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传统 EV 富集及 cargo 提取方法效率低,限制其作为生物标志物的应用。研究人员开发 bead-based pipeline,从尿液高效富集 EVs 并同步提取蛋白和 RNA。相比传统 UC、丙酮沉淀和 TRIzol 法, yield 提升超 5 倍,时长缩至 1 小时,在 PCa 诊断中 AUC 达 0.82,为临床非侵入性诊断提供有力工具。
在疾病诊断领域,生物标志物的发现与应用一直是科研人员追逐的焦点。细胞外囊泡(Extracellular Vesicle, EV)作为细胞分泌的纳米级囊泡,其携带的蛋白和 RNA 等 cargo 蕴含着丰富的生物学信息,是极具潜力的疾病诊断生物标志物。然而,传统的 EV 富集及 cargo 提取方法却存在明显短板:采用超离心(UC)分离 EV、丙酮沉淀提取蛋白、TRIzol 提取 RNA 的流程不仅效率低下,耗时长达约 2 天,而且获得的 EV 蛋白和 RNA 产量有限,严重限制了对这些宝贵生物学信息的挖掘利用,也制约了 EV 在临床非侵入性诊断中的应用推进。
为解决这一关键问题,研究人员开展了相关研究,开发出一种基于磁珠的自动化富集与共提取 pipeline。该 pipeline 能够从尿液中高效富集 EV,同时同步提取 EV 蛋白和 RNA。结果显示,与传统方法相比,新 pipeline 的 EV 蛋白和 RNA 产量提升超 5 倍,且将操作时长从约 2 天大幅缩短至仅 1 小时。在前列腺癌(PCa)非侵入性诊断应用中,基于该 pipeline 获得的 EV 蛋白和 RNA 标志物组合实现了 0.82 的曲线下面积(AUC),展现出优异的诊断性能。这项研究为全面的 EV cargo 分析提供了强大工具,对推动临床非侵入性诊断发展具有重要意义,相关成果发表于《Journal of Proteome Research》。
该研究主要采用基于磁珠的 pipeline 进行 EV 富集及蛋白与 RNA 共提取,未提及具体样本队列来源。与传统的 UC 法 EV 分离、丙酮沉淀蛋白提取及 TRIzol RNA 提取方法进行对比,通过检测 EV 蛋白和 RNA 产量、操作时长,以及将其应用于 PCa 诊断的 AUC 值来评估新 pipeline 的性能。
研究结果表明,新 pipeline 在 EV 蛋白和 RNA 产量上实现了超 5 倍的提升。这一显著的产量增加得益于磁珠对 EV 的高效捕获以及同步提取工艺的优化,使得原本难以充分获取的 EV cargo 得以更充分地收集,为后续的标志物筛选和分析提供了更丰富的物质基础。
同时,该 pipeline 大幅缩短了操作时间,从传统方法的约 2 天减少至仅 1 小时。时间的极大压缩不仅提高了实验效率,降低了因长时间操作可能带来的样本降解风险,也为其在临床快速检测场景中的应用奠定了基础,有助于实现 EV 相关检测的高效化和常规化。
在 PCa 非侵入性诊断应用中,利用该 pipeline 获得的 EV 蛋白和 RNA 标志物组合表现出出色的诊断性能,AUC 达到 0.82。这一结果证实了该 pipeline 提取的 EV cargo 能够有效反映疾病状态,所筛选出的标志物组合具有良好的诊断价值,为 PCa 的非侵入性诊断提供了可靠的技术支持和潜在的标志物选择,显示出该 pipeline 在临床疾病诊断中的实际应用潜力。
综上所述,该研究开发的基于磁珠的尿液 EV 蛋白与 RNA 自动化富集共提取 pipeline ,通过显著提高 EV cargo 产量、大幅缩短操作时间,展现出高效性和便捷性。其在 PCa 诊断中取得的优异 AUC 值,验证了该 pipeline 在临床非侵入性诊断中的实用价值。该 pipeline 为全面深入的 EV cargo 分析提供了强有力的技术工具,有望推动 EV 作为生物标志物在更多疾病的非侵入性诊断中得到广泛应用,为临床诊断领域带来新的发展机遇。