3】sEVs 通过 CD73 调节巨噬细胞介导的免疫抑制与对照相比，与肿瘤细胞共培养的巨噬细胞中 CD73 表达水平上升（图 b）；而与 RAB27A 敲除以抑制 sEVs 释放的细胞共培养的巨噬细胞相比，其 CD73 含量与正常对照组相当（图 b），表明 CD73 主要通过 sEVs 运输。sEVs 中 CD73 的水平会影响 CD73+ 巨噬细胞的比例，使其随着共培养体系中 sEVsCD73 的累积而增加。当 sEVsCD73 被巨噬细胞内化后，其吞噬作用明显增强（图 c），同时分泌促癌炎性细胞因子 IL6、IL10、TNFα、TGFβ 能力显著增加（图 e-f），预示 CD73+ 巨噬细胞具有更强的促瘤作用。流式分析显示（图 h），sEVsCD73 使巨噬细胞免疫检查点（PD-1，PD-L1，LAG3等）表达上调，表明 CD73+ 巨噬细胞可发挥更强的免疫抑制能力。图3 | HNSCC 细胞源 sEVs 中 CD73 对巨噬细胞功能的影响【4】sEVs 中的 CD73 在体内促进免疫逃逸并促进肿瘤进展接下来评估 sEVsCD73在介导体内免疫抑制和肿瘤进展中的作用。与对照组相比，Rab27a 敲除组（SCC7Rab27aKO）的小鼠肿瘤生长速度慢、肿瘤偏小，表明 sEVs 可促进肿瘤进展。然而，注射外源性中高表达的 CD73 的 sEVs（sEVsSCC7-Nt5eOE 和 sEVsSCC7）则会显著促进肿瘤的发展，但 NT5E 敲除的 sEVsSCC7-NT5EKO并没有此作用（图 b-d）。结果表明 sEVsCD73 在 HNSCC 的进展中具有重要的作用。同时，流式分析显示，sEVsCD73 可招募巨噬细胞、Tregs 细胞，而 CD8+ T 细胞浸润数目减少。此外，在瘤内注射了含 CD73 的 sEVs 后，这些免疫细胞尤其是巨噬细胞表面 CD73、PD-1 的表达水平均有所增加。该体内实验结果提示，sEVsCD73 可诱导免疫抑制，从而促进肿瘤细胞免疫逃逸。图4 | sEVs 中敲除 CD73 可拯救免疫抑制并抑制了体内肿瘤生长【5】携带 CD73 的 sEVs 通过激活 NF-κB 通路调节巨噬细胞功能对经过 HNSCC 源 sEVs 处理的 M2 巨噬细胞进行转录组测序。利用韦恩图分析M2+HNSCC 源 sEVs（M2+sEVs）相对于对照组 M2 上调的基因，以及 M2+CD73 敲除的 HNSCC 源 sEVs（M2+sEVsNT5EKO）相对于 M2+sEVs 下调的基因。通过对两组差异基因取交集，筛选出了共 143 个可能受到 sEVsCD73 调控的候选下游基因（图 a），而 NFκB1 是与这些差异表达基因最为相关的转录因子（图 b），富集分析也显示 NF-κB 通路富集最为显著（图 c）。进一步实验显示，sEVsCD73 可以显著促进 p65 在巨噬细胞细胞核内积聚（图 f），激活NF-κB 通路，并促进下游基因转录。图5 | sEVs 中 CD73 通过 NF-κB 通路调节巨噬细胞的免疫功能【6】sEVsCD73 是抗 PD-1 治疗潜在的检查点和治疗靶点从 HNSCC 患者血清中分离 sEVs，ELISA 检测显示其 CD73 含量高于健康人血清 sEVs（图 a-c）。并且高水平的循环 sEVsCD73 可能预示着更高的淋巴结转移率和更大的肿瘤大小（图 d）。为研究 sEVsCD73 在抗 PD-1 治疗中的作用，通过体内实验进一步评估 sEVsCD73 敲除联合抗 PD-1 药物对小鼠头颈鳞癌的治疗作用。当 sEVs 中 CD73 敲除时，PD-1抗体的治疗效果发生明显的改善（图 f-h）。将瘤组织取出并进行流式分析，在接受抗 PD-1 药物后，巨噬细胞、Tregs 细胞的浸润数量有所下降，CD8+T 细胞的数目增加。同时，免疫细胞表面的 CD73 和 PD-1 表达下降，说明免疫抑制的现象有所缓解。这一现象在 RAB27aKO+anti-PD-1 组最为显著，说明抑制肿瘤细胞的 sEVs 释放会提高抗 PD-1 逆转免疫抑制的效率。然而在加入外源性的 sEVsCD73 后，巨噬细胞、Tregs 细胞的浸润数量明显上升，CD8+T 细胞的数目减少。此外，免疫细胞表面的 CD73和 PD-1 表达上升，表明 sEVs CD73 显著抑制了抗 PD-1 药物对免疫应答的重激活作用。以上结果表明，肿瘤细胞源 sEVs 携带 CD73 通过 TAM 介导免疫抑制并减弱抗 PD-1 的治疗效果。sEVsCD73 可用于预测 HNSCC 的转移，是潜在的 HNSCC 抗 PD-1 治疗的联合免疫治疗靶点。图6 | sEVsCD73 可减弱抗 PD-1 治疗敏感性原文链接：https://doi.org/10.1002/jev2.12218

干细胞衍生的细胞外囊泡(stem cell-derived extracellular vesicles, SC-EVs)作为一种“无细胞的干细胞疗法新秀”，已在多种疾病中表现出显著的治疗效果。与传统干细胞移植相比，SC-EVs结构组成简单，不存在免疫排斥、成瘤等干细胞移植风险，表现出更高的治疗安全性。根据全球市场报告，到2030年全球外泌体市场预计将达到10.3亿美元，其中干细胞外泌体相关的研究和产业化稳坐C位。Clinical Trials搜索结果显示，目前全球已有167项注册在案的外泌体相关疗法的研究，其中31项围绕干细胞来源的外泌体所开展，覆盖呼吸道疾病、传染病及肿瘤等多个方面。EVs的高度复杂性和异质性，导致其临床转化和工业生产仍存在着诸多亟待突破的瓶颈。国际细胞外囊泡协会联合领域内300多位专家发布研究指导——Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018(MISEV2018)，以规范化该领域内相关研究并给予研究者们相关实验指导；此外，FDA也发布了关于干细胞和外泌体产品的公共安全公告，强调了基于SC-EVs治疗的标准化及其法规建立。对于SC-EVs研究来说，分离与鉴定、质量控制等环节仍存在不同程度的分歧和争议，尚缺乏统一标准。为了推进SC-EVs在疾病治疗领域的研究与应用，2022年1月1日，中国研究型医院学会细胞外囊泡研究与应用分会围绕SC-EVs制定了两项全国团体标准——《人多能干细胞来源的小细胞外囊泡》(T/CRHA 002-2021)和《人间充质干细胞来源的小细胞外囊泡》(T/CRHA 001-2021)正式发布启用。其中，厦门福流生物(NanoFCM Inc.)自主研发的纳米流式检测技术被正式纳入其中，作为SC-EVs的重要表征标准。 上海市生物医药行业协会依据协会团体标准管理办法规定，结合国内外研究进展和参编单位的实践经验，制定了《间充质干细胞外泌体质量控制标准》（T/SBIAORG 001-2023），并于2023年3月27日起正式实施，以进一步推动SC-EVs相关技术的落地、建立行业标准、规范行业发展并为研究人员提供指导！