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外泌體（exosome）是由細胞內(nèi)多泡體(multivesicular body，MVB) 與細胞膜融合后，釋放到細胞外基質(zhì)中的膜性囊泡。外泌體天然存在于體液（如血液、唾液、尿液和母乳）中，直徑約為30-150nm，膜內(nèi)包含了多種蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等生物大分子。外泌體能作為細胞間通訊的載體將這些分子從一個細胞傳遞到另一個細胞，從而實現(xiàn)細胞間的信息交流和功能調(diào)控。當外泌體釋放到體液中，可以通過循環(huán)系統(tǒng)傳播到其他細胞和組織，從而產(chǎn)生遠程調(diào)控作用，如參與免疫應答、組織修復、疾病發(fā)生等過程。
在多年的研究歷程中，外泌體逐漸揭開了神秘的面紗。最初，它們被視為細胞分泌的“廢物袋”，但隨著研究的不斷深入和擴展，我們逐漸認識到外泌體在生物信息傳遞中扮演著重要的角色。
1983年，外泌體于綿羊網(wǎng)織紅細胞中被發(fā)現(xiàn)；
1987年Johnstone將其命名為“exosome”；
1996年，G.Raposo發(fā)現(xiàn)類似B淋巴細胞能分泌抗原提呈外泌體，這種外泌體攜帶MHC-Ⅱ類分子、共刺激因子和粘附因子；
1998年，L.Zitvogel等人發(fā)現(xiàn)，樹突細胞 (DCcell)能產(chǎn)生抗原提呈的外泌體；
2010年，H.Valadi等人發(fā)現(xiàn)，細胞之間可以通過外泌體中的RNA來交換遺傳物質(zhì)；
2013年，美國科學家Jamesh和Randy、德國科學家Thomas發(fā)現(xiàn)細胞外泌體運輸調(diào)控機制，使得外泌體研究達到新的高度，并獲得了2013年諾貝爾醫(yī)學獎；
2015年，JHuan等人證實了急性髓細胞白血?。ˋML）的外泌體在白血病的骨髓微環(huán)境中具有抑制造血干細胞的功能。同年，誘導多能干(iPS)細胞的外泌體可以在心肌細胞受到急性心肌缺血（MIR）影響時，給心肌細胞傳送保護信號；
2016年-至今，外泌體研究廣泛分布在干細胞、免疫、microRNA、靶向給藥、癌癥的診斷及治療等都是熱門研究領(lǐng)域。
圖1.外泌體的標記物及功能[1]
外泌體的形成機制
目前外泌體的具體形成機制尚不清楚，現(xiàn)有的研究認為，不同類型的細胞形成外泌體的過程可能是類似的。這個過程通常始于細胞內(nèi)吞作用，產(chǎn)生小囊泡。這些小囊泡會逐漸融合形成早期核內(nèi)體，然后轉(zhuǎn)化為晚期核內(nèi)體。隨著胞質(zhì)內(nèi)含有miRNA、酶分子、熱休克蛋白等多種“貨物”的進入，晚期核內(nèi)體會產(chǎn)生許多內(nèi)部小囊泡（intraluminal vesicles，ILVs），最終演變成多泡體（multivesicular body，MVB）。隨后，這些小囊泡會被釋放到胞外，形成外泌體。
圖2.外泌體的生物學發(fā)生及異質(zhì)性[1]
外泌體與受體的作用機制
圖3.外泌體功能作用機制[1]
這些機制可能在不同情境下以不同方式發(fā)揮作用，具體取決于細胞類型、外泌體的成分以及細胞間通信的需要。外泌體的進一步研究有望揭示更多關(guān)于這些機制的細節(jié)。
外泌體的分離方法多種多樣，每種方法都有其適用的情境和限制，選擇合適的分離方法應根據(jù)研究的具體要求和資源來進行。隨著外泌體領(lǐng)域的研究不斷發(fā)展，不同的方法也在不斷改進和完善，以更好地滿足不同研究需求。
優(yōu)點：目前被認為是外泌體提取的”金標準“，提取的外泌體純度較高，可以從各種體液和細胞培養(yǎng)上提取外泌體。
缺點：過程耗時較長，需要高性能的離心機設備，不適合大規(guī)模樣本處理。
優(yōu)點：提取的外泌體純度較高，能夠分離不同密度的外泌體亞群。
缺點：操作繁瑣，需要準備多個密度梯度，耗時較長，也不適合大規(guī)模樣本處理。
優(yōu)點：簡單、高效，不需要特殊設備，不影響外泌體的生物活性。
缺點：外泌體可能會阻塞過濾孔，導致膜的壽命減短，分離效率較低。
優(yōu)點：可以選擇性地提取特定亞群的外泌體，適用于富含特定蛋白質(zhì)的外泌體的提取。
缺點：提取的外泌體產(chǎn)量較低，依賴于特定抗體，可能會引入偏差。
優(yōu)點：簡單易行，不需要特殊設備，適用于大規(guī)模提取。
