综述与专论: 基于核酸适配体的细胞外囊泡分离分析方法

细胞外囊泡通过参与细胞间通讯，在诸多生理病理过程中发挥着重要作用。因此，细胞外囊泡的分离分析对理解其生物学功能以及发展基于囊泡的疾病诊疗方法具有重要价值。细胞外囊泡的高效分离以及高灵敏可靠检测很大程度上取决于识别配体。核酸适配体是一类高效、特异结合其靶标分子的单链寡核苷酸。核酸适配体的易修饰和可程序化设计等特征，使其成为细胞外囊泡分离和分析的理想识别配体。为提高细胞外囊泡的分离效率，研究者们提出多种策略用于提升核酸适配体的亲和力，以及界面与细胞外囊泡的接触几率。此外，分离不同亚型的细胞外囊泡有助于理解细胞外囊泡的生物学意义。在细胞外囊泡分析方面，根据核酸适配体与细胞外囊泡识别信号的转导方式不同，分为电化学、可视化、表面增强拉曼光谱、荧光法等方法。本文综述了核酸适配体的筛选以及其在细胞外囊泡分离和分析中的最新进展、挑战及未来方向。     

细胞外囊泡检测分析方法研究进展

细胞外囊泡是真核细胞和原核细胞共有的细胞间信号传递的重要媒介。细胞外囊泡可以传递蛋白质、脂质和核酸,影响供体细胞和受体细胞的生理学、病生理学功能。细胞外囊泡存在于多种体液中,当前已在血液、尿液、唾液、母乳、羊水、脑脊液、胆汁等体液中鉴定到细胞外囊泡的存在。这些体液很多是临床检测的样本,因此体液中含有的细胞外囊泡可能成为鉴定临床疾病的标志物,这引起了科研人员的极大兴趣。该综述重点关注了不同体液样品中细胞外囊泡的功能,并且针对临床样本和细胞外囊泡结构的特殊性,综述了样品收集、储存、检测等标准流程研究,为临床医生和科学家在细胞外囊泡研究中提供指引。     

细胞外囊泡研究进展

由细胞释放到细胞外环境中的来源于内体和细胞膜的多样化的膜性囊泡,统称为细胞外囊泡。这些细胞外囊泡作为细胞间转运膜和可溶性蛋白、脂质、RNA的载体,代表一种重要的细胞间通讯方式。虽然很多报道证明,多种细胞释放细胞外囊泡,并且具有一定的生理意义,但是我们目前缺乏对细胞外囊泡分子机制的深入理解,在细胞外囊泡研究的方法学以及人为调控细胞外囊泡的释放等方面也存在局限性,因此使得我们对它们在体内的生理学功能和细胞外囊泡作为疾病靶标的转化医学的研究进程缓慢。在这篇综述中,该文主要从细胞外囊泡的分类、分子细胞生物学研究、生理及病生理功能、细胞外囊泡的研究方法几个方面回顾当前细胞外囊泡领域的研究进展。     

磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸调控细胞迁移的研究进展

磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate,PIP2)是细胞膜上一种重要的磷脂酰肌醇,通过作为第二信使前体及自身信号分子的作用,控制其效应物的靶向定位和活性从而调节细胞迁移、囊泡运输、细胞形态发生、信号传导等过程.细胞迁移异常会导致人类多种疾病包括神经发育异常、阿尔茨海默病、癌症和纤毛疾病等.作为细胞骨架的调节剂,PIP2在细胞迁移的关键作用已经被广泛证实,本文将从由PIP5KIs介导的PIP2产生与踝蛋白、Rho家族小GTP酶等效应物关联调节黏附作用和肌动蛋白聚合的角度,讨论PIP2在细胞迁移中发挥作用的具体机制.     

