细胞外囊泡成像方法最新研究进展

发布时间：2021-10-19 05:41

　　目的细胞外囊泡包括外泌体和微囊泡,是由细胞分泌的具有磷脂双分子层结构的纳米小泡。细胞外囊泡作为蛋白质、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。目前各种可视化成像方法已经用于研究细胞外囊泡特性及其在生理病理进程中的作用,然而,受限于细胞外囊泡纳米级的大小和高度异质性的特点,人们对其生物学特征和功能认知仍然十分有限。本文从细胞外囊泡起源、分离、动态观测等不同阶段出发,着重论述了细胞外囊泡成像方法,讨论不同策略的优势与不足。我们提出了单细胞、单囊泡水平的研究是今后细胞外囊泡研究的前沿方向。 

【文章来源】：南方医科大学学报. 2020,40(02)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【图文】：

细胞外囊泡产生、传递及靶细胞摄取

与细胞表面质膜来源的囊泡不同，外泌体起源于胞内多泡小体外排，且尺寸更小，原位成像更加困难。透射电子显微镜（TEM）通过电子束透过超薄样品反映样品信息，具有更高的分辨率（<1 nm），是分析细胞内部超微结构的有力工具。因TEM特有的优势，使其成为目前研究外泌体在胞内形成、发展成熟、内容物分选最直接的成像工具[33-35]。结合免疫胶体金技术，TEM可以在形貌表征同时进一步获得分子生物学特征。图2E展示的是小鼠海马内细胞外泌体在分泌出细胞前多泡小体的典型TEM图像，呈现单层膜嵌套结构，腔体内为不同尺寸腔内体[36]。然而，受限于仪器，样品制备复杂，视野有限，检测通量低等不足，TEM并不能满足外泌体起源的研究。因此，基于不同结构生物标志物免疫荧光的激光共聚焦显微镜被广泛用于外泌体生物过程研究（图2F)[37]。但是，受限于光学显微镜衍射极限[38]，激光共聚焦显微镜下纳米尺度的胞内体结构只是呈现荧光斑点，并不能反映更加详细的内部信息。此外，胞内外泌体生物发生研究过程中，所选胞内体等细胞器蛋白标志物并不完全具备“特异性”，如常用来表示多泡小体的蛋白标志物CD63在溶酶体中同样高表达[39]，因此基于免疫荧光的激光共聚焦显微镜技术并不能准确反应其完整过程。1.3 分离后细胞外囊泡成像方法

目前，纳米粒子追踪分析（NTA）是最常用的细胞外囊泡定量方法[56-57]。它是一种光学粒子跟踪方法，用于检测溶液中粒子的浓度及大小分布。细胞外囊泡在NTA视野下呈现散射光斑（图3E），通过追踪单个囊泡布朗运动轨迹，根据Strokes-Einstein方程可以计算出溶液下样品粒径及浓度分布（图3F)[58]。值得注意的是，NTA是非特异性检测，并不能将细胞外囊泡同溶液中纳米气泡、蛋白聚集物、不溶性颗粒等杂质区分开[59]，且检测准确度受限于人为设定的检测参数[60]。1.4 细胞外囊泡动态成像方法


本文编号：3444260