该团体标准规定了间充质干细胞外泌体的质量控制方法，适用于间充质干细胞外泌体的制备、储存、运输和应用等多个环节的质量控制。 在该标准中，纳米流式检测技术承担了外泌体粒径、浓度和表面标志蛋白表征的重要角色，具体操作方法详见标准（标准文件点击链接下载）：https://pan.baidu.com/s/12qLuckmS-zi2Ft1w9iDPQw?pwd=w9zg （提取码：w9zg）扫描二维码获取厦门福流生物科技有限公司自主研发的纳米流式检测仪覆盖了传统流式200 nm以下的检测盲区，除了外泌体，在核酸药物、病毒、细菌等天然及合成纳米粒子多维表征均有应用，具有快速、高通量、多参数等优势。目前客户遍布全球顶级研究机构和制药企业。为了更好的服务外泌体领域客户，2022年Q2我们全新发布了外泌体解决方案，涉及外泌体粒径分布、颗粒浓度，生化性质等多参数表征，可在纯化方法评估、质量控制、载药策略选择及疾病诊断等场景下应用。EVers福利为了庆祝NanoFCM进入新的干细胞外泌体团体标准，打通了流式进入干细胞外泌体临床和产业化质控之路，我们计划为20个干细胞外泌体临床研究和产业化的客户提供限时限量的免费检测，活动时间：即日起——5月31日，可扫码添加下方微信号，向NanoFCM客服获取测样申请表。（注：活动解释权归厦门福流生物有限公司所有）

通过交叉科学研究，提出并发展生物医学前沿新技术，是提高重大疾病治疗效果的重要手段。胶质瘤是发病率和死亡率最高的中枢神经系统肿瘤，其中胶质母细胞瘤（GBM）是最恶性的肿瘤，也被称为“癌中之王”。临床上治疗GBM以外科手术为主，同时辅助放化疗，但是效果非常有限；以手术和替莫唑胺联合治疗为例，5年生存率小于5%。因此，亟需开发新型高效的GBM治疗策略。 GMB治疗棘手的原因主要有三方面。首先， 血脑屏障（BBB） 的存在阻止了药物进入中枢神经系统，需要发展更有效的药物递送策略；其次，单一化疗药物的使用易导致耐药性的产生，需要联合新的肿瘤杀伤手段；另外，GBM具有复杂的肿瘤微环境，对其快速生长和向周围组织的浸润起到重要作用，在治疗的过程中不容忽视。 近日，中科院过程工程所生化工程国家重点实验室 魏炜 研究员、 马光辉 院士、深圳市第二人民医院 李维平 教授，作为共同通讯作者 在 Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊发表了题为： Exploration and functionalization of M1-macrophage extracellular vesicles for effective accumulation in glioblastoma and strong synergistic therapeutic effects 的研究论文。 该研究基于工程化细胞外囊泡发展了“ 免疫调控-化学动力-乏氧激活 ”多级联动的治疗新策略，为胶质母细胞瘤的治疗带来了新思路。针对胶质母细胞瘤治疗难题，过程工程所生化工程国家重点实验室基于具有定向趋化能力的巨噬细胞的细胞外囊泡 （EVs） 和工程化的设计，提出了“免疫调控-化学动力-乏氧激活”多级联动的治疗新策略，并联合深圳市第二人民医院交叉合作，进行了个体化创新药物制剂的研发。 研究团队首先基于胶质瘤患者的临床样本和小鼠模型进行了免疫组化的研究，发现胶质瘤恶性程度越高，肿瘤组织中浸润的M2型巨噬细胞/M1型巨噬细胞的比例也相应更高，并且这些巨噬细胞大多来源于外周血。在此基础上，研究团队提出了以M1巨噬细胞EVs作为载体，一方面可以利用M1巨噬细胞的趋化特性在GBM部位大量蓄积，另一方面可以通过调控巨噬细胞表型实现GBM微环境的免疫调控。图1 胶质瘤样本中巨噬细胞的表型及其来源分析：a. 胶质瘤患者临床样本中巨噬细胞表型分析示意图；b. 不同级别胶质瘤中M1、M2和Ki67（细胞增殖指标）的分析；c. 基于TCGA数据库分析不同级别胶质瘤中M2/M1比例；d. 基于TCGA数据库分析胶质瘤患者瘤内M2/M1比例与生存曲线的关系；e. GBM组织中小胶质细胞和M1巨噬细胞的共定位分析；f. 免疫荧光染色分析GBM组织中小胶质细胞和M2巨噬细胞的共定位；g. 小鼠胶质瘤样本中巨噬细胞表型分析示意图；h. 在不同胶质瘤细胞系（U87MG、G422和GL261）中M1、M2和Ki67的分析；i. 免疫荧光染色分析不同鼠胶质瘤组织中小胶质细胞和M1或M2巨噬细胞的共定位情况；图中标尺均为50 μm 研究团队进一步在M1EVs的细胞膜和内腔差异化装载了化学激发分子对 （CPPO和Ce6） 以及乏氧药物 （AQ4N） ，以此将肿瘤微环境调控、化学激发动力学及肿瘤乏氧治疗合理有序地集成于M1EVs递送系统中。上述仿生剂型 （CCA-M1EVs） 静脉注射后，M1EVs可以携带上述组分穿过BBB进入GBM病灶，进而实现多级联动治疗：M1EVs调控免疫微环境产生大量过氧化氢，从而激发CPPO和Ce6生成自由基 （ROS） ，同时该反应消耗氧气激活细胞毒性药物AQ4N。借助上述作用的协同，在小鼠原位胶质瘤模型和患者来源的 （PDX） 模型上显著抑制了疾病的进程，大幅延长了生存期。图2 基于M1EVs的仿生剂型构建方案、抗肿瘤机制及PDX疗效：a. 仿生剂型的构建示意图；b. 仿生剂型在GBM模型中的累积及免疫调节、化学激发动力学和乏氧触发化疗的协同作用示意图；c. 基于光声成像分析仿生剂型在PDX小鼠GBM病灶中的累积；d. 各组PDX小鼠的抑瘤效果（20天核磁成像）；e. 各组PDX小鼠的生存期分析；f. 各组PDX小鼠的TUNEL分析（标尺50 μm） 十余年来，过程工程所生化室魏炜研究员和马光辉院士创制了一系列仿生递送新剂型，利用其体内的天然路径和属性，在动物模型上成功用于肿瘤、传染病、炎症性疾病的防治，并且部分剂型已通过医院伦理批准进入个体化临床前和临床研究。 深圳市第二人民医院 王晓君 博士和丁辉博士为该论文的共同第一作者，中科院过程工程所生化工程国家重点实验室魏炜研究员、马光辉院士和深圳市第二人民医院李维平教授为共同通讯作者。论文链接 ： https://www.nature.com/articles/s41392-022-00894-3