缺點：外泌體和雜蛋白容易聚集在一起，純度較低，可能會影響外泌體的生物活性。
優(yōu)點：分離效率高，適用于小樣本量的提取，分離速度較快。
缺點：耗時較長，不適合大規(guī)模樣本處理，需要特定設備和柱子。
優(yōu)點：分離速度快，純度高，適用于微量樣本，集成度高。
缺點：制作工藝復雜，產(chǎn)量較低，不適合大規(guī)模樣本處理。
優(yōu)點：操作簡便，不需要特殊設備，適用于小規(guī)模樣本處理。
缺點：市場上產(chǎn)品品質(zhì)不一，不適用于大規(guī)模樣本處理，成本較高。
這些方法各有優(yōu)劣，選擇合適的方法取決于實驗需求、樣本類型、設備和預算等因素。研究者需要綜合考慮這些因素來確定其研究的外泌體提取方法。
外泌體和微泡由于本身都是細胞釋放的小囊泡，大小和表面標記可能會有重疊，而外泌體的純度、數(shù)量和完整性是后續(xù)實驗的前提，因此需要對外泌體樣品進行評估鑒定。外泌體鑒定的方法多種多樣，以下是一些常見的方法以及它們的優(yōu)缺點。
優(yōu)點：可以直觀觀察外泌體的形態(tài)和大小，用于確認其存在。
缺點：不能提供外泌體的分子信息，需要高昂的設備和技術(shù)。
優(yōu)點：用于檢測外泌體中的特定蛋白質(zhì)，定量性強。
缺點：需要具體的抗體，不適用于全面分析。
優(yōu)點：可用于鑒定外泌體中的蛋白質(zhì)、RNA等分子。
缺點：設備昂貴，分析復雜，需要高技術(shù)水平。
優(yōu)點：用于分析外泌體表面標志物，可以同時進行多參數(shù)分析。
缺點：不能提供關(guān)于外泌體內(nèi)容的詳細信息。
優(yōu)點：通過標記外泌體表面進行實時追蹤，用于定性和定量分析。
缺點：無法提供外泌體內(nèi)容的分子信息。
優(yōu)點：可用于根據(jù)顆粒大小分離外泌體，可獲得相對高純度的外泌體。
缺點：耗時較長，不適用于大規(guī)模分離。
優(yōu)點：根據(jù)密度分離外泌體，可獲得高純度的樣品。
缺點：操作繁瑣，耗時較長。
優(yōu)點：通過特定抗體捕獲外泌體，可獲得高特異性的樣品。
缺點：產(chǎn)量有限，不適用于大規(guī)模提取。
優(yōu)點：操作相對簡單，可以用于大規(guī)模提取，不影響外泌體生物活性。
缺點：可能會堵塞濾膜，產(chǎn)量較低。
優(yōu)點：高效、高純度、自動化，適用于小樣本量。
缺點：制備復雜，外泌體產(chǎn)量有限。
優(yōu)點：操作簡便，適用于初學者，適用于高通量分析。
缺點：產(chǎn)品質(zhì)量不一。
每種方法都有其優(yōu)劣性，選擇合適的方法應根據(jù)研究目的、可用資源、樣本量等因素進行考慮。通常，研究人員可能需要使用多種方法來綜合鑒定和分析外泌體，以確保得到準確和全面的信息。
外泌體的應用非常廣泛，涵蓋了多個領(lǐng)域，以下是一些主要的外泌體應用。
實驗內(nèi)容：分離患者體液（如血液、尿液）中的外泌體，分析其中的miRNA、蛋白質(zhì)等分子，以尋找癌癥標志物。同時，研究人員可以將藥物封裝在外泌體中，通過外泌體遞送系統(tǒng)將藥物送達到癌細胞內(nèi)，以提高治療效果。
實驗內(nèi)容：研究外泌體如何影響免疫系統(tǒng)的功能，包括T細胞活性、免疫反應的抑制或激發(fā)等?？梢酝ㄟ^培養(yǎng)免疫細胞并暴露于外泌體來研究這些效應。
實驗內(nèi)容：研究神經(jīng)元釋放的外泌體如何在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)傳遞信息，包括神經(jīng)退行性疾病中的作用。這可能涉及到對大腦組織或細胞培養(yǎng)中的外泌體進行分析。
實驗內(nèi)容：分析外泌體中的生物標志物，如miRNA、蛋白質(zhì)等，以用于心血管疾病的診斷。此外，研究人員也可以研究外泌體在心血管修復中的潛力。
實驗內(nèi)容：使用外泌體來促進干細胞的再生和修復能力，例如，外泌體可以用于加速心臟組織修復。研究人員可以通過分析外泌體的組成來研究其在干細胞治療中的作用。
實驗內(nèi)容：研究外泌體在炎癥和自身免疫疾病中的作用機制，包括外泌體對免疫細胞的影響以及其潛在的治療應用。
實驗內(nèi)容： 將藥物封裝在外泌體中，以提高藥物的生物利用度和效力。研究人員可以通過分析外泌體的結(jié)構(gòu)和藥物釋放機制來優(yōu)化外泌體作為藥物遞送系統(tǒng)的性能。
這些是外泌體應用領(lǐng)域的一些示例，這個領(lǐng)域仍在不斷發(fā)展，因此可能還有許多新的應用領(lǐng)域和研究方向等待探索。
