外泌體作為細胞間信息傳遞的重要載體,已有多項研究表明,外泌體與多種疾病的發生和發展密切相關。外泌體的各個組分如蛋白質、核酸等既可以作為疾病診斷的生物標志物,又可以成為疾病治療的靶點;谕饷隗w的液體活檢,在疾病早期診斷、預后監測以及療效評估中均具有巨大的臨床應用價值。液體活檢的目標是在1 mL血液中檢測出小于1 mm3的腫瘤。
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本期小編將帶來2022年度細胞外囊泡液體活檢及機制相關的3篇高檔次文章,包含鼻咽癌的早期診斷、COVID-19診斷和發展、LBH基因在鼻咽癌外泌體中發揮的功能及機制,三篇文章研究的疾病類型各有差異,但都在單顆粒水平外泌體表征、外泌體蛋白及特異抗體篩選等工作中,使用了納米流式檢測儀(Nano Flow Cytometry, NanoFCM),截止目前,NanoFCM已累計助力不同應用方向的客戶在知名期刊發文400+。
01 鼻咽癌的早期診斷
關鍵詞
細胞外囊泡,鼻咽癌/鼻咽炎,EB病毒,納米流式檢測儀,單顆粒分析
研究摘要
鼻咽癌(Nasophrayngeal carcinoma, NPC)是發生在鼻咽上皮部位的一種惡性腫瘤,其發生通常與EB病毒(Epstain-Barr virus, EBV)感染等因素相關,高發于東南亞和我國東南沿海地區,且大多數鼻咽癌病例均確診于癌癥晚期。除此之外,鼻咽癌常常與慢性鼻咽炎(chronic nasopharyngtitis, NPG)混淆,使得臨床醫生無法對兩類患者對癥下藥。因此亟需尋找一種更靈敏、準確的新型液體活檢標志物來實現NPC的早期診斷、區分NPC和NPG患者。
該文章突破了血液環境中腫瘤相關EVs的含量低、表面蛋白表達量低等限制因素,利用NanoFCM對循環體液中表達EBV編碼的膜蛋白LMP1和LMP2A(latent membrane protein 1/2A)的以及表達其他腫瘤標志蛋白的EVs濃度進行表征,揭示了可用于鼻咽癌早期診斷,甄別鼻咽癌、鼻咽炎及健康人的標志物組。該研究揭示了:
(01)
EBV編碼的膜蛋白LMP1和LMP2A可以作為表征鼻咽癌細胞系來源EVs的特異性標志物
(02)
血漿中的五種EVs亞群(LMP1、LMP2A、PD-L1、EGFR和EpCAM)的濃度總和EVSUM5可實現NPC的早期診斷,其靈敏度、特異度及準確度分別為92.9%、100%及96.3%
(03)
EVSUM5也可用于區分NPC與NPG患者,準確度為83.1%;
(04)
LMP1+ EVs與LMP2A+ EVs的濃度和EVSUM2可實現NPG和健康人的良好區分,準確度達82.6%以上新型標志物的臨床診斷效果均遠優于經典的VCA-IgA檢測方法。NanoFCM在癌癥的早期診斷方面展現了巨大的應用潛力,通過對特定EVs亞群的濃度分析實現了NPC和NPG的分層診斷,對于發展精準的臨床治療策略、提高臨床預后效果具有重要意義!
圖1. 基于NanoFCM的鼻咽癌診斷流程圖
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02 COVID-19診斷和發展
關鍵詞
臨床液體活檢,COVID-19,診斷,細胞外囊泡,SARS-CoV-2
研究摘要
COVID-19已迅速在全世界大流行并對人類健康造成嚴重危害。迄今為止,研究主要集中在病毒本身或對它的直接免疫反應上,很少以新冠感染者的外泌體為切入點展開研究。
本研究提出利用血清細胞外囊泡(EV)發展液體活檢,作為一種創新性和獨創性的COVID-19診斷和預后分析工具。EV作為細胞間信號傳遞的參與者,對免疫反應的影響尤其顯著。在本研究中通過對先天性和獲得性免疫血清EVs分型,同時結合SARS-CoV-2 SpikeS1陽性EVs等的表征為COVID-19感染診斷提供了一種全新的思路(實驗流程示意圖如圖2)。此外,EV還可將病毒與宿主細胞聯系起來,用于追蹤受影響的組織和疾病進展的嚴重程度。
圖2. 實驗流程示意圖
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03 肢體及心臟發育(LBH)基因在鼻咽癌外泌體中的功能及其潛在的機制
關鍵詞
LBH,外泌體,上皮-間充質轉化,血管生成,VEGFA,鼻咽癌
研究摘要
早期研究發現肢體及心臟發育(LBH)基因表達能抑制鼻咽癌的進展。遠端轉移是造成鼻咽癌治療預后不理想的主要原因,其中上皮間質轉化(EMT)和腫瘤血管生成至關重要。近期的研究發現外泌體在介導鼻咽癌進展中的作用,并試圖探索鼻咽癌外泌體的臨床應用。本文研究了LBH基因在鼻咽癌外泌體中的功能及其潛在的機制。
通過構建鼻咽癌異種移植模型,發現LBH過表達可降低血管內皮生長因子A(VEGFA)的表達和新生血管生成,上皮間質轉化(EMT)也隨之降低。本研究中,對鼻咽癌來源的外泌體進行分離、鑒定后用于體外/體內實驗,LBH過表達的細胞產生的外泌體中,LBH基因表達也顯著上升。通過慢病毒感染或質粒轉染誘導異位LBH、αB-晶體蛋白(CRYAB)和VEGFA的表達,探討其在調節EMT和血管生成中發揮的作用。在小鼠基質膠栓實驗中,加入LBH陽性的鼻咽癌外泌體可抑制小鼠體內血管生成;LBH陽性鼻咽癌外泌體抑制人臍靜脈內皮細胞(HUVECs)增殖、遷移和血管生成。通過共定位和熒光共振能量轉移(FRET)分析證實LBH、CRYAB和VEGFA之間的相互作用,ELISA結果顯示,LBH陽性的鼻咽癌外泌體處理后HUVECs和鼻咽癌細胞的VEGFA分泌均顯著降低。
該研究結果證實外泌體LBH抑制鼻咽癌微環境中的上皮間質轉化過程和血管生成,部分可能原因是通過調節VEGFA的表達、分泌和相關信號通路來實現的。因此,LBH被認為在VEGFA鼻咽癌治療中一個很有前途的治療靶點。
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