外泌体研究思路解析

Exosome临床应用-靶向
Tominaga, N., Y. Yoshioka, and T. Ochiya. Adv Drug Deliv Rev, 2015. 95: p. 50-5.
Exosome临床应用-靶向载药
乳腺癌细胞膜+化疗药物（阿霉素）+载氧蛋白质（血红蛋白）为内
核
肿瘤定向给药，改善缺氧环境
Exo- lncARSR
Qu, L., et al. Cancer Cell, 2016. 29(5): p. 653-68.
外泌体参与组织再生
Exo- 14-3-3ζ
Zhang, B., et al. Stem Cells, 2016. 34(10): p. 2485-2500.
外泌体参与心脏保护
DOI:
10.1002/adfm.201703197.
外泌体&疾病治疗
Vader, P., et al. Adv Drug Deliv Rev, 2016. 106(Pt A): p. 148-156.
Exosome临床应用-AD治疗靶标
抑制外泌体可减少Tau的聚集
Asai, H., et al. 2015. 18(11): p. 1584-93.
生物信息分析
表达差异分析 新型分子预测 分子互作网络 相应功能预测
体外功能验证
正向操作研究 负向操作研究 功能角色确定 调控机制探究
体内功能验证
动物模型构建 目的分子递送 机体表型变化 相关基因改变
临床应用
临床诊断应用 疾病治疗应用 药物递送应用 新型疫苗应用
外泌体的人工合成和生物合成
Jang, S.C., et al.ACS Nano, 2013. 7(9): p. 7698-710.
外泌体数据库
http://www.exocarta.org/
Exosome相关数据库 Exocarta; EVPedia; Vesiclepedia
http://www.microvesicles.org/
http://student4.postech.ac.kr/evpedia2_xe/xe/
外泌体的产生机制
外泌体研究
Exosome Precipitation
Exosome Identification
Exosome Quantification
Exosome Cytotracing
Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Apr 6;107(14): 6328-33.
外泌体研究
外泌体的鉴定
1、粒径(nanoSight 300) 2、电镜(TEM)或免疫电镜 3、Western blot(CD63、 CD9、CD81、TSG101等) 4、ELISA 5、流式
外泌体的应用领域
Conlan, R.S., et al. Trends Mol Med, 2017. 23(7): p. 636-650.
Wen, S., et al. Leukemia, 2016. 30(11): p. 22212231.
外泌体的研究思路
外泌体的研究套路
Exosome分离
Exosome RNA Exosome 蛋白 Exosome粒径 Exosome鉴定
生物分子筛选
Microarray RNA-seq 质 谱检测 WB or QPCR
Exosome临床应用-糖尿病治疗
胞外囊泡诱导胰岛β细胞的产生，且这种细胞可有效 调节糖尿病小鼠的血糖浓度
Oh, K., et al. ACS Nano, 2015. 9(12): p. 11718-27.
Exosome临床应用-慢性皮肤损伤
富含血小板的血浆（PRP）已广泛用于治 疗慢性伤口，因为其含有由血小板分泌 的大量生长因子。 已经证明源自PRP（PRP-Exos）的外泌 体包含来自血小板的主要生长因子。 这项研究表明这些外泌体可能发挥PRP的 功能。
外泌体的人工合成和生物合成
自组装蛋白质纳米笼（nanocages），以一种类似于一些病毒的方式从人类细 胞释放到小囊泡中。 这种生物材料称为“包膜蛋白纳米笼”（EPNs），是可编码的纳米材料，可 以在细胞之间转移分子。
Votteler, J., et al. Nature, 2016. 540(7632): p. 292-295.
外泌体的功能
Nat Cell Biol. 2015 Jun;17(6):709-11.
外泌体&免疫调控
多种癌症类型通过分泌一种叫做 miR-214的肿瘤特异性miRNA促进 调节性T细胞 (regulatory T cell,Treg)扩增，导致了宿主免疫抑 制和快速的肿瘤生长。
Yin, Y., et al. Cell Res, 2014. 24(10): p. 1164-80.
Exosome临床应用-载药
Alvarez-Erviti, L., et al. Nat Biotechnol, 2011. 29(4): p. 341-5.
Akao, Y., et al. Mol Ther, 2011. 19(2): p. 395-9.
Exosome临床应用-载药
Tominaga, N., Y. Yoshioka, and T. Ochiya. Adv Drug Deliv Rev, 2015. 95: p. 50-5.
外泌体的疾病诊断
Expert Rev Mol Diagn. 2016 Feb 18
外泌体-胰腺癌早期诊断
2015年1月，发表于Nature的一篇文 献表明， GPC1（多糖磷脂酰肌醇聚 糖-1 ）在胰腺癌个体血液外泌体中含 量特别丰富，能够以100％的准确率 和敏感性诊断出早期和晚期胰腺癌。
Melo, S.A., et al. Nature, 2015. 523(7559): p. 177-82.
Exo- miR21
Xiao, J., et al. Cell Death Dis, 2016. 7(6): p. e2277.
