2013年諾貝爾獎中,美國科學家詹姆斯·羅斯曼等三人發(fā)現(xiàn)了細胞的囊泡運輸調(diào)控機制,外泌體是囊泡的其中一種。
外泌體(exosomes)是一種能被機體內(nèi)大多數(shù)細胞分泌的微小膜泡,具有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構,直徑大約為30-150nm(頭發(fā)絲的1/1000)。
外泌體廣泛存在并分布于各種體液中,攜帶和傳遞重要的信號分子,形成了一種全新的細胞-細胞間信息傳遞系統(tǒng),影響細胞的生理狀態(tài)并與多種疾病的發(fā)生與進程密切相關。
其主要來源于細胞內(nèi)溶酶體微粒內(nèi)陷形成的多囊泡體,經(jīng)多囊泡體外膜與細胞膜融合后釋放到胞外基質(zhì)中。
干細胞分泌的外泌體,可以通過囊泡,將干細胞的精華部分,打包運輸出干細胞體外,從而參與各種細胞活動。
臍帶是干細胞的豐富來源。一條人的臍帶可以產(chǎn)生估計數(shù)量為1000萬的華通氏膠(Wharton’s jelly)來源的間充質(zhì)干細胞。傳至第6代,使用3D培養(yǎng)和TFF可生產(chǎn)為6×10^13個外泌體。對于臨床前小動物研究,每只小鼠用10^9-10^11個外泌體進行計算,一條臍帶可以提供足夠的外泌體來治療600-60,000只小鼠。因此,大規(guī)模動物研究可能由來自單個臍帶分離的低代數(shù)(6代以下)間充質(zhì)干細胞的外泌體來生產(chǎn)。
干細胞外泌體如何獲得:
1. 細胞培養(yǎng):首先需要培養(yǎng)產(chǎn)生外泌體的細胞,比如肝細胞、肺細胞、腎細胞、干細胞等。根據(jù)不同的細胞類型,需要采用不同的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件。
2. 細胞收集:當細胞達到一定密度后,可以將其收集下來。如果需要純化外泌體,建議使用低血清或無血清培養(yǎng)基,以避免血清蛋白對外泌體的干擾。
3. 離心:將細胞培養(yǎng)物離心,去除細胞碎片和大顆粒物質(zhì)。通常建議使用低速離心(例如300×g)和高速離心(例如10,000×g)進行兩次離心,以確保去除雜質(zhì)。
4. 超速離心:將上述離心液用超速離心(例如100,000×g)離心,收集上清液,此時上清液中應當含有外泌體。
5. 洗滌:用PBS等緩沖液洗滌上清液,去除殘留的蛋白和雜質(zhì)。
6. 再次離心:將洗滌后的上清液再次進行超速離心(例如100,000×g),去除雜質(zhì)和殘留緩沖液。
7. 外泌體收集:將上述離心液中的沉淀物收集下來,即為外泌體。
檢測外泌體,以下是幾種常用的方法:
電子顯微鏡(EM):EM是檢測外泌體最直接的方法之一。使用EM可以觀察到外泌體的形態(tài)和大小,但無法獲得外泌體內(nèi)部的詳細信息。
免疫印跡(Western blot):Western blot是檢測外泌體中特定蛋白的一種方法。首先需要使用抗體識別外泌體中的蛋白,然后使用化學發(fā)光或染色方法檢測抗體結(jié)合的蛋白。
流式細胞術(flow cytometry):流式細胞術可以檢測外泌體的大小和數(shù)量。首先需要將外泌體標記上熒光染料,然后使用流式細胞儀檢測熒光信號。
納米粒子追蹤技術(nanoparticle tracking analysis):納米粒子追蹤技術可以用于檢測外泌體的大小和數(shù)量。該技術使用激光追蹤納米粒子的運動軌跡,從而推斷出外泌體的大小和濃度。
上述方法各有優(yōu)缺點,具體應用時需要根據(jù)實驗需求選擇合適的方法進行檢測。
大規(guī)模培養(yǎng)干細胞需要用到的耗材:
. 10L|20L耐高溫高壓儲液桶
. 100mm|150mm細胞培養(yǎng)皿
. 250ml|500ml|1000ml方形試劑瓶
. T150|T175|T225細胞培養(yǎng)瓶、五層細胞培養(yǎng)瓶
. COP西林瓶
. 1、2、5、10層細胞工廠
. 250ml|500ml大容量錐形離心管
. 凍存管及其他常規(guī)耗材
. 各規(guī)格杯式濾器