细胞的“新细胞器”——迁移体

迁移体（migrasome）是俞立教授于2015年报道的新细胞器。迁移体是细胞迁移过程中尾部产生的收缩丝的尖端或交叉点产生出的膜性细胞器。细胞产生迁移体的过程称为迁移性胞吐（migracytosis）,介导细胞内物质的释放和细胞间远距离通讯,在斑马鱼胚胎发育及器官形成中具有重要作用。本篇综述总结了目前有关迁移体的研究进展,包括早期迁移体的发现过程,TSPAN4和胆固醇形成的宏结构域,整合素(integrin)与细胞外基质的相互作用以及特异性是迁移体发生的核心分子机制、迁移体研究的第一个活体动物模型以及迁移体具有和潜在的生理意义、血清中迁移体的研究。本篇综述还归纳了当前建立的迁移体研究方法和工具,包括迁移体纯化的方法、迁移体的鉴定方法、迁移体的分子标志物、迁移体的染料标记方法和抑制迁移体发生的小分子抑制剂等相关研究进展,为迁移体领域的研究奠定工具基础和树立标准。本综述还对迁移体这个新兴领域中的重要问题和研究方向进行展望,期待更多其他领域的科学家投入迁移体领域的研究中。     

细胞外囊泡表面蛋白冠的研究进展

细胞外囊泡是细胞释放的具有磷脂双层膜结构的天然纳米颗粒,参与体内细胞信号转导、肿瘤发生发展、免疫调节、延缓衰老等多种生理病理过程,在疾病诊断及治疗中表现出巨大潜力。既往研究认为,高纯度细胞外囊泡的制备易受杂质蛋白污染,制约了细胞外囊泡在生物标志物和药物运载系统方面的研究及转化应用。近两年,部分学者将合成纳米颗粒领域的蛋白冠这一概念引入细胞外囊泡领域,认为蛋白冠是细胞外囊泡表面的固有成分,并显著影响细胞外囊泡的生物学功能,为细胞外囊泡研究提供了新思路。概述了当前细胞外囊泡表面蛋白冠的研究现状,围绕该蛋白冠的形成过程、化学组成、生物功能、鉴定方法等展开,以期为细胞外囊泡及其蛋白冠的进一步研究提供参考。     

植物细胞外囊泡及其分析技术的进展

细胞外囊泡是细胞在生理和病理条件下通过胞吐作用释放的具有磷脂双分子层结构的纳米级囊泡。细胞外囊泡作为蛋白质、核酸、脂质和代谢物等物质的载体,能够在细胞与细胞之间穿梭,行使物质传递、信息交流的功能,是细胞间通讯的重要媒介。近年来,植物中细胞外囊泡的研究也不断深入,其研究和分析技术也取得了很大进展。本文介绍了细胞外囊泡的组成,综述了植物中细胞外囊泡的生物学功能,分析了细胞外囊泡分离与富集方法的优缺点,以及原位成像技术的应用,最后对植物细胞外囊泡研究技术发展的重点进行了展望。     

PC12活细胞中单个分泌囊泡的动态成像

囊泡的荧光标记和动态显微成像观察是研究蛋白质和膜转运机制的重要手段。采用EGFP hpNPY融合荧光蛋白标记PC12细胞的致密大囊泡 ,用全内反射和宽场荧光显微镜对PC12细胞进行成像研究。结果发现 :普通的宽场荧光成像模糊不清 ,难以观察到单个囊泡 ;而全内反射荧光成像则可清晰地分辨出呈现为离散荧光点的单个囊泡 ;并且进一步利用全内反射荧光成像直接观察到了活的PC12细胞中单个囊泡的转运、锚定及与细胞膜的融合过程 ,证实了囊泡的锚定过程是可逆的。     

细胞外囊泡及细胞外囊泡数据库

细胞外囊泡（extracellular vesicle,EV）是由细胞释放到细胞外微环境的膜性囊泡,携带母细胞来源分子,参与机体的生理和病理活动过程,鉴定其组成并研究其功能已成为研究热点。目前,对不同物种、不同组织和不同细胞来源的细胞外囊泡组份的研究,获得了大量的蛋白质、核酸、脂类和其他分子数据。为更好地使用这些数据,已有不同的研究机构建立了相应的数据库,为该领域的研究提供了便利。ExoCarta、Vesiclepedia和Evpedia数据库是目前收录数据比较全面的、最具影响力的细胞外囊泡数据库。本文将介绍这3个数据库的特点和应用,为研究者选择使用胞外囊泡数据库提供参考。     

