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血液细胞外囊泡研究的血腥现实

 

PS:新的一年,大家新年快乐,预祝大家在新的一年里,身体健康,工作顺利,实验一次成功,稿件一投就中。今天分享的是一篇通讯文章,主要是在“吐槽”血液细胞外囊泡分离纯化的困难以及亚群研究的折磨之处。这也能让很多新入门的朋友明白细胞外囊泡分离纯化是一个很有技术含量的工作,让大家知道细胞外囊泡的纯化效果直接影响着后续实验的可重复性和可信度。读一读,有助于我们学会“如何科学的吐槽”。毕竟这是发表在Nature Reviews MolecularCell Biology上的“吐槽”文!大家新年快乐~

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译文奉上:

1946年,在通过高速离心从血浆中分离出凝血蛋白的同时,Chargaff和West描述了具有凝结活性的颗粒级分的存在,从而为生物液中存在细胞外囊泡提供了第一个提示(Chargaff and West,1946年)。 二十年后,超速离心和电子显微镜技术使Wolf能够可视化血液样本中的细胞外囊泡,他将其描述为血小板衍生的直径和密度不同的微粒结构,并被称为“血小板粉尘”(Wolf等,1967)。另一个里程碑是,通过凝胶过滤,电子显微镜和酶活性测定,可以检测早期胆汁淤积患者血液中肝脏衍生的“ koinozymes”,这表明循环的细胞外囊泡可能具有非血液学起源,并且它们的存在可以与疾病有关(De Broe et al,1975)。1987年,罗斯·约翰斯通(Rose Johnstone)报告说,细胞外囊泡是异质的,并且具有源自起源细胞的各种活性(也创造了“外泌体”一词,现在被广泛用于内体起源的细胞外囊泡亚群)(Johnstone等, 1987)。总的来说,这些和其他早期发现表明生物流体中充满了细胞外囊泡,其高度多样化,具有生物活性并具有生物标志物的潜力。这些早期发现在过去十年中得到了认可,这是细胞外囊泡研究的爆炸性增长所表明的。大量的研究表明,细胞外囊泡被广泛释放并在进化上十分保守,从细菌,古细菌到真核生物-并能够介导细胞间,甚至物种间的信息交流。

当作者成立自己的研究小组时,作者对分离细胞外囊泡的技术着迷。这些技术,已于1920年代开始发展,并利用了物理化学特征来进行分离纯化,例如大小和密度,包括超速离心,密度梯度离心,凝胶过滤和不对称流场-流分馏等技术。实施试错法后,作者很快意识到,将循环的细胞外囊泡与其他颗粒物质(例如脂蛋白颗粒和核糖核蛋白复合物)分开,这是血腥的难题,并伴随着多重挑战和陷阱。为了研究特定的细胞外囊泡亚群,该问题的复杂性进一步扩大。

尽管如此,该细胞外囊泡研究社区已经投入了大量的努力,旨在提高研究的可重复性和透明度-包括建立用于细胞外囊泡指南研究的基本信息(MISEV)以及用于报告细胞外囊泡研究的在线工具,例如EV-TRACK。上个世纪相继实施的分离技术与近年来开发的灵敏检测和无偏多组学相结合,为理解血液和其他生物流体中细胞外囊泡异质性的性质提供了重大突破,展示了它们发挥独特功能的证据并证实了它们带有特定的生物标志物(Tulkens等,2020)。

罗斯·约翰斯通(Rose Johnstone)提出细胞外囊泡的差异性是其功能的多样性的主要原因后的30年,有待阐释的细胞外囊泡亚群问题还有很多。目前,我们承认细胞外囊泡是由膜分隔的不同大小,密度和货物组成(包括脂质,蛋白质,核酸和代谢物)的具膜颗粒状混合物,这些特征可能会因其来源细胞而大不相同。使用基于单个粒子的方法阐明这种“血色鸡尾酒”,对于理解人体中各种细胞外囊泡亚群的起源,生物发生,局部和全身功能以及命运至关重要,并最终加速其治疗和诊断应用。

 

参考文献:Hendrix, A. The nature of blood(y) extracellular vesicles. NatRev Mol Cell Biol (2021). https://doi.org/10.1038/s41580-021-00348-8
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41580-021-00348-8

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