外泌體研究領(lǐng)域正迅速發(fā)展，未來的發(fā)展趨勢和研究方向包括以下幾個方面：
未來趨勢：外泌體中的生物標志物（如miRNA、蛋白質(zhì)等）將被更廣泛地用于各種疾病的早期診斷和預后評估。
研究方向：尋找新的外泌體標志物，研究它們在癌癥、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病等疾病中的潛在應用。
未來趨勢：外泌體將被更廣泛地用作藥物遞送系統(tǒng)，以提高藥物的生物利用度和效力，并減少副作用。
研究方向：研究如何有效地裝載藥物到外泌體中，以及如何實現(xiàn)靶向遞送，以地提高治療效果。
未來趨勢：研究外泌體的生物合成機制、分泌調(diào)控、作用機制等基礎生物學問題將進一步深化。
研究方向：探索外泌體的生成和釋放機制，以及其在細胞間通訊和信號傳導中的作用。
未來趨勢：外泌體將被更廣泛地用于免疫治療，包括癌癥免疫治療和自身免疫疾病治療。
研究方向：研究外泌體如何調(diào)節(jié)免疫應答，以及如何設計外泌體為免疫治療提供最佳效果。
未來趨勢：外泌體將被更廣泛地用于組織工程和再生醫(yī)學，以促進組織修復和再生。
研究方向：研究外泌體如何促進干細胞的分化和組織修復，以及如何應用于和組織工程。
未來趨勢：新的分離、分析和檢測技術(shù)將不斷涌現(xiàn)，以提高外泌體研究的效率和準確性。
研究方向：開發(fā)更快速、更靈敏、更經(jīng)濟的外泌體提取和分析技術(shù)，以滿足研究需求。
未來趨勢：建立外泌體研究的標準化方法和臨床應用指南，以確保研究結(jié)果的可重復性和臨床可應用性。
研究方向：制定外泌體研究的標準操作程序（SOP）和質(zhì)量控制標準，推動其在臨床醫(yī)學中的應用。
總的來說，外泌體研究領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)在多個方向上迅速發(fā)展，以應對醫(yī)學和生物學領(lǐng)域的挑戰(zhàn)，從而推動外泌體在診斷、治療和基礎生物學研究中的應用。這些發(fā)展趨勢將有助于深化我們對外泌體的了解，并為未來的醫(yī)學和生物醫(yī)學研究提供新的機會和解決方案。
產(chǎn)品名稱 | 規(guī)格 | 貨號 |
Hieff® Quick exosome isolation kit(for Cell Culture Media) 細胞培養(yǎng)上清外泌體快速抽提試劑 | 25 mL/50 mL | 41201ES |
Hieff® Quick exosome isolation kit Plus(for Cell Culture Media) 細胞培養(yǎng)上清外泌體快速提取分離試劑盒 | 10 T/20 T | 41205ES |
Hieff® Quick exosome isolation kit Plus(for Serum/Plasma) 血清/血漿外泌體快速提取分離試劑盒Plus | 30 T/ | 41206ES |
Hieff® Quick exosome isolation kit（for Serum/Plasma）血清/血漿外泌體快速抽提試劑盒 | 30ml | 41202ES |
Exosome identification kit for Western Blot 外泌體鑒定試劑盒 | 5T | 41203ES |
Hieff® high purity exosome?isolation?kit（?for Serum/Plasma）高純度血清/血漿外泌體快速抽提試劑盒 | 20T | 41216ES |
Hieff® Quick exosome isolation kit Plus(for Body Fluids) 體液外泌體快速提取分離試劑盒Plus | 10 T/30 T | 41208ES |
Hieff® Quick exosome isolation kit（for Body Fluids）體液外泌體快速抽提試劑盒 | 10T/30T | 41204ES |
Hieff® Quick exosome isolation kit Plus (for Urine) 尿液外泌體快速抽提試劑盒Plus | 5 T/20 T | 41207ES |
Hieff® Quick exosome isolation kit Plus(for Milk) 乳液外泌體快速提取分離試劑盒Plus | 4 T/20 T | 41209ES |
參考文獻：
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