2013年诺贝尔奖中,美国科学家詹姆斯·罗斯曼等三人发现了细胞的囊泡运输调控机制,外泌体是囊泡的其中一种。
外泌体(exosomes)是一种能被机体内大多数细胞分泌的微小膜泡,具有脂质双层膜结构,直径大约为30-150nm(头发丝的1/1000)。
外泌体广泛存在并分布于各种体液中,携带和传递重要的信号分子,形成了一种全新的细胞-细胞间信息传递系统,影响细胞的生理状态并与多种疾病的发生与进程密切相关。
其主要来源于细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体,经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质中。
干细胞分泌的外泌体,可以通过囊泡,将干细胞的精华部分,打包运输出干细胞体外,从而参与各种细胞活动。
脐带是干细胞的丰富来源。一条人的脐带可以产生估计数量为1000万的华通氏胶(Wharton’s jelly)来源的间充质干细胞。传至第6代,使用3D培养和TFF可生产为6×10^13个外泌体。对于临床前小动物研究,每只小鼠用10^9-10^11个外泌体进行计算,一条脐带可以提供足够的外泌体来治疗600-60,000只小鼠。因此,大规模动物研究可能由来自单个脐带分离的低代数(6代以下)间充质干细胞的外泌体来生产。
干细胞外泌体如何获得:
1. 细胞培养:首先需要培养产生外泌体的细胞,比如肝细胞、肺细胞、肾细胞、干细胞等。根据不同的细胞类型,需要采用不同的培养基和培养条件。
2. 细胞收集:当细胞达到一定密度后,可以将其收集下来。如果需要纯化外泌体,建议使用低血清或无血清培养基,以避免血清蛋白对外泌体的干扰。
3. 离心:将细胞培养物离心,去除细胞碎片和大颗粒物质。通常建议使用低速离心(例如300×g)和高速离心(例如10,000×g)进行两次离心,以确保去除杂质。
4. 超速离心:将上述离心液用超速离心(例如100,000×g)离心,收集上清液,此时上清液中应当含有外泌体。
5. 洗涤:用PBS等缓冲液洗涤上清液,去除残留的蛋白和杂质。
6. 再次离心:将洗涤后的上清液再次进行超速离心(例如100,000×g),去除杂质和残留缓冲液。
7. 外泌体收集:将上述离心液中的沉淀物收集下来,即为外泌体。


检测外泌体,以下是几种常用的方法:
电子显微镜(EM):EM是检测外泌体最直接的方法之一。使用EM可以观察到外泌体的形态和大小,但无法获得外泌体内部的详细信息。
免疫印迹(Western blot):Western blot是检测外泌体中特定蛋白的一种方法。首先需要使用抗体识别外泌体中的蛋白,然后使用化学发光或染色方法检测抗体结合的蛋白。
流式细胞术(flow cytometry):流式细胞术可以检测外泌体的大小和数量。首先需要将外泌体标记上荧光染料,然后使用流式细胞仪检测荧光信号。
纳米粒子追踪技术(nanoparticle tracking analysis):纳米粒子追踪技术可以用于检测外泌体的大小和数量。该技术使用激光追踪纳米粒子的运动轨迹,从而推断出外泌体的大小和浓度。
上述方法各有优缺点,具体应用时需要根据实验需求选择合适的方法进行检测。
大规模培养干细胞需要用到的耗材:
. 10L|20L耐高温高压储液桶
. 100mm|150mm细胞培养皿
. 250ml|500ml|1000ml方形试剂瓶
. T150|T175|T225细胞培养瓶、五层细胞培养瓶
. COP西林瓶
. 1、2、5、10层细胞工厂
. 250ml|500ml大容量锥形离心管
. 冻存管及其他常规耗材
. 各规格杯式滤器