細(xì)胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）是由細(xì)胞分泌的、脂質(zhì)雙層包裹的，一種異質(zhì)性的膜結(jié)構(gòu)群。EVs囊泡在生物來(lái)源和大小上都有所不同，外泌體（exosomes）是一種較小的囊泡，直徑約為（50–150 nm)，由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成，并在細(xì)胞內(nèi)部裝載蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等生物分子后，通過(guò)外泌作用釋放到細(xì)胞外。它們可以由多種類(lèi)型的細(xì)胞產(chǎn)生，并在體液中循環(huán)，如血液、尿液、唾液和腦脊液等。

分泌外泌體的不同細(xì)胞和組織類(lèi)型¹

外泌體是一個(gè)高度異質(zhì)性的群體，具有獨(dú)特的誘導(dǎo)復(fù)雜生物學(xué)反應(yīng)的能力。不同的細(xì)胞通過(guò)分泌攜帶不同組分的外泌體實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間通訊，形成了一種特殊的細(xì)胞間信息傳遞系統(tǒng)，不僅影響細(xì)胞的生理狀態(tài)，而且與多種疾病的發(fā)生與發(fā)展密切相關(guān)。

與其他類(lèi)型的外泌體貨物（DNA、mRNA、miRNA、circRNA、lncRNA和代謝物）相比，外泌體中的蛋白質(zhì)可以提供豐富、穩(wěn)定、敏感和獨(dú)特的信息。外泌體蛋白被報(bào)道為多種癌癥的特異性診斷和預(yù)后因素，包括乳腺癌、泌尿系統(tǒng)癌癥、肺癌、胃癌、肝癌、結(jié)直腸癌、卵巢癌、甲狀腺癌和胰腺癌。因此，外泌體在臨床診斷和治療中的應(yīng)用潛力將不斷增加。

多種類(lèi)型人類(lèi)癌癥的外泌體蛋白生物標(biāo)志物²

今天，小編為大家介紹分泌胞外囊泡或外泌體的不同體液，看看它們分別為哪些疾病的診斷研究做出貢獻(xiàn)呢？

案例一：血液-膽管癌標(biāo)志物

2023年7月1日，巴斯克大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在《J Hepatol》（IF:25.7）發(fā)表了題為“Liquid biopsy-based protein biomarkers for risk prediction, early diagnosis, and prognostication of cholangiocarcinoma”的研究成果。采用高通量質(zhì)譜技術(shù)分析來(lái)自不同類(lèi)型膽管癌（CCA）患者的血清EVs。機(jī)器學(xué)習(xí)算法篩選出了可用于CCA預(yù)測(cè)、早期診斷和預(yù)后的蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物，這些標(biāo)志物可通過(guò)總血清檢測(cè)，代表一種腫瘤細(xì)胞衍生的液體活檢工具，對(duì)個(gè)性化醫(yī)療具有重要意義。

血清EVs膽管癌標(biāo)志物篩選工作流程³

案例二：腦脊液-阿爾茨海默病標(biāo)志物

2023年4月6日，德國(guó)神經(jīng)退行性疾病中心的Madhurima Chatterjee在《Alzheimer’s & Dementia》（IF:14）發(fā)表了題為“C1q is increased in cerebrospinal fluid-derived extracellular vesicles in Alzheimer's disease: A multi-cohort proteomics and immuno-assay validation study”的研究成果。該研究從非神經(jīng)退行性對(duì)照組和阿爾茨海默病（Alzheimer's disease, AD）患者中分離了腦脊液外泌體，進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了C1q蛋白水平的升高。這一發(fā)現(xiàn)有助于進(jìn)一步探索EV在AD病理中的作用，以及它們?cè)诩膊≡缙谠\斷和預(yù)后評(píng)估中的潛在應(yīng)用。

腦脊液EVs蛋白質(zhì)組檢測(cè)、分析和驗(yàn)證流程⁴

案例三：淚液-干眼病標(biāo)志物

2022年7月20日，溫州醫(yī)科大學(xué)劉飛教授與哈佛大學(xué)醫(yī)院的科研團(tuán)隊(duì)在《ACS Nano》（IF:17.1）發(fā)表了題為“Discovering the Secret of Diseases by Incorporated Tear Exosomes Analysis via Rapid-Isolation System: iTEARS.”的研究成果。該研究通過(guò)納米技術(shù)快速分離系統(tǒng)（iTEARS），從少量的淚珠（～10μL）中快速分離出高產(chǎn)量和高純度的外泌體，通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析進(jìn)行定量檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)了干眼病和糖尿病視網(wǎng)膜病變的蛋白質(zhì)和miRNAs標(biāo)志物。實(shí)現(xiàn)對(duì)干眼癥（DES）和干眼?。―ED）亞型衍生的外泌體的系統(tǒng)分析，為非侵入性診斷方法的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