液体活检
液体活检尚处于科研阶段，在国外临床阶段的项目也在少数，市场化更少。 CTC、ctDNA也可以作为肿瘤检测的重要标志物，三者结合，互相补充，对肿 瘤做到更加精确的诊断。
外泌体研究思路解析
目录
1. 外泌体介绍 2. 外泌体的临床应用 3. 外泌体的载药与疾病治疗 4. 外泌体的研究思路与套路
外泌体是什么？
Exosomes是直径约为30-150nm，在蔗 糖梯度中浮力密度在1.10-1.21g/ml之间的小 囊泡，主要为wk.baidu.com脂双分子层结构，外膜上含有 磷脂酰丝氨酸。
The Scientist - Théry (201
外泌体进入细胞的机制
a) exosomes自身与细胞质膜融合，将“货物”释放进入胞质； b) exosomes上的配体与受体细胞膜上的受体结合，进入受体细胞后； c)exosomes上的配体与受体细胞膜上的受体结合，能起到信号传导作用；
外泌体的分离&富集
Exosomes还含有细胞类型特异的标记蛋白，这种蛋白 分子由分泌exosomes的细胞所决定；
核酸组分： Exosomes内还能够包裹mRNA、miRNA、 lncRNA、mtDNA，并转动至其它细胞中发挥 生物学作用， Exosomes所包裹的内容物也是 细胞类型特异的。
外泌体的功能
Exosomes可以由多种细胞类型(免疫细胞、心血管细胞、神经细胞、干细胞、 肿瘤细胞)释放，因此，exosomes也会参与多种生理或病理过程，如抗原呈递、 RNA转运、组织修复、神经退行性疾病、肿瘤转移、代谢重建等。
发病机理 作用方式 分子机制
分子标志 临床诊断 治疗靶标
递送效率 药物靶选 靶向治疗
外泌体课题研究
疾病机理 分子诊断 药物递送
Exosome
纯化
技术服务 相关产品 试剂研发
分离、鉴定 功能、示踪
分离试剂 鉴定方法 示踪病毒 功能检测
方法研发 试剂研发
Thery, C., et al. Curr Protoc Cell Biol, 2006. Chapter 3: p. Unit 3.22.
外泌体内容物
蛋白组分： 细胞骨架蛋白、信号转导相关蛋白、代谢酶类、 抗原结合提呈相关蛋白
典型的exosomes标记蛋白有： 四跨膜蛋白超家族，如CD9、CD63、CD81等； 细胞质蛋白，如肌动蛋白(actin)、钙磷脂结合蛋白 (annexins)； 参与生物功能的分子，如凋亡转接基因2互作蛋白 X(ALIX)、肿瘤易感基因101蛋白(TSG101)、热休克蛋 白(HSP70、HSP90)； 整合素。
Exosomes天然存在于体液中，包括血液、 唾液、尿液、脑脊液和母乳，外泌体 (Exosome)是活细胞分泌的、来源于晚期核内 体(也称为多囊泡体 )的膜性囊泡。
Tan, A., J. Rajadas, and A.M. Seifalian. Adv Drug Deliv Rev, 2013. 65(3): p. 357-67.
外泌体参与肿瘤转移
肿瘤来源的外泌体，携带 的整合素分子决定了肿瘤 转移的器官倾向性
Hoshino, A., et al. Nature, 2015. 527(7578): p. 329-35.
外泌体参与肿瘤耐药
Exo-miR21
Au Yeung, C.L., et al. 2016. 7: p. 11150.
外泌体应用于诊断的临床试验
Conlan, R.S., et al. Trends Mol Med, 2017. 23(7): p. 636-650.
外泌体应用于治疗的临床试验
Conlan, R.S., et al. Trends Mol Med, 2017. 23(7): p. 636-650.
Exo-miR106a
Zhao, Q., et al. Oncotarget, 2016. 7(16): p. 21865-74.
外泌体-衰老的生物标记物
Exo- miR24-3p
Machida, T., et al. Int J Mol Sci, 2015. 16(9): p. 21294-309.
Exosome RNA Purification
Exosome RNA Amplication
Exosome RNA Identification
外泌体研究
Differential screening
Data analysis
Function exploration
gain/loss of function
外泌体&血管生成
EV参与新生血管生成过程的调 节
Gai, C., et al. Histol Histopathol, 2016. 31(4): p. 379-91.
外泌体参与伤口愈合
Exosome可促进伤口愈合
Rani, S. and T. Ritter. Adv Mater, 2016. 28(27): p. 5542-52.
外泌体-胰腺癌早期诊断
2017 A microRNA signature in circulating exosomes is superior to exosomal glypican-1 levels for diagnosing pancreatic cancer.
外泌体-乳腺癌循环生物标记物
外泌体在生物体内的意义
Exosome中含有细胞特异的蛋白、脂质和核酸，能作为信号分子传递给其他细胞从而 改变其他细胞的功能。 Exosome在体内存在的广泛性和获取的便捷性，已经成为了疾病诊断治疗的潜在有效 方式，在精准医学发展上有着光明的前景。
Annu Rev Physiol 2015 [Epub ahead of print]