外泌体最早发现于体外培养的绵羊红细胞上清液中，是细胞主动分泌的大小较为均一，直径为40~100纳米，密度1.10~1.18 g/ml的囊泡样小体。　　细胞外泌体携带多种蛋白质、mRNA、miRNA，参与细胞通讯、细胞迁移、血管新生和肿瘤细胞生长等过程并且有可能成为药物的天然载体，应用于临床治疗。然而，测量技术手段的局限限制了外泌体在这些领域的研究进展。所以，在这篇文章中，总结了外泌体的纯化方法，比较了现存各种外泌体测量技术，重点介绍了一种新的测量技术，纳米微粒追踪分析术，在外泌体尺寸和表征研究中的应用。　　1. 外泌体提取及方法学评价　　到目前为止，仍没有一种方法能同时保证外泌体的含量、纯度、生物活性。　　1.1 离心法　　这是目前外泌体提取最常用的方法。简单来说，收集细胞培养液以后依次在300 g、2 000 g、10 000 g离心去除细胞碎片和大分子蛋白质，最后100 000 g离心得到外泌体。此种方法得到的外泌体量多，但是纯度不足，电镜鉴定时发现外泌体聚集成块，由于微泡和外泌体没有非常统一的鉴定标准，也有一些研究认为此种方法得到的是微泡不是外泌体。　　1.2 过滤离心　　过滤离心是利用不同截留相对分子质量(MWCO)的超滤膜离心分离外泌体。截留相对分子质量是指能自由通过某种有孔材料的分子中最大分子的相对分子质量。外泌体是一个囊状小体，相对分子质量大于一般蛋白质，因此选择不同大小的MWCO膜可使外泌体与其他大分子物质分离。这种操作简单、省时，不影响外泌体的生物活性，但同样存在纯度不足的问题。　　1.3 密度梯度离心法　　密度梯度离心是将样本和梯度材料一起超速离心，样品中的不同组分沉降到各自的等密度区，分为连续和不连续梯度离心法。用于密度梯度离心法的介质要求对细胞无毒，在高浓度时粘度不高且易将pH调至中性。实验中常用蔗糖密度梯度离心法，在离心法的基础上，预先将两种浓度蔗糖溶液(如2.5 M 和0.25 M)配成连续梯度体系置于超速离心管中，样本铺在蔗糖溶液上，100 000 g离心16 h，外泌体会沉降到等密度区(1.10~1.18 g/ml)。用此种方法分离到的外泌体纯度高，但是前期准备工作繁杂，耗时，量少。　　1.4 免疫磁珠法　　免疫磁珠是包被有单克隆抗体的球型磁性微粒，可特异性地与靶物质结合。同样，在离心法的基础上，预先使磁珠包被针对外泌体相关抗原的抗体(如CD9、CD63、Alix)与外泌体共同孵育，蒸馏水冲洗后，重悬于PBS缓冲液中。这种方法可以保证外泌体形态的完整，特异性高、操作简单、不需要昂贵的仪器设备, 但是非中性pH和非生理性盐浓度会影响外泌体生物活性，不便进行下一步的实验。　　1.5 色谱法　　色谱法是利用根据凝胶孔隙的孔径大小与样品分子尺寸的相对关系而对溶质进行分离的分析方法。样品中大分子不能进入凝胶孔，只能沿多孔凝胶粒子之间的空隙通过色谱柱，首先被流动相洗脱出来 小分子可进入凝胶中绝大部分孔洞，在柱中受到更强地滞留，更慢地被洗脱出。分离到的外泌体在电镜下大小均一，但是需要特殊的设备，应用不广泛。　　2. 外泌体测量各种方法的比较　　2.1 电子显微镜　　扫描电子显微镜(SEM)的工作原理是以能量为1-30KV间的电子束，以光栅状扫描方式照射到被分析试样的表面上，利用入射电子和试样表面物质相互作用所产生的二次电子和背散射电子成象，获得试样表面微观组织结构和形貌信息。高的分辨率。由于超高真空技术的发展，场发射电子枪的应用得到普及，现代先进的扫描电镜的分辨率已经达到1纳米左右，足够用来进行外泌体尺寸的测量。鉴于SEM的工作特点，在外泌体研究中，能够直接观察到样品中外泌体的形态。并且SEM具有很高的分辨率，能够鉴别不同大小不一的外泌体。但SEM对样品的预处理和制备上面要求较高，样品的准备阶段比较复杂，不适合对外泌体进行大量快速的测量。而且由于外泌体经过了预处理和制备过程，无法准确的进行外泌体浓度的测量。　　2.2 动态光散射技术　　动态光散射是收集溶液中做布朗运动的颗粒散射光强度起伏的变化，通过相关器将光强的波动转化为相关曲线，从而得到光强波动的速度，计算出粒子的扩散速度信息和粒子的粒径。小颗粒样品的布朗运动速度快，光强波动较快，相关曲线衰减较快，大颗粒反之(图1)。　　图1 大颗粒和小颗粒光强波动及相关曲线　　在外泌体研究中，动态光散射测量敏感度较高，测量下限为10纳米。相对于SEM技术来说，样品制备简单，只需要简单的过滤，测量速度较快。但是动态光散射技术由于是测量光强的波动数据，所以大颗粒的光强波动信号会掩盖较小颗粒的光强波动信号，所以动态光散射不适合大小不一的复杂外泌体样本的测量，只适合通过色谱法制备的大小均一的外泌体的尺寸测量，并且无法测量样品中外泌体的浓度。　　2.3 纳米微粒追踪分析术　　纳米微粒追踪分析术(以下简称NTA)是一种比较新颖的研究纳米颗粒的方法，它可以直接和实时的观测纳米颗粒。NTA通过光学显微镜收集纳米颗粒的散射光信号，拍摄一段纳米颗粒在溶液中做布朗运动的影像，对每个颗粒的布朗运动进行追踪和分析，从而计算出纳米颗粒的流体力学半径和浓度。　　NTA系统的工作原理是将一束能量集中的激光穿过玻璃棱镜对样品(悬浮颗粒的溶液)进行照射(光路图见图2)。图2 NTA激光光路图　　　　激光光束从较小角度入射进入样品溶液，照亮溶液中的颗粒。配备相机的光学显微镜，被放置在特定的位置上，收集视野中被照亮的纳米颗粒发射出的光散射信号。 样品池有大约500微米的深度，采样点激光照亮宽度为20微米，这个数值和光学显微镜的聚焦的视野深度相匹配。相机会进行60秒的影像拍摄，每秒30个采样画面。颗粒的运动过程被NTA软件进行分析。NTA软件在每幅被记录的画面中鉴别和追踪做布朗运动的纳米颗粒。　　根据颗粒的运动速度，通过二维 Stokes-Einstein方程计算颗粒流体力学半径　　在方程中2是均方位移，KB是Boltzmann常数 T是溶液的温度，单位是Kelvin；ts是采样时间，例如，1/30 fpsec = 33 msec；&eta 是溶液粘度；dh是流体力学直径。 NTA检测颗粒大小的范围和颗粒本身的折光指数相关。测量的下限取决于被研究颗粒和背景之间信噪比，也就是颗粒的散射光强度和背景的光强差距。颗粒的散射光强度根据Rayleigh散射方程，受到以下因素的影响 　　其中，d是颗粒的直径，&lambda 是入射光的波长，n是颗粒和溶液的折光系数比。通常来说，生物样品，如外泌体等，折光系数较低，所以测量下限为30-40纳米。　　由于NTA技术是直接追踪样品中每一个纳米颗粒，决定了NTA对复杂的样品具有极高的分辨率，为了证明NTA对于复杂样品的分辨能力，我们将100纳米和300纳米两种不同大小的聚苯乙烯颗粒按照5:1的数量混合，使用NTA进行测量(图3A)。尽管其分布图形有一定的重叠，但两种不同大小的纳米颗粒的峰清楚的区分开来。这种对复杂样品的分辨能力对于外泌体这样的研究对象来说是非常重要的。　　NTA也能对样品浓度进行直接测量。对一系列浓度为1× 108-8× 108的100纳米单分散样品进行测量，可以看到NTA测量浓度结果和实际浓度存在着很好的线性相关(图3B)。对于多分散体系，测量结果的准确取决于仪器参数的设定(照相机快门速度和光圈)，恰当的参数设定可以保证不同大小颗粒都被NTA软件追踪和计算。图3 A. 100纳米和300纳米混合样品NTA测量 B. NTA测量浓度和样品实际浓度线性相关　　NTA还具有分析荧光样品的能力，NTA有四种不同波长405纳米, 488纳米, 532纳米和635纳米的激光器可以选择，在搭配相应的滤光片，从而实现对荧光样品的测量。