外泌體,作為細胞間通訊的重要載體,近年來在臨床醫(yī)學精準治療領域中引起了廣泛的關注。外泌體含有豐富的活性物質,可以調控細胞間的信息交流,在藥載遞送、無細胞治療、疾病診斷方面具有潛在的技術應用藍海。
目前可以通過差速離心、過濾、免疫親和、層析、流式細胞分選、密度梯度離心等多種手段大致分離出不同的細胞外囊泡亞群,再利用外泌體示蹤技術追蹤外泌體在體內的分布和歸宿,以及它們與細胞的相互作用,在細胞治療領域中具有重要作用。
親脂性染料可以與外泌體的脂質雙層膜穩(wěn)定結合,直接使用熒光染料(如PKH26、PKH67、DAPI、DiO等)標記外泌體,通過熒光顯微鏡觀察和分析外泌體,染色效果較好,是目前較為常見的示蹤方法。

圖1.染料標記外泌體染色效果
通過將外泌體表面或內部的核酸(如miRNA、siRNA等)標記為熒光探針或放射性標記物,利用核酸雜交或放射性測量等技術來追蹤外泌體的運輸和內部化過程。
利用特定的抗體或標記蛋白(如GFP、Luciferase等)標記外泌體表面的特定蛋白質,通過免疫熒光染色或酶活性測量等方法來追蹤外泌體的位置和內部化情況。例如,外泌體的特定蛋白 CD63 和綠色熒光蛋白 GFP 的表達元件構建成質粒再包裝到慢病毒中,隨后用此慢病毒感染細胞,使細胞分泌的外泌體帶有綠色熒光,如下圖2。

圖2.用 GFP 標記的外泌體分別與 SH-SY5Y、BV2細胞共培養(yǎng)
利用磁性納米顆粒(如超順磁性鐵氧體顆粒)標記外泌體,通過磁共振成像或磁力測量等技術來追蹤外泌體的位置和內部化過程。

圖3.USPIO標記外泌體的體內核磁共振成像
使用放射性同位素(如99mTc、125I等)標記外泌體,通過放射性測量技術(如放射性計數或正電子發(fā)射斷層掃描)來追蹤外泌體的位置和內部化情況。例如,研究人員用鋯 89 ( 89 Zr)標記GMP級別外泌體的定量生物分布和藥代動力學,如圖4。與熒光或生物發(fā)光成像相比,放射性核素成像因其對深部組織成像的出色靈敏度和定量測量的潛力而為生物分子治療的體內跟蹤提供了多種優(yōu)勢。

圖4.89Zr標記外泌體不同注射時間在小鼠和大鼠體內的定量分布