外泌体多组学研究

外泌体（Exosomes）又称外泌小体，是一种双层膜结构的囊性小泡，直径 30nm-100nm，源于细胞内吞系统中的晚期内体，其广泛存在于各种体液中，包括血液、唾液、尿液、脑脊液、精液、乳汁、羊水、腹水、阴道 / 肺泡灌洗液。

由于外泌体的特殊结构和功能 , 因此它的研究价值极高，可以作为诊断和治疗疾病的生物标志物，未来也有可能作为药物的天然载体用于治疗。相关研究已表明外泌体在细胞通讯、细胞迁移、肿瘤生成、肿瘤转移、神经系统、心血管系统等许多疾病诊断及临床治疗中发挥了重要的作用。

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研究流程

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外泌体验证结果

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案例分析

外泌体骨相关蛋白的改变对老年骨质疏松患者的影响 Involvement of Serum-Derived Exosomes of Elderly Patients with Bone Loss in Failure of Bone Remodeling Via Alteration of Exosomal Bone-Related Proteins

期刊：Aging Cell      影响因子：7.238 发表时间：2018年3月      发表单位：中国人民解放军总医院

研究背景

骨质疏松和骨质缺乏影响着人们的身体健康 , 尤其是老年人。骨再生机制出现问题是起骨质疏松和骨质缺乏的主要原因。最近的报道表明骨相关外泌体参与调节骨重塑，主要通过调节破骨 细胞和成骨细胞所需的关键分子转移。随着现有抗生素的抗药性变得普遍，迫切需要对抗生素结构进行变化以及活性改善。在基因组和宏基因组测序数据中，发现了较多的天然产物生物合成基因簇，这些基因簇中含有许多未知分子。

研究目的

然而，老年骨质疏松或骨质减少患者血清来源外泌体 (SDEs) 蛋白的综合变化及其在骨重建中的作用尚不清楚。作者从骨质疏松症患者、骨质缺乏症患者和正常志愿者血清中提取外泌体 , 并使用 TMT 蛋白质组学技术进行定量分析。

结论

在本研究中，我们发现骨质疏松症患者的 SDEs 抑制成骨细胞骨基质矿化，促进破骨细胞分化。而骨质疏松患者的SDEs 增强了成骨细胞功能和破骨细胞激活，导致骨重塑的代偿性增加，利用 MS 对这些外泌体蛋白变化进行综合分析，有助于阐明 SDEs 的病理生理功能，并有助于发展老年骨质疏松症的诊断和治疗。

参考文献

Xie Yong,Gao Yanpan,Zhang Licheng et al. Involvement of serum-derived exosomes of elderly patients with bone loss in failure of bone remodeling via alteration of exosomal bone-related proteins.[J] .Aging Cell, 2018, 17: e12758

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案例分析

肝细胞模型分泌的细胞外囊泡的代谢产物组成和机械特性的差异 Differences in the Metabolite Composition and Mechanical Properties of Extracellular Vesicles Secreted by Hepatic Cellular Models

期刊：Journal of Extracellular Vesicles      影响因子：14.976 发表时间：2019年      发表单位：西班牙外泌体实验室

研究背景

肝脏是机体主要的代谢工厂，参与许多血液循环分子的合成、分泌和清除。在此之前，作者对小鼠肝细胞祖细胞系 (MLP29) 和原代大鼠肝细胞 (RHs) 两种肝细胞模型分泌的细胞外囊泡 (EVs) 的蛋白和 RNA 载体进行了表征。

研究目的

通过对这两种细胞模型及其各自分泌的外泌体进行脂质组分析，发现这些外泌体的脂质组学特征。进一步研究了脂质组成的差异是否也伴随着机械行为的差异，比较 MLP29 细胞系和 RH 原代细胞的 EV 的刚度和脆性。

结论

不同来源的 EV 具有与其亲本细胞组成相关的特征性脂质组成，并表现出不同的力学性能。

参考文献

Royo F, Gil-Carton D, Gonzalez E, et al. Differences in the metabolite composition and mechanical properties of extracellular vesicles secreted by hepatic cellular models[J]. Journal of Extracellular Vesicles, 2019, 8(1)

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案例分析

细胞外小泡的代谢组谱和可供选择的标准化方法对前列腺癌相关变化研究 Metabolomic Profiling of Extracellular Vesicles and Alternative Normalization Methods Reveal Enriched Metabolites and Strategies to Study Prostate Cancer-Related Changes

期刊：Theranostics      影响因子：8.579 发表时间：2017年      发表单位：芬兰赫尔辛基大学

研究背景

体液是细胞外囊泡（EVs）的丰富来源，EVs 携带衍生自分泌细胞的成分。迄今为止，主要从其蛋白质、RNA、DNA 和脂质成分中搜寻病理条件的生物标志物。该工作探究了尿样和血小板 EVs 中的小分子代谢物水平。作为EV 内代谢物的概念验证研究，研究人员比较了替代的归一化方法，从前列腺癌患者前列腺切除术前后和从健康对照中分析尿 EV。

研究目的

使用高通量平台和相对少量的样品材料，分析来自不同样品的 EV 的代谢物是可行的。 运用关于代谢物和标准化方法的特异性富集的知识，可以使用 EV 代谢组学来获得未被原始 EV 源材料分析的新生物标志物数据。

结论

EVs 的代谢组学分析是一个新的研究领域，有潜力揭示细胞代谢状态的非侵入性方式。可以解开各种疾病的生物标记，或补充目前 EVs 中蛋白质和核酸的检测。本文在尿液和血小板 EV 代谢物谱方面的工作为 EV 的内容和未来生物标志物研究的 EV 谱技术方面提供了一些新的见解。

参考文献

Puhka Maija,Takatalo Maarit,Nordberg Maria-Elisa et al. Metabolomic Profiling of Extracellular Vesicles and Alternative Normalization Methods Reveal Enriched Metabolites and Strategies to Study Prostate Cancer-Related Changes.[J].Theranostics, 2017, 7: 3824-3841