将100纳米的荧光标记的颗粒和200纳米的非荧光颗粒用同一溶剂做成混合样品，使用NTA进行测量(图4)，图4中，蓝色的线显示为NTA的光散射模式，可以看到尽管100纳米和200nm纳米颗粒的分布图有重叠，但还是清楚的区分了100纳米和200纳米的峰值。然后使用荧光滤光片进行分析，只观测到100纳米的荧光标记的纳米颗粒(红线) 图4 NTA荧光样品测量　　由于外泌体表面有标志物CD9，CD63等跨膜分子的存在，在复杂的背景环境下(如血清中)，可以用荧光抗体标记外泌体，在用NTA的荧光测量功能实现在复杂背景下对外泌体的测量。NTA相比较于流式细胞仪的荧光功能，分辨率较高，测量荧光颗粒的下限可以达到30-40纳米，而流式细胞仪的测量下限为400纳米，即使对于最新一代的数码流式细胞仪，其测量下限已经达到100纳米，但由于它仍然建立在监测光信号的基础上，所以测量和准确性和分辨率仍然不可靠。所以在外泌体荧光功能测量上，NTA具有独特的优势。　　3. 总结　　外泌体作为生物标志物的研究目前处于起步阶段，但临床应用已显示出良好的前景。 在临床诊断中，简单快速的在复杂的生物背景下(如血浆，尿液)测量外泌体浓度，大小和表征数据是必备的要求。目前存在的方法都无法完美的解决这一问题。NTA作为一个相对新的测量技术，具有实时观测，较高的分辨率，准确的浓度测量和荧光测量功能，提供了对外泌体大小和浓度研究的新的思路。　　(作者：张帅，英国马尔文仪器公司生物科学专家，负责生命科学相关产品的推广与技术支持。)　　注：文中观点不代表本网立场，仅供读者参考。

外泌体作为当前生物领域的前沿热点之一，备受国内外研究人员的持续关注。多伦多ISEV大会刚结束，由中国研究型医院学会细胞外囊泡研究与应用专业委员会CSEV主办的第一届全国细胞外囊泡功能与临床应用研讨会于广州成功举办。ISEV主席Andrew Hill等到场祝贺并领头系列高质量讲座。会上，多位知名国内外专家学者，介绍分享了EVs领域最新研究成果，包括EVs及其内容物标记检测技术、Evs在疾病中的机制作用及其在临床诊断治疗中的应用研究等内容。当大家讨论到外泌体等胞外囊泡的分离技术时，ISEV和CSEV的多位专家委员均不约而同地推荐使用超速离心的方法，并提供了各种试剂盒与超离结果的对比分析。使用超速离心分离外泌体，产出高，成本低， 结果准确，可以说是当前最为成熟、使用也最多的经典方法。会议第一天的上午，贝克曼库尔特离心机产品经理霍德华先生也应邀作了大会技术报告，详细解说了超速离心分离外泌体的两大类技术（差速沉淀和密度梯度离心法）和相关实验流程的优化细节。技术报告中还赠送福利，提供了超速离心自我制备无外泌体血清的详细protocol，为国内用户节约了大量科研经费。同时，贝克曼的讲座和展位，一如既往地再次受到了与会者的热捧。贝克曼针对外泌体应用，打造了一套从离心纯化到分析检测的整套解决方案，致力于为外泌体研究者提供全面的解决方法。了解更多贝克曼外泌体整体方案，欢迎点击此处，注册领取贝克曼外泌体方案大会讲座PPT。

p　　strongspan style="color: rgb(31, 73, 125) "超速离心的差速沉淀及等密度梯度离心法/span/strong/pp　　无论是国际顶级杂志的文献统计，还是国内用户的私下调研，超速离心一直都是作为外泌体或者说胞外囊泡分离纯化的金标准而存在。伴随着外泌体的发现、研究深入和产业转化，不断有各种“替代”方法、试剂盒出现，试图挑战超离在外泌体分离纯化方式中的领导地位，但至今仍未有成功。究其原因，超速离心也许是唯一一个可以同时用两个不同维度对外泌体进行分离纯化的实验方法。/pp　　每一种颗粒，例如外泌体，都会有其自身的一定特定属性，例如特定的大小区间、一定的密度范围、也许还有某些特别的表面标记物等等。以上每一种属性，只要能够与其他的颗粒存在足够的区分度，我们就可以相对应想办法进行识别和分离，这就构成了近百年来分子生物学的种种纯化手段。/pp　　以超速离心为例，其核心原理为沉降平衡方程：/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/0f433fe1-85c9-43f2-9e09-d27552a46652.jpg" title="1.png"/img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/ac34f1d2-2ece-4c7e-939b-988f7f3f7ce1.jpg" title="2.png" width="300" height="366" border="0" hspace="0" vspace="0" style="float: right width: 300px height: 366px "/　　/pp style="text-indent: 2em "v为每个颗粒在离心过程中的瞬时移动速度，d是颗粒直径， σ是颗粒密度，ρ介质液密度，?介质液年度，ω2r为转速及所处离心半径 /pp　　当两个或多个颗粒的直径d有显著差异时，其离心沉降速度也将会有较明显差别。直径大的颗粒很快就可以沉淀下来，而更小的颗粒需要更大的离心力或者更长的离心时间才可完成沉降。这就是我们最常用的差速沉淀的基本原理。例如10万xg离心1-3小时，就是最常见的把100nm左右的颗粒沉淀下来的实验条件。/pp　　但一种方法不可能是万能，当不同颗粒的大小比较接近时，基于大小的分离方法就会出现误差，把不同的颗粒都一起分离下来，虽然已经把过大或者过小的颗粒去除，但如果类似大小的杂质颗粒过多，实际上这也只能算是分离富集，而不能算作纯化。/pp　　为此，离心专家们又开发了另一种实验方案，人为地制造不同的介质液密度区间。基于上述沉降速度方程，每一个颗粒最终将会停留在跟它本身密度相同的位置。由于介质液按实验需要铺设成连续或不连续分布，最终不同样品也会根据密度的差异，形成不同的区间性分布。外泌体由于其脂膜结构(密度~1g/ml)包裹了一定量的核酸(密度1.4~1.7g/ml)及蛋白(密度1.2~1.4g/ml)，导致其平均密度区间为1.13~1.19g/ml左右(实测值)。通过铺设不同的介质液分层，例如通过不同浓度的OptiPrep/蔗糖/TE Buffer，我们就可以人为的仅把符合此密度区间的颗粒给筛选出来。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/d813137b-fb44-4826-b814-626f12a8d2ec.jpg" title="3.png"//pp　　不同的胞外囊泡，拥有不同的大小和密度分布区间，这类物理属性是我们在研究生物颗粒时最直观也是最准确的表观参数。超速离心法，正式通过大小和密度两个不同的维度，根据实验的需要，一步步地把我们所要重点研究的外泌体颗粒，从纷繁复杂的体液环境中、从不同的胞外囊泡中分离、富集和纯化下来。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/4f8ecfd3-926d-4a24-9385-f9f77097ef19.jpg" title="3.jpg"//pp　　下一期，我们将进一步对比分析其他基于试剂盒或其他实验原理的外泌体分离纯化方法，从中找出最适合我们不同实验所需的实验方案，以及超速离心为什么始终被认为是金标准的原因，敬请期待！/p