淚液外泌體收集和檢測(cè)流程⁵

案例四：尿液-前列腺癌標(biāo)志物

2024年6月13日，多倫多大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在《Nat Commun》（IF:16.6）發(fā)表了題為“Prostate cancer reshapes the secreted and extracellular vesicle urinary proteomes”的研究成果。該研究通過(guò)量化190名男性（包括前列腺癌患者）的尿液中分泌蛋白和EVs蛋白質(zhì)組，發(fā)現(xiàn)前列腺癌患者的尿液EVs蛋白質(zhì)組與正常前列腺組織蛋白質(zhì)組高度相關(guān)，可以作為前列腺癌的非侵入性生物標(biāo)志物，具有診斷和風(fēng)險(xiǎn)分層的潛力。

尿液EVs檢測(cè)流程⁶

案例五：汗液-細(xì)菌標(biāo)志物

2024年1月1日，奧盧大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在《Nanotheranostics》（IF:4.83）發(fā)表了題為“Enrichment of sweat-derived extracellular vesicles of human and bacterial origin for biomarker identification. ”的研究成果。該研究在富含EV的汗液中鑒定出1209種獨(dú)特的人類(lèi)蛋白質(zhì)，汗液來(lái)源的EVs與總汗液共享846個(gè)人類(lèi)蛋白質(zhì)（70%）。除了人類(lèi)蛋白質(zhì)外，EV富集的汗液樣本還含有1594種細(xì)菌來(lái)源的蛋白質(zhì)。EVs富集的汗液中的細(xì)菌蛋白質(zhì)譜具有高度個(gè)體間變異性，反映了總汗液組成的差異。結(jié)果表明汗液衍生的EVs為人類(lèi)和細(xì)菌來(lái)源的潛在生物標(biāo)志物提供了豐富資源。

汗液EVs富集流程⁷

案例六：唾液-膠質(zhì)母細(xì)胞瘤標(biāo)志物

2023年5月31日，澳大利亞昆士蘭理工大學(xué)東南大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在《Cancer》（IF:6.2）發(fā)表題為“Proteome profiling of salivary small extracellular vesicles in glioblastoma patients”的研究成果。該研究對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）患者的唾液小外囊泡（extracellular vesicles，EVs）進(jìn)行了蛋白組學(xué)分析，結(jié)果表明幾種高豐度蛋白質(zhì)與GBM患者的不良預(yù)后相關(guān)。該研究提供了一種新的使用唾液EVs作為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者預(yù)后評(píng)估的潛在生物標(biāo)志物的研究方法。

唾液EVs富集和檢測(cè)流程⁸

案例七：腹水-卵巢癌標(biāo)志物

2024年3月1日，馬薩里克大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在《J Extracell Vesicles》（IF:16）發(fā)表題為“Proteomic analysis of ascitic extracellular vesicles describes tumour microenvironment and predicts patient survival in ovarian cancer”的研究成果。該研究從高級(jí)別卵巢漿液性癌（HGSC）患者腹水中分離出外囊泡（EVs），并用質(zhì)譜法對(duì)其進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析。發(fā)現(xiàn)HGSC中細(xì)胞類(lèi)型特異性EVs蛋白標(biāo)志物的分析具有預(yù)后潛力。這為更好地了解 EVs 在腫瘤促進(jìn)/預(yù)防中的作用以及改進(jìn) HGSC 診斷開(kāi)辟了新途徑。

腹水EVs富集和檢測(cè)流程⁹

多項(xiàng)研究已經(jīng)證實(shí)，當(dāng)前技術(shù)能夠從汗液、淚液、唾液等常見(jiàn)體液中有效提取和富集細(xì)胞外囊泡。這些細(xì)胞外囊泡攜帶的蛋白質(zhì)組分具有作為疾病生物標(biāo)志物的潛力，為開(kāi)發(fā)非侵入性診斷技術(shù)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，深入研究體液來(lái)源的細(xì)胞外囊泡的蛋白質(zhì)組成及其在疾病診斷和治療中的應(yīng)用，是科研工作者亟待探索的重要領(lǐng)域。

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參考文章

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[3] Lapitz A, Azkargorta M, Milkiewicz P, et al. Liquid biopsy-based protein biomarkers for risk prediction, early diagnosis, and prognostication of cholangiocarcinoma. J Hepatol. 2023;79(1):93-108. doi:10.1016/j.jhep.2023.02.027

[4] Chatterjee M, ?zdemir S, Kunadt M, et al. C1q is increased in cerebrospinal fluid-derived extracellular vesicles in Alzheimer's disease: A multi-cohort proteomics and immuno-assay validation study. Alzheimers Dement. 2023;19(11):4828-4840. doi:10.1002/alz.13066

[5] Hu L, Zhang T, Ma H, et al. Discovering the Secret of Diseases by Incorporated Tear Exosomes Analysis via Rapid-Isolation System: iTEARS. ACS Nano. 2022;16(8):11720-11732. doi:10.1021/acsnano.2c02531

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[9] Vyhlídalová Kotrbová A, G?m?ryová K, Mikulová A, et al. Proteomic analysis of ascitic extracellular vesicles describes tumour microenvironment and predicts patient survival in ovarian cancer [published correction appears in J Extracell Vesicles. 2024 May;13(5):e12443. doi: 10.1002/jev2.12443]. J Extracell Vesicles. 2024;13(3):e12420. doi:10.1002/jev2.12420