解“泌”潜伏在体液中的“小囊泡”

细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）是由细胞分泌的、脂质双层包裹的，一种异质性的膜结构群。EVs囊泡在生物来源和大小上都有所不同，外泌体（exosomes）是一种较小的囊泡，直径约为（50–150 nm)，由细胞膜内陷形成，并在细胞内部装载蛋白质、脂质、核酸等生物分子后，通过外泌作用释放到细胞外。它们可以由多种类型的细胞产生，并在体液中循环，如血液、尿液、唾液和脑脊液等。

分泌外泌体的不同细胞和组织类型1

外泌体是一个高度异质性的群体，具有独特的诱导复杂生物学反应的能力。不同的细胞通过分泌携带不同组分的外泌体实现细胞间通讯，形成了一种特殊的细胞间信息传递系统，不仅影响细胞的生理状态，而且与多种疾病的发生与发展密切相关。

与其他类型的外泌体货物（DNA、mRNA、miRNA、circRNA、lncRNA和代谢物）相比，外泌体中的蛋白质可以提供丰富、稳定、敏感和独特的信息。外泌体蛋白被报道为多种癌症的特异性诊断和预后因素，包括乳腺癌、泌尿系统癌症、肺癌、胃癌、肝癌、结直肠癌、卵巢癌、甲状腺癌和胰腺癌。因此，外泌体在临床诊断和治疗中的应用潜力将不断增加。

多种类型人类癌症的外泌体蛋白生物标志物2

今天，小编为大家介绍分泌胞外囊泡或外泌体的不同体液，看看它们分别为哪些疾病的诊断研究做出贡献呢？

案例一

血液-胆管癌标志物

2023年7月1日，巴斯克大学科研团队在《J Hepatol》（IF:25.7）发表了题为“Liquid biopsy-based protein biomarkers for risk prediction, early diagnosis, and prognostication of cholangiocarcinoma”的研究成果。采用高通量质谱技术分析来自不同类型胆管癌（CCA）患者的血清EVs。机器学习算法筛选出了可用于CCA预测、早期诊断和预后的蛋白质生物标志物，这些标志物可通过总血清检测，代表一种肿瘤细胞衍生的液体活检工具，对个性化医疗具有重要意义。

血清EVs胆管癌标志物筛选工作流程3

案例二

脑脊液-阿尔茨海默病标志物

2023年4月6日，德国神经退行性疾病中心的Madhurima Chatterjee在《Alzheimer’s & Dementia》（IF:14）发表了题为“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。该研究从非神经退行性对照组和阿尔茨海默病（Alzheimer''s disease, AD）患者中分离了脑脊液外泌体，进行蛋白质组学检测，发现并验证了C1q蛋白水平的升高。这一发现有助于进一步探索EV在AD病理中的作用，以及它们在疾病早期诊断和预后评估中的潜在应用。

脑脊液EVs蛋白质组检测、分析和验证流程4

案例三

泪液-干眼病标志物

2022年7月20日，温州医科大学刘飞教授与哈佛大学医院的科研团队在《ACS Nano》（IF:17.1）发表了题为“Discovering the Secret of Diseases by Incorporated Tear Exosomes Analysis via Rapid-Isolation System: iTEARS.”的研究成果。该研究通过纳米技术快速分离系统（iTEARS），从少量的泪珠（∼10μL）中快速分离出高产量和高纯度的外泌体，通过蛋白质组学和转录组学分析进行定量检测。发现了干眼病和糖尿病视网膜病变的蛋白质和miRNAs标志物。实现对干眼症（DES）和干眼病（DED）亚型衍生的外泌体的系统分析，为非侵入性诊断方法的开发奠定了基础。

泪液外泌体收集和检测流程5

案例四

尿液-前列腺癌标志物

2024年6月13日，多伦多大学科研团队在《Nat Commun》（IF:16.6）发表了题为“Prostate cancer reshapes the secreted and extracellular vesicle urinary proteomes”的研究成果。该研究通过量化190名男性（包括前列腺癌患者）的尿液中分泌蛋白和EVs蛋白质组，发现前列腺癌患者的尿液EVs蛋白质组与正常前列腺组织蛋白质组高度相关，可以作为前列腺癌的非侵入性生物标志物，具有诊断和风险分层的潜力。

尿液EVs检测流程6

案例五

汗液-细菌标志物

2024年1月1日，奥卢大学科研团队在《Nanotheranostics》（IF:4.83）发表了题为“Enrichment of sweat-derived extracellular vesicles of human and bacterial origin for biomarker identification. ”的研究成果。该研究在富含EV的汗液中鉴定出1209种独特的人类蛋白质，汗液来源的EVs与总汗液共享846个人类蛋白质（70%）。除了人类蛋白质外，EV富集的汗液样本还含有1594种细菌来源的蛋白质。EVs富集的汗液中的细菌蛋白质谱具有高度个体间变异性，反映了总汗液组成的差异。结果表明汗液衍生的EVs为人类和细菌来源的潜在生物标志物提供了丰富资源。

汗液EVs富集流程7

案例六

唾液-胶质母细胞瘤标志物

2023年5月31日，澳大利亚昆士兰理工大学东南大学科研团队在《Cancer》（IF:6.2）发表题为“Proteome profiling of salivary small extracellular vesicles in glioblastoma patients”的研究成果。该研究对胶质母细胞瘤（GBM）患者的唾液小外囊泡（extracellular vesicles，EVs）进行了蛋白组学分析，结果表明几种高丰度蛋白质与GBM患者的不良预后相关。该研究提供了一种新的使用唾液EVs作为胶质母细胞瘤患者预后评估的潜在生物标志物的研究方法。

唾液EVs富集和检测流程8

案例七

腹水-卵巢癌标志物

2024年3月1日，马萨里克大学科研团队在《J Extracell Vesicles》（IF:16）发表题为“Proteomic analysis of ascitic extracellular vesicles describes tumour microenvironment and predicts patient survival in ovarian cancer”的研究成果。该研究从高级别卵巢浆液性癌（HGSC）患者腹水中分离出外囊泡（EVs），并用质谱法对其进行蛋白质组学分析。发现HGSC中细胞类型特异性EVs蛋白标志物的分析具有预后潜力。这为更好地了解 EVs 在肿瘤促进/预防中的作用以及改进 HGSC 诊断开辟了新途径。

腹水EVs富集和检测流程9

多项研究已经证实，当前技术能够从汗液、泪液、唾液等常见体液中有效提取和富集细胞外囊泡。这些细胞外囊泡携带的蛋白质组分具有作为疾病生物标志物的潜力，为开发非侵入性诊断技术提供了坚实的基础。因此，深入研究体液来源的细胞外囊泡的蛋白质组成及其在疾病诊断和治疗中的应用，是科研工作者亟待探索的重要领域。

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参考文章

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[2] Wang X, Huang J, Chen W, et al. The updated role of exosomal proteins in the diagnosis, prognosis, and treatment of cancer. Exp Mol Med. 2022;54(9):1390-1400. doi:10.1038/s12276-022-00855-4

[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

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[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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[8] Müller Bark J, Trevisan França de Lima L, Zhang X, et al. Proteome profiling of salivary small extracellular vesicles in glioblastoma patients. Cancer. 2023;129(18):2836-2847. doi:10.1002/cncr.34888

[9] Vyhlídalová Kotrbová A, Gömöryová 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

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