外泌体创新疗法：机遇、挑战和应对策略多宁生物科技外泌体是细胞外囊泡的一种亚型，后者是源自细胞的脂质双层闭合结构，几乎由所有类型的细胞分泌，包括外泌体（30-150 nm）、微泡（150 nm 至 1 μm）和凋亡小体（1-5 μm）。长期以来，这些囊泡被认为是一种装载细胞代谢废物的方式，负责运输细胞产生的废物。直到80年代，科研人员在研究绵羊网织红细胞的发育时，才初步确定了一些30-150 nm的囊泡的作用，并命名为外泌体。在电子显微镜下观察，外泌体的形状一般呈杯状或球状，其在细胞间保护和递送功能性大分子，包括核酸、蛋白质、脂质和碳水化合物，将它们的“货物”转移到受体细胞。基于外泌体的临床试验的分析（J. Rezaie, et al., 2022）基于多年的研究，行业已经认识到了外泌体在多种应用中的潜力。在目前的临床试验中，外泌体被用作生物标志物、无细胞疗法（外泌体疗法）、药物递送系统以及抗肿瘤疫苗等。其来源包括间充质细胞、T 细胞和树突状细胞以及其它工程细胞系。外泌体作为药物递送载体具有不可替代的优势，包括低免疫原性、优异的生物相容性和生物稳定性。除了使用未经任何基因/化学修饰的天然外泌体外，对于将有效载荷载入外泌体，主要有两种方式：在直接方法中，外泌体在制备和纯化后装载治疗药物（外源性加载），而在间接方法中，适当的细胞经过基因工程处理或与治疗药物共培养以产生工程外泌体（内源性加载）。将不同有效载荷加载到外泌体中的策略。A. 未经任何基因/化学修饰的天然外泌体。B. 通过亲代细胞工程（树突细胞、间充质干细胞、成纤维细胞和其它细胞）将货物装载到外泌体中。这种策略能够通过在外泌体生物发生之前简单地增加它们在亲代细胞细胞质中的浓度来加载核酸、蛋白质和/或小分子量药物，从而将所需分子包装到新形成的外泌体的腔中。C. 通过膜透化或加载策略将货物加载到外泌体（分离后）。这种策略能够通过被动或主动载荷装载方法装载核酸、蛋白质和/或小药物。然后细胞外环境中的外泌体可以被受体细胞吸收。(D. Ferreira, et al., 2022)对于外源性加载，行业已经探索了各种策略，以将药物加载到外泌体中，最大化其递送潜力，包括简单的孵育以及电转、超声处理、冻融等。研究之间通常存在一些差异，归因于不同的亲本细胞的生物学行为和试剂特性。此外，外泌体天生就装载有天然蛋白质和核酸，这大大降低了所需的载荷装载效率。实现最佳装载的正确方法，又在一定程度上取决于载荷分子，必须事先仔细选择，并且应该考虑负载能力、药物保留和对外泌体特性的潜在影响。直接加载策略的局限性限制了基于外泌体的疗法在临床试验中的使用。创建和使用合理且目的性设计、具有高度定义和可再现属性、同时具有一个已知作用机制的工程外泌体是天然源性外泌体的一个令人信服的替代选择，因为天然源性外泌体通常具有较高的异质性，且作用机制不明确，而工程外泌体对于重要新药物的开发来说，是更加可行的基础。但工程方法需要在维持理想的外泌体理化特性和提高装载效率方面实现一定的改进。而另一个挑战在于，大部分用于外泌体工程的方法都难以在稳定载入所需载荷以及表面修饰 vs. 保持外泌体生物相容性之间找到平衡。基于外泌体的治疗产品的cGMP生产流程（J. Rezaie, et al., 2022）在将基于外泌体的疗法扩展到工业规模生产并随后进入临床的另一个瓶颈是大规模临床级外泌体的产生。外泌体的产量高度依赖于其亲本细胞，受限于细胞分泌外泌体的能力不同以及大规模细胞培养的高难度和高成本。对于药用外泌体行业，扩大到工业水平仍处于起步阶段，最重要的是尽早决定能够生产所需数量并含有治疗性有效载荷的外泌体的方法。大规模外泌体分离方法的低效性是临床级外泌体开发的另一个障碍。不同细胞类型释放的外泌体的数量、物理化学特征和组成可能不同。目前，基于不同原理的技术已用于外泌体分离，包括差速/超速离心、过滤、尺寸排阻层析、基于免疫亲和捕获、聚合物沉淀等。尽管已经开发并优化了一些外泌体纯化方法，但仍然很难找到一种特定的方法解决所有相关的挑战，如分离效率低、样品损失、外泌体回收率和纯度低、以及批次间差异。相应地，全面表征外泌体也至关重要，特别是在大小、形态、浓度、外泌体标记物/内容物的存在以及污染物的去除方面。常用的外泌体分离方法及其优、缺点虽然仍存在挑战和限制，但各种制药公司和初创企业已经铺平了临床级外泌体疗法的发展之路。越来越多的公司专注于开发此类基于外泌体的疗法，以解决各种疗法的药物输送问题，包括小分子、RNA 疗法、蛋白质、病毒基因疗法，甚至成簇规律间隔的短回文重复序列 (CRISPR) 基因编辑工具。其中一些公司也在寻求更加创新的外泌体工程方法来设计基于外泌体的治疗药物，以增加载药量，提高靶向能力。递送 RNA、蛋白质和化学药物的传统方法已经显示出一些局限性，而外泌体作为药物递送载体具有免疫原性低、长期安全和无细胞毒性等巨大优势，在基于外泌体的药物在临床转化、大规模生产、稳定的制备、存储方案和质量控制方面仍存在必须克服的挑战。进一步开发细胞衍生的工程外泌体及其分离、纯化和药物装载技术将有助于克服这些缺点。工程外泌体在提高生产力方面具有显著的商业优势。此外，通过将特定的表面分子锚定在外泌体上，可以增加外泌体在靶细胞或目标疾病部位的局部浓度，从而降低毒性和不良反应，并最大限度地提高治疗效果。未来，行业将可能开发新型多功能化工程外泌体来改善医疗保健，因此，需要进一步的研究来探索外泌体介导疗法的新策略。参考文献：D. Ferreira, J.N.Moreira, L.R. Rodrigues, New advances in exosome-based targeted drug delivery systems. Critical Reviews in Oncology / Hematology, 2022,172:103628.J.Rezaie, M. Feghhi, T.Etemadi, A review on exosomes application in clinical trials: perspective, questions, and challenges. Cell Communication and Signaling, 2022: 20:145.S.Bashyal, C.Thapa, S.Lee, Recent progresses in exosome-based systems for targeted drug delivery to the brain. Journal of Controlled Release, 2022, 348:723-744.

