干货 | 高效化学同位素标记液相色谱质谱法用于外泌体代谢组学分析

前言

2018年12月，由中国抗癌协会肿瘤标志专业委员会外泌体技术专家委员会主任委员、暨南大学张灏教授领衔的专家团队执笔撰写的《外泌体研究、转化和临床应用专家共识》，正式在线发表于《转化医学杂志》。这是中国国内权威发布的第一个外泌体研究临床转化的专家共识。

共识摘要

由于外泌体在肿瘤等疾病的基础研究、转化应用和诊断治疗中展现出的巨大潜力而备受瞩目。在发展精准医疗产业的背景下，如何建立相关领域的标准与规范，促进产学研结合，理性引导技术转化，需要来自于基础科研、临床、检验等领域的专家，以及监管部门的多方参与合作。为推动和促进国内外泌体特别是外泌体肿瘤标志物的研究和转化应用的有序开展，中国抗癌协会肿瘤标志专业委员会外泌体技术专家委员会组织专家撰写了外泌体研究、转化和临床应用专家共识。在本共识中，就外泌体研究领域的发展历程与现状阐述了观点及立场，并对外泌体研究的未来方向进行了展望。

关于外泌体

外泌体（exosomes）是一种能被机体内大多数细胞分泌的微小膜泡，具有脂质双层膜，直径大约为 30-150 nm。外泌体广泛存在并分布于各种体液中，携带和传递重要的信号分子，形成了一种全新的细胞-细胞间信息传递系统，影响细胞的生理状态并与多种疾病的发生与进程密切相关。下面的文章就介绍了一种关于外泌体研究新研发的高灵敏度检测方法和分析流程。

高效化学同位素标记液相色谱质谱法用于外泌体代谢组学分析

基本信息

材料：人血清

主要技术：LC-MS全代谢组

期刊：Anal. Chem.

影响因子：6.042

文章摘要

在体液（如血清）中的循环外泌体作为癌症诊断和监测的化学生物标志物正在被积极关注。尽管核酸分析是发现外泌体中生物标志物的主要工具，但代谢组学具有简易且快速检测的优势，因此有扩展生物标志物的化学多样性的潜力。然而只能从患者少量血液中分离出痕量的外泌体，因此需要开发非常灵敏的外泌体的代谢组学分析技术。

研究团队发展了一个代谢分析流程，包括多重超速离心循环，2 mL人血清在50％甲醇/水的冻融体用于外泌体破碎和代谢物提取，被差异化学同位素标记（CIL）的代谢物用于改进液相色谱（LC）分离和质谱（MS）检测灵敏度，带有captivespray电喷雾离子源的纳流液相色谱-质谱（nLC-MS）用于代谢物分析。

作为方法验证，文章使用丹磺酰标记法分析了两组血液外泌体样本中的氨基和酚基代谢物，这两组样本分别来自化疗前后的五个胰腺癌病人。第一组样本总共检测到2446个峰或代谢物（n = 10），每个样品平均1964±60个峰；第二组样本总共检测到2511个峰（n = 10），平均每个样品1948±117个。 在第一组和第二组中分别定性出101和94个代谢物，以及在My Compound ID代谢组数据库能与代谢物的精确质量数匹配的峰数量分别为1580和1590。将作为内标的13C-标记的样本与12C标记的外泌体样品混合并分析，并对处理前后血液样品外泌体的代谢组变化进行相对定量。

方法流程

实验总流程图

样本处理和分析过程

被检测到的代谢物

聚类分析

小鹿点评

代谢组学的发展离不开新技术的创新，文章就介绍了一种新研发的高灵敏度检测方法和分析流程，能定量检测到血浆中微量外泌体中的痕量代谢物。该方法应用于临床血液样品分析，一次可以检测到的代谢物多达1950个，通过聚类分析找到的差异代谢物有作为潜在生物标志物的潜力。

文献来源

 Xian L. et al. High-performance chemical isotope labeling liquid chromatography mass spectrometry for exosome metabolomics. 2018, Analytical Chem.