综述:血浆来源细胞外囊泡蛋白质组学

【字体: 时间:2025年08月19日 来源:Journal of Proteome Research 3.6

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  这篇综述系统阐述了基于质谱(MS)的血浆来源细胞外囊泡(pEVs)蛋白质组学近5年进展,聚焦样本制备方法、MS蛋白质鉴定/定量技术,以及pEVs在基础与疾病研究中的应用。通过技术革新提升pEVs蛋白质组解析深度,为生物标志物发现、疾病机制解析及EVs生物学功能研究提供新视角。

  

样本制备方法学的突破

细胞外囊泡(EVs)作为纳米级脂质双层膜包裹的颗粒,其蛋白质组可反映亲本细胞的生理病理状态。血浆来源EVs(pEVs)因能捕获全身组织器官信号且采样微创,成为疾病诊断研究的热点。然而血浆高丰度蛋白干扰与EVs异质性对样本制备提出挑战。近年通过差速离心结合密度梯度离心、尺寸排阻色谱(SEC)或免疫亲和捕获等技术,显著提高了pEVs的分离纯度。例如,采用抗CD63/CD81抗体的磁珠分选可特异性富集外泌体亚群,而超速离心联合SEC能有效去除脂蛋白污染。

质谱技术的革新应用

质谱(MS)凭借高通量、无偏倚的蛋白质鉴定能力成为pEVs研究核心工具。高分辨率串联质谱(HRMS/MS)结合数据非依赖采集(DIA)模式,可同时定量数千种pEVs蛋白,灵敏度达亚微克级。近期发展的平行反应监测(PRM)技术针对特定疾病标志物(如阿尔茨海默病相关的Aβ1-42)实现超低丰度蛋白检测。值得注意的是,基于TMT/iTRAQ标记的定量策略解决了批次间变异问题,而单细胞质谱技术开始用于解析pEVs亚群异质性。

基础研究与疾病应用的里程碑

在基础领域,pEVs蛋白质组揭示了细胞间通讯中Wnt/β-catenin等信号通路的载体功能。疾病研究方面,胰腺癌患者pEVs中GPC1阳性外泌体与肿瘤负荷呈正相关,而神经退行性疾病模型显示pEVs携带的tau蛋白磷酸化谱具有分期特异性。心血管疾病中,pEVs的整合素αvβ3被证实参与动脉粥样硬化斑块形成。这些发现不仅推动液体活检发展,还为EVs载药系统设计提供分子靶点。

挑战与未来方向

尽管技术进步显著,pEVs蛋白质组仍面临标准化缺失与功能验证不足的瓶颈。建立统一的分离流程(如ISEV指南)和开发微流控-MS联用平台将成为下一阶段重点。此外,整合多组学数据(如外泌体RNA与蛋白质关联分析)有望揭示更完整的EVs生物学图谱,加速其从基础研究向临床转化的步伐。

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