近期，复旦大学研究团队在《ACS Nano》上发表了题为“Sequentially Triggered Bacterial Outer Membrane Vesicles for Macrophage Metabolism Modulation and Tumor Metastasis Suppression”的研究，证实了定向调节巨噬细胞的可能性，同时该团队开发的递送系统可实现对肿瘤微环境中不同类型细胞的靶向调节作用。　　肿瘤微环境中不同类型细胞代谢过程存在异常，许多研究尝试通过调节肿瘤细胞和其他细胞在肿瘤微环境中的代谢途径来抑制肿瘤生长。细菌外囊泡因其外泌体样结构，可作为核酸药物的载体被巨噬细胞吞噬，从而完成对巨噬细胞的基因靶向治疗。基于此，该团队设计了一个以细菌外囊泡为载体的化学药物与Redd1-siRNA的共递送系统。同时，研究人员通过在细胞外囊泡表面增加甘露糖修饰以加强对M2巨噬细胞的靶向作用。通过乳腺癌模型，该团队观察到巨噬细胞活化、肿瘤免疫激活和肿瘤微环境重塑等现象，证明该系统具有较大的研究潜力。　　该研究初步实现了对肿瘤的定向共递送作用，为后续肿瘤递送研究提供了一个新思路。 　　注：此研究成果摘自《ACS Nano》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场。　　论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c05613

外泌体内容物包含蛋白质、RNA、DNA和脂类，可以被设计用于药物传递系统与疾病的新型诊断标志物，具有重要的研究意义。但传统的技术方法如Western Blot，ELISA，无法获得单个外泌体的蛋白表型，更不能将检测内容物与粒径分析、浓度分析、计数等联系起来，大地制约了外泌体内容物的相关研究。单外泌体表征分析（Exoview）是将免疫学与光学结合的一种新技术[1]。先利用免疫识别将特定的外泌体进行捕获分离，然后再对目标外泌体的表面标志物及内容物（如携带的蛋白质、RNA、DNA及细胞因子）进行定量分析，从而更加全面地反映外泌体内容物的特性。相对于传统的手段主要优势有：☛ 无论是尿液、血清、血浆、组织液、细胞液均无需纯化，即可检测；☛ 检测灵敏度高，单外泌体水平探测；☛ 一次性输出指标丰富，单次检测即可输出外泌体的：粒径、技术、表面标志物（CD9/CD63/CD81）、荧光表达及亚群分布；本文选取了部分单外泌体表型分析技术在内容物方向的新进展，供大家参考。J Extracell Vesicles：单外泌体水平的蛋白内容物检测与定量 外泌体的内容物可以通过生物工程手段修饰。其中，将选择的蛋白内容物与外泌体的EV-sorting proteins通过细胞工程融合是常用的方法。这种方法既可以在腔内储存可输送到靶细胞的内容物，也可以让内容物与靶细胞表面受体结合来增强它们的治疗信号特性或靶向能力。因此，Silva等[2]在单外泌体水平上，通过分析工程化外泌体技术对不同外泌体的EV-sorting proteins在促进蛋白内容物的装载效率进行了评估。研究人员分别将含有7种EV-sorting proteins（GFP偶联）的质粒分别转染Expi293F细胞，分离纯化了细胞分泌的外泌体后检测外泌体的表型并进行蛋白定量。ExoView芯片上包被的CD63/CD81/CD9抗体捕获外泌体后，使用带红色荧光的CD63/CD81/CD9荧光抗体标记所有外泌体，带绿色荧光的GFP荧光抗体标记表达GFP的外泌体（图1a）。图1b是外泌体的荧光扫描图像，可以确认每个荧光标记了GFP外泌体同时也被CD63/CD81/CD9标记，由此可以计算出含目标蛋白外泌体占总数的比例（图1c）。ExoView还可以检测单个外泌体的荧光强度，进而得到样品荧光强度的均值（图1d），可以表示GFP的相对含量。以上结果表示，CD63，TSPAN14和CD81TM能够使目的蛋白内容物高效地装载外泌体。图1. ExoView检测外泌体表型与相对含量 Lab on a Chip：细胞外囊泡介导的母胎之间HMGB1信号诱导早产早产（PTB，小于37周的妊娠）每年影响了全球约11％的孕妇，造成100万新生儿的死亡。高迁移率族蛋白B1（HMGB1）是一种警报素，是衰老羊膜细胞通过细胞外囊泡释放的炎症信号之一。羊水、脐带血和孕妇血液中的HMGB1水平升高与足月和早产有关。Enkhtuya Radnaa等[3]通过电穿孔把正常羊膜上皮细胞的外泌体改造为装载HMGB1的外泌体（eHMGB1）并对其进行表征。结果显示导致PTB的装载HMGB1的外泌体（eHMGB1）与增加的母-胎界面（FMi）炎症有关。该研究证明了胎儿外泌体介导的旁分泌信号传导可以产生炎症并诱导分娩。其中，研究人员使用单个外泌体表型分析技术( ExoView )检测了电穿孔法向外泌体载入HMGB1的效率。ExoView的芯片上包含了CD63/CD81/CD9抗体，分别捕获了未装载（eCTRL）和装载HMGB1的外泌体（eHMGB1），使用试剂盒自带的穿膜试剂对外泌体进行处理后，再使用荧光抗体分别标记HMGB1/CD63/CD9，进行粒径检测和表型分析。图2粒径检测结果显示，eCTRL和装载HMGB1的外泌体（eHMGB1）的粒径分布没有显著差异，表示电穿孔处理没有改变外泌体的粒径。 图2. ExoView检测未装载（eCTRL）和装载HMGB1的外泌体（eHMGB1）的粒径分布 图3荧光计数结果显示，装载HMGB1的外泌体（eHMGB1）中HMGB1阳性外泌体数量明显高于eCTRL，而CD9和CD63阳性的外泌体在两个样本中数量接近，这表明HMGB1已成功装载到eHMGB1中（图3）。图3 ExoView检测未装载（eCTRL）和装载HMGB1的外泌体（eHMGB1）的表型 在以上的研究中，ExoView系统能够以高的灵敏度和特异性地检测到外泌体的内容物，同时对外泌体的表型进行准确全面的表征。外泌体内容物的研究、编辑和外源分子导入，是当今外泌体研究的重点，在临床诊断和生物治疗方面具有巨大的潜力。作为外泌体表征分析的倡导者，美国NanoView Biosciences于2018年推出了全自动外泌体荧光检测分析系统ExoView，该系统一经推出，便引起了外泌体领域科研工作者的广泛关注，凭借其稳定、出色的性能，短短几年在全球已有近百个客户，发表文献100多篇。ExoView的表征，能够帮助科学家更深入地了解外泌体与疾病之间的关系，助力疾病诊断和新药开发。