技术简介
外泌体作为细胞间通讯的关键介质,其携带的蛋白质直接反映了来源细胞的生理病理状态,是液体活检和功能机制研究的理想靶标。然而,外泌体样本量稀少、蛋白丰度低、且易受高丰度背景蛋白(如血清白蛋白)干扰,对蛋白质组学分析提出了特殊挑战。
我们依托高分辨质谱平台,结合外泌体高效富集与微量蛋白样本前处理技术,建立了"提取-质控-酶解-质谱-生信"全流程外泌体蛋白质组学分析体系。无论您是寻找疾病标志物、解析外泌体功能,还是进行工程化外泌体质控,均可获得深度覆盖、精准定量的蛋白组数据。
技术原理
外泌体蛋白质组学采用"高纯提取 → 高效酶解 → 高敏质谱"的技术链条:
核心优势
深度覆盖
单次鉴定1000-3000+蛋白,中低丰度蛋白占比高
精准定量
Label-free/TMT/DIA多种策略,批次CV<15%
微量适配
最低仅需5-10 μg总蛋白(约100 μL血清外泌体)
全程质控
QC样本+内标,提供原始谱图与质控报告
功能挖掘
GO/KEGG/PPI/GSEA,直接关联生物学功能
应用场景
- 肿瘤外泌体标志物筛选(早诊/预后) — 从患者血清/血浆外泌体中筛选差异表达蛋白,用于肿瘤早期诊断、疗效监测及预后评估
- 神经退行性疾病脑脊液外泌体机制研究 — 分析阿尔茨海默病、帕金森病等患者脑脊液外泌体蛋白组,揭示疾病相关信号通路
- 干细胞外泌体修复因子鉴定 — 鉴定间充质干细胞外泌体中促进组织修复的关键蛋白因子,为无细胞治疗提供依据
- 工程化外泌体药物装载质控 — 对工程化改造的外泌体进行蛋白组分析,验证药物装载效率及外泌体完整性
- 尿液外泌体肾病活动度监测 — 通过尿液外泌体蛋白组动态监测肾脏疾病进展,实现无创评估
收样指南
| 样本类型 | 推荐起始量 | 最低起始量 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 细胞上清 | ≥200 mL | 150 mL | 收集前更换无外泌体血清或无血清培养基;48-72 h后收集 |
| 血清/血浆 | ≥2 mL | 1 mL | 建议EDTA抗凝管收集血浆;避免溶血、脂血;采集后30 min内离心分离,分装冻存 |
| 尿液 | ≥50 mL | 20 mL | 建议晨尿中段尿;可添加蛋白酶抑制剂(PMSF) |
| 脑脊液 | ≥1 mL | 500 μL | 珍贵样本,可配合SEC法提高得率 |
| 组织裂解液 | ≥200 mg(组织块) | 100 mg | 组织离体后迅速冻存于液氮,匀浆后需离心取上清 |
温馨提示:所有样本建议分装后-80℃保存,干冰运输。如需提供外泌体提取服务,请提前沟通样本情况。
研究案例
Dynamic release of extracellular particles after opening of the blood-brain barrier predicts glioblastoma susceptibility to paclitaxel
研究背景与挑战
临床痛点:液体活检在脑肿瘤中的应用受到血脑屏障(BBB)限制分子通过的挑战。胶质母细胞瘤(GBM)是成人最常见且最恶性的原发性脑肿瘤,影像学评估治疗响应不可靠,亟需实时、可量化的生物标志物。
外泌体/细胞外颗粒蛋白组学技术应用
在I期临床试验(NCT04528680)中,利用颅骨植入式低强度脉冲超声联合微泡(LIPU/MB)短暂开放BBB,每3周联合紫杉醇治疗。作为探索性目标,研究团队开发并验证了用于捕获GBM患者循环肿瘤源性细胞外颗粒(EVP)的微流控芯片(GlioExoChip),结合蛋白组学、NTA、Western Blot和扫描电镜进行表征。
• 样本来源:GBM患者循环EVP
• 蛋白组学:对GBM患者与健康个体的循环EVP进行蛋白组学分析
• 验证手段:单细胞RNA-seq验证基因的肿瘤来源,体外实验验证紫杉醇敏感细胞系的EVP释放
主要研究发现
• 成功开发捕获平台:GlioExoChip微流控平台可高效捕获循环GBM EVP,利用GBM表面磷脂酰丝氨酸表达与Annexin-V化学结合。
• 蛋白组谱特征:GBM患者循环EVP的蛋白表达谱与健康个体存在显著差异,scRNA-seq证实其肿瘤起源。
• 治疗响应预测:LIPU/MB联合紫杉醇治疗后,紫杉醇敏感的胶质瘤细胞呈现凋亡和剂量依赖性EVP释放;循环EVP释放的变化与GBM患者的总生存期显著相关。
研究意义
本研究成功开发了一种高效的微流控平台用于捕获循环GBM EVP,首次证明BBB开放后的EVP释放可预测紫杉醇治疗后的结局。该策略为GBM提供了一个实时替代生物标志物,在影像学评估不可靠的疾病中具有重要临床转化价值。