二分式尺寸排阻层析法分离人血清细胞外囊泡的方法学建立及其应用示例

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细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是细胞自然分泌的无复制能力的具双分子磷脂层的颗粒物,具有细胞间通讯功能,在疾病诊断、预后和治疗中具有重要意义。本课题组前期建立了一种二分式尺寸排阻层析法(size-exclusion chromatography,SEC)法,可实现FBS中EVs的快速分离。本研究利用人血清为样本,对常用于EVs分离的SEC柱填料Sepharose CL系列进行了比较,并对10 m L和20 m L柱床条件下的柱分离效果进行了检测。我们评估并确认20 m L CL-6B SEC分离柱达到了本研究的最佳条件,蛋白质与EVs分离度(resolution,Rs)为1.83。在20m L+CL-6B柱床参数条件下,1 m L人血清样品中可分离获取EVs颗粒数(1.32±0.5)×1012个,EVs组织分的颗粒/蛋白比率达到(1.2±0.9)×10~9 particles/μg protein,其所制备EVs纯度优于q EV试剂盒。免疫印迹分析结果亦显示,本方法分离得到EVs组分中含EVs标记物Integrin、Sytenin,且白蛋白、HDL等杂质可被有效去除。纳米颗粒示踪分析(Nanoparticle tracking analysis,NTA)结果显示本方法分离所得EVs颗粒大小基本介于50-200 nm之间,电镜下亦显示出30-200 nm杯装结构。作为应用示例,我们利用二分式SEC法对结直肠癌患者血浆中EVs和蛋白质组分进行了分离,发现miR-21更多地富集于蛋白质组分、而不是EVs组分中。HBV miR-3是首个在血浆EVs中发现的由乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)编码的micro RNA。我们的前期研究表明,在慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)患者外周血EVs中,HBV miR-3的含量或可补充pg RNA用于评价乙肝病毒储存库转录活跃程度。作为另一个应用示例,本研究构建了HBV miR-3过表达的Huh-7细胞模型,并用二分式SEC法分离其培养上清中的EVs和蛋白质组分。我们发现HBV miR-3在胞外亦更多地富集于蛋白质组分、而不是EVs组分。综上,本研究建立了一种适用于临床的人血清EVs分离的二分式SEC方法,相比常规SEC方法,其可简便的获得高纯度EVs。利用该SEC,本研究还发现,以往被认作EVs内容物的miR-21和HBV miR-3,更多地存在蛋白质组分而非EVs中。
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