参考文献： [1] Radnaa, E., Richardson, L. S., Sheller-Miller, S., Baljinnyam, T., de Castro Silva, M., Kammala, A. K., ... & Menon, R. (2021). Extracellular vesicle mediated feto-maternal HMGB1 signaling induces preterm birth. Lab on a Chip, 21(10), 1956-1973.[2] Silva, A. M., Lázaro‐Ibáñez, E., Gunnarsson, A., Dhande, A., Daaboul, G., Peacock, B., ... & Dekker, N. (2021). Quantification of protein cargo loading into engineered extracellular vesicles at single‐vesicle and single‐molecule resolution. Journal of Extracellular Vesicles, 10(10), e12130. 全自动外泌体荧光检测分析系统（ExoView R100）简介Nanoview所开发的全自动外泌体荧光检测分析系统（ExoView R100）采用单粒子干涉反射成像传感器（SP-IRIS）技术，是一款无需纯化的全自动的新型外泌体表征设备。该设备能够提供全方位的外泌体表征信息，包括颗粒大小、计数、表型与生物标志物共定位等，提供多层次和全面的外泌体测量解决方案。 为了更好的服务中国客户，Quantum Design中国子公司在北京建立了专业的客户服务中心，正式推出专业的全方位外泌体表征测试服务，您只需要少量样品即可获得全方位的外泌体表征数据。欢迎各位老师垂询：010-85120280。前10名订购服务的老师，可享受8折优惠！扫描上方二维码，即刻订购吧！

报告简介：外泌体是一类直径约30-150 nm的细胞外囊泡，可携带RNA，DNA，蛋白质、等多种信号分子，是一种新型的细胞间信号传递的媒介。在疾病的发生、诊断和治疗中发挥着重要的作用。但是对于外泌体进行分析的手段却非常有限，尤其是在单个外泌体的表征的分析以外泌体内容物分析方面更加缺乏。美国NanoView Biosciences推出的全自动外泌体荧光检测分析系统—Exoview R200，采用了全新的SP-IRIS技术，实现了对单个外泌体的全面表征，包括了外泌体的荧光成像、亚群粒径检测、计数、内容物分析、蛋白共定位等。短短三年，在范围内已有多家实验室采用该设备，包括了著名的哈佛大学、约翰霍普金斯大学、康奈尔大学、洛杉矶儿童医院、麻省总医院、东京工业大学、尔大学、新加坡国立大学、大阪大学等，发表文献近百篇，其中不乏期刊如Cell、Nature、Journal of Extracellular Vesicles、Cancer Research、Nanoscale、ACS Nano、BMJ journal、Brain, Behavior, and Immunity、Trends in Cancer等。 2021年，Quantum Design中国将Exoview R200引入中国，为国内科研工作者提供了多层次和全面的外泌体表征解决方案，同时也被生物通评为“2021生命科学十大创新产品”。 本次报告内容丰富，包括了目前外泌体研究过程中遇到的困难及挑战，常规的检测方法及其限制，外泌体前沿的进展及Exoview R200如何助力科研工作者取得更加突出的研究成果。Exoview R200能够帮助您实现：▪ 可对单个外泌体进行无标记和荧光成像▪ 无需纯化，避免对外泌体损伤造成检测误差▪ 一次性输出外泌体相关的亚群粒径、亚群计数、蛋白共定位、蛋白荧光强度与粒径对比分析等数据▪ 高通量检测▪ 同时对外泌体表面和内容物进行分析 直播入口：您可通过点击此处或扫描下方二维码进入直播界面。扫描上方二维码即可观看直播主讲人： Clayton Deighan博士是美国NanoView Biosiences的外泌体科学家和销售总监。2015年，他在俄亥俄州立大学的Jeff Chalmers博士的指导下完成了关于分离稀有细胞和纳米颗粒的课题论文，在Malvern Panalytical工作了4 年，负责颗粒粒径和计数仪器的技术支持，然后加入NanoView Biosiences工作至今。自ExoView检测平台被推出以来，他一直是NanoView的重要推动力量，与各地的外泌体科学家合作，揭示这些微小颗粒的用途。 报告时间：2022年5月17日 14:00-14:40 精选案例： ▪ 研究脑脊液中的外泌体▪ 检测脊髓受伤后的小鼠血液中的外泌体▪ 研究肾癌细胞的乏氧检测▪ 研究改造的外泌体

单个外泌体表征分析是将免疫学与光学结合的一种新技术[1]。该技术先利用免疫识别将特定的外泌体进行捕获分离，然后再对目标外泌体的表面标志物及内容物（如携带的蛋白质、RNA、DNA及细胞因子）进行定量分析，从而更加全面地反映外泌体的特性。作为外泌体表征分析的倡导者，美国NanoView Biosciences于2018年推出了全自动外泌体荧光检测分析系统ExoView，该系统一经推出，便引起了外泌体领域科研工作者的广泛关注，仅两年在全球已有50多个实验室采用该技术，发表文献近百篇。进入2021年，使用ExoView发表的论文出现井喷性增长，短短数月已经发表了近30篇。本文将选取其中几篇比较有代表性的文章，来说明ExoView在肾脏再生、胎儿早产、miRNA等研究领域的具体应用。 ACS Nano：多聚脱氧核糖核苷酸和干细胞来源的细胞外囊泡的复合生物活性支架可用于肾脏再生 慢性肾病（CKD）已是一个严重的公共卫生问题，因为其治疗成本高，而且发病率和患病率在不断增加。目前CKD的治疗方法是肾脏替代疗法，包括腹膜透析、血液透析和肾脏移植，但可用肾脏的数量无法满足日益增长的需求。因此，肾脏组织工程和肾脏再生被认为是一种有前景的治疗方法。基于此，Kyoung-Won Ko等[2]研发了一种多孔气动微挤压复合支架（PME），它是由聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA, P）、氢氧化镁（MH, M）和脱细胞猪肾细胞外基质 (kECM, E) 组成，并用多聚脱氧核糖核苷酸（PDRN）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）/干扰素-γ（IFN-γ）诱导的间充质干细胞来源的细胞外囊泡（TI-EV）进行功能化，以促进肾组织的再生和维持其功能。结果显示与现有的肾部分切除小鼠模型的 PME 支架相比，PME/PDRN/TI-EV支架可诱导有效的肾小球再生和肾功能恢复。 