综述:针对特定下游分析应用的细胞外囊泡分离策略定制
《TrAC Trends in Analytical Chemistry》:Tailoring Extracellular Vesicle Isolation Strategies for Specific Downstream Analytical Applications
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时间:2025年10月28日
来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry 11.8
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本综述系统评述了基于细胞外囊泡(EV)物理化学特性(密度、尺寸、溶解度、电荷和分子亲和力)的分离技术,重点剖析了不同分离方法对下游分析(核酸、蛋白质、糖链、线粒体组分和功能评估)的影响,强调根据具体分析目标定制分离策略的重要性,为EV研究提供方法学指导。
鉴于产量、纯度、上样体积和效率在EV分离中的关键重要性,越来越多的技术被开发并广泛应用于基础研究和临床应用。然而,目前尚无单一技术能满足所有这些要求。如图1所示,本节概述了主流的EV分离技术,根据EV的物理化学性质进行分类,包括浮力密度、尺寸、溶解度、电荷和表面亲和力。
EV的异质性意味着没有一个单一的囊泡能完全代表整个群体的物理化学或功能特征。不同的亚群可能携带不同的分子信息或表现出不同的功能。分离方法的选择进一步加剧了这种复杂性,它可以选择性富集特定的EV亚群,从而影响下游分析的可靠性。EV结构及其相关生物分子的示意图概述。
不同分离方法对EV核酸分析的影响尤为显著。例如,基于尺寸排阻色谱的方法能较好地保持RNA完整性,适用于转录组学研究;而基于聚合物的沉淀法虽产量高,但可能共沉淀污染物,影响核酸定量的准确性。对于蛋白质分析,超速离心是全局蛋白质组学的金标准,但可能因高重力场损伤EV膜蛋白。表面蛋白质谱分析则需依赖亲和层析技术,如使用抗CD63、CD9或CD81抗体的免疫亲和捕获,以特异性富集表达特定表面标记的EV亚群。此外,分离方法还会影响蛋白质冠的形成,进而改变EV的生物学特性。
EV糖链分析要求分离方法能保持糖基化结构的完整性,避免去糖基化酶污染。线粒体组分检测则需要能有效分离含有线粒体成分的EV亚群(如线粒体衍生囊泡),这对研究线粒体质量控制和相关疾病机制至关重要。功能评估,如细胞摄取、信号传导和免疫调节活性,高度依赖于分离所得EV的生物活性和纯度,去除脂蛋白等污染物是确保功能研究可靠性的关键。
总之,本综述强调EV分离不仅仅是一个准备步骤,更是一个显著影响下游分析结果的决定性因素。由于EV的纯度、产量和囊泡完整性等特性不同,不同的分离方法表现出与核酸、蛋白质、糖链和功能分析的不同兼容性。因此,根据分析目标选择适当的分离策略对于确保数据准确性和生物学相关性至关重要。未来的方向包括开发能够平衡标准化和定制化需求的新技术,以促进研究间的可比性,同时满足特定应用场景的优化。
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