其中，研究人员使用ExoView对未处理的脐带组织间质干细胞的外泌体（UC-EV）和经过TNF-α/IFN-γ 预处理的脐带组织间质干细胞的外泌体（TI-EV）进行检测，结果显示CD9和CD81在UC-EV上显着表达，而CD63主要在TI-EV 上表达（图1）。由于CD63对内吞作用很重要，因此TI-EV比UC-EV更容易被细胞摄取。 图1 ExoView检测CD9、CD63、CD8在UC-EV和TI-EV中的表达Lab on a Chip：细胞外囊泡介导的母胎之间HMGB1信号诱导早产 早产（PTB，小于37周的妊娠）每年影响了全球约11％的孕妇，造成100万新生儿的死亡。高迁移率族蛋白B1（HMGB1）是一种警报素，是衰老羊膜细胞通过细胞外囊泡释放的炎症信号之一。羊水、脐带血和孕妇血液中的HMGB1水平升高与足月和早产有关。Enkhtuya Radnaa等[3]通过电穿孔把正常羊膜上皮细胞的外泌体改造为含有HMGB1的外泌体（eHMGB1）并对其进行表征，然后使用包含四个不同细胞类型（羊膜、绒毛膜间充质、绒毛膜滋养层和蜕膜细胞）的四腔微流控芯片器官设备（FMi-OOC）测试其在母-胎界面（FMi）中的传播力。结果显示导致PTB的eHMGB1与增加的FMi炎症有关。该研究证明了胎儿外泌体介导的旁分泌信号传导可以产生炎症并诱导分娩。 值得注意的是，研究人员对eCTRL与eHMGB1进行荧光染色标记并使用ExoView进行检测。基于ExoView可有效检测外泌体内容物的特性，研究结果显示eHMGB1的HMGB1阳性外泌体数量明显高于eCTRL，而CD9和 CD63阳性的外泌体在两个样本中数量接近，这表明HMGB1已成功装载到eHMGB1中（图2）。图2 ExoView检测改造的对照外泌体（eCTRL）与eHMGB1 Brain Behavior and Immunity：脊髓损伤导致血清神经炎症相关纳米颗粒中miRNA与CD81+外泌体水平的改变 脊髓损伤（SCI）会对机体产生系统性影响，导致呼吸、免疫、消化等功能异常，以及相关脑区产生神经炎症和退行性病变。有研究表明，SCI的病理发展可能与血液中外泌体的运输有关；而在中枢神经系统损伤模型中，外泌体可能参与了miRNA等炎性因子运输导致炎症扩散。Khan等[4]使用包括Exoview外泌体表型分析的多种技术详细表征了SCI建模的小鼠血浆外泌体，发现损伤后外泌体的数量、蛋白marker和内容物均有明显的变化，将SCI小鼠的外泌体注射入脑室还可诱发产生炎症。研究人员使用ExoView检测了SCI血浆外泌体的粒径、数量、荧光强度和共定位（图3A）。外泌体在CD81和CD9区域产生特异性结合而被捕获，而没有CD63捕获。根据干涉成像获得外泌体尺寸分布，其中在50nm多（图3B&C）。荧光成像则检测到了大量干涉成像检测不出的尺寸小于50nm的外泌体（图3D&E），CD81和CD9在大量外泌体上表型出荧光共定位，而CD63荧光则未被检测到，这与图3C结果一致（图3F-H）。图3 ExoView检测血浆外泌体的粒径、数量、荧光强度和共定位 研究人员进一步比较了SCI组和对照组的血浆外泌体变化，结果表明，在损伤后1d的时间点，CD81外泌体数量相对对照组更高，与Western Blot的结果一致；而CD9外泌体数量则没有统计学差异，与流式分析的结果一致（图4A&B）。基于图3H的CD81与CD9有大量的荧光共定位，检测CD9外泌体的CD81荧光强度，由1d的荧光强度中位数差异可知，CD81+外泌体数量与外泌体的CD81含量在损伤后1d有明显上升（图4C）。图4 ExoView检测血浆外泌体的粒径、数量、荧光强度和共定位 参考文献：[1] Scherr, S. M., Daaboul, G. G., Trueb, J., Sevenler, D., Fawcett, H., Goldberg, B., ... & Ünlü, M. S. (2016). Real-time capture and visualization of individual viruses in complex media. ACS nano, 10(2), 2827-2833.[2] Kyoung-Won Ko, So-Yeon Park, Eun Hye Lee, Yong-In Yoo, Da-Seul Kim, Jun Yong Kim, Tae Gyun Kwon and Dong Keun Han. (2021). Integrated Bioactive Scaffold with Polydeoxyribonucleotide and Stem-Cell-Derived Extracellular Vesicles for Kidney Regeneration. ACS Nano, 15(4): 7575−7585.[3] Enkhtuya Radnaa, Lauren S. Richardson, Samantha Sheller-Miller, Tuvshintugs Baljinnyam, ...& Ramkumar Menon. (2021). Extracellular vesicle mediated feto-maternal HMGB1 signaling induces preterm birth. Lab on a Chip, DOI: 10.1039/D0LC01323D.[4] Khan, N. Z., Cao, T., He, J., Ritzel, R. M., Li, Y., Henry, R. J., ... & Wu, J. (2021). Spinal cord injury alters microRNA and CD81+ exosome levels in plasma extracellular nanoparticles with neuroinflammatory potential. Brain, behavior, and immunity, Volume 92: 165-183.全自动外泌体荧光检测分析系统（ExoView R100）简介Nanoview所开发的全自动外泌体荧光检测分析系统（ExoView R100）采用单粒子干涉反射成像传感器（SP-IRIS）技术，是一款无需纯化的全自动的新型外泌体表征设备。该设备能够提供全方位的外泌体表征信息，包括颗粒大小、计数、表型与生物标志物共定位等，提供多层次和全面的外泌体测量解决方案。 为了更好的服务中国客户，Quantum Design中国子公司在北京建立了专业的客户服务中心，正式推出专业的全方位外泌体表征测试服务，您只需要少量样品即可获得全方位的外泌体表征数据。欢迎各位老师垂询：010-85120280。前10名订购服务的老师，可享受8折优惠！扫描上方二维码，即刻订购吧！