细胞外囊泡及细胞外囊泡数据库北大核心CSCD

细胞外囊泡(extracellular vesicle,EV)是由细胞释放到细胞外微环境的膜性囊泡,携带母细胞来源分子,参与机体的生理和病理活动过程,鉴定其组成并研究其功能已成为研究热点。目前,对不同物种、不同组织和不同细胞来源的细胞外囊泡组份的研究,获得了大量的蛋白质、核酸、脂类和其他分子数据。为更好地使用这些数据,已有不同的研究机构建立了相应的数据库,为该领域的研究提供了便利。ExoCarta、Vesiclepedia和Evpedia数据库是目前收录数据比较全面的、最具影响力的细胞外囊泡数据库。本文将介绍这3个数据库的特点和应用,为研究者选择使用胞外囊泡数据库提供参考。     

微流控与细胞迁移技术的研究进展

细胞迁移在多种生理、病理过程中扮演着重要角色。在细胞迁移研究中,琼脂糖平板法、transwell小室法等因操作简单、重现性好被广泛运用于细胞迁移的体外建模。但传统方法大多是检测单因素条件下的细胞迁移情况,却忽略了血流这一重要因素对细胞迁移的影响。微流控芯片的出现不仅解决了上述难题,并能保证迁移试验在多参数条件下一步到位的完成并及进行实时观测。因此,微流控芯片将带来一场细胞迁移技术及相关领域的革命。对近10年微流控技术在细胞迁移研究中运用进行了总结。     

大葱叶片推陈出新中细胞内含物的再分配

大葱储藏过程中,新生叶片长出所需的营养来自衰老叶片储藏物质的再分配。电镜观察表明大葱叶鞘细胞结构变化表现出典型的编程性死亡特征;部分解体的原生质组分可能以囊泡迁移方式参与运输;酶定位显示在衰退叶鞘细胞的质膜、细胞壁和胞间连丝上有较高ATPase和APase活性,为该运输过程是依赖能量的主动运输补充了证据。     

大葱叶片推陈出新中细胞内含物的再分配

大葱储藏过程中,新生叶片长出所需的营养来自衰老叶片储藏物质的再分配。电镜观察表明大葱叶鞘细胞结构变化表现出典型的编程性死亡特征;部分解体的原生质组分可能以囊泡迁移方式参与运输;酶定位显示在衰退叶鞘细胞的质膜、细胞壁和胞间连丝上有较高ATPase和APase活性,为该运输过程是依赖能量的主动运输补充了证据。     

荔枝雄花性别决定过程中细胞超微结构的变化

荔枝雄花雌蕊原基在大孢子母细胞减数分裂后开始衰退.内质网历经增生扩展,穿壁相连,同心缠绕,多条平行弯曲,不规则堆叠.内质网和高尔基体产生许多囊泡,囊泡在细胞内含物的降解和运输过程中起着重要的作用.线粒体在雌蕊原基细胞衰败的前、中期数量增加,后期分批降解.过氧化物酶体在雌蕊原基细胞衰败的中期紧挨核短暂出现.细胞核的染色质凝集断裂;核周腔扩大,形成胀泡;染色质趋边,外泄.细胞原生质表现出有序的、在膜包裹下的降解,首先是核糖体,而后依次是:过氧化物酶体、内质网、高尔基体、线粒体、核.雌蕊原基的衰败历程可能是一种程序性细胞死亡的过程.     

蒜苔中大分子物质的细胞间迁移及其与细胞内含物再分配、再利用的关系

以贮存蒜苔为材料,研究了在茎苔衰退与顶端珠蒜成长过程中物质的再分配,及其在显微、亚显微结构上的反映。观察到类 P-蛋白丝状物在衰退细胞中的形成及其经胞间连丝在薄壁细胞间、薄壁细胞与韧皮部之间进行运转的多种迹象,提出了大分子物质以集装囊泡的形式进行运输的新论点。进一步发现大分子物质在质外体(导管与细胞间隙)中存在与迁移状态;初步论证了它们与导管堵塞物在质上的差异;指出在特定生理状态下,质外体提供的“自由空间”作为大分子物质主动迁移途径的可能性。     

肿瘤细胞迁移特性及细胞迁移能力表征

细胞运动特征及其变化主要受细胞自身状况和微环境二方面的影响,细胞适应不同环境的运动响应方式存在差异,在二维培养基质上细胞迁移方式主要分为个体迁移和群体迁移,而在三维培养基质中其迁移模式主要为间充质迁移和阿米巴迁移.肿瘤细胞因其结构功能状况异常,在上述环境中的迁移特征出现不同程度的异化,其主要倾向为顽固、无目的和侵袭性的迁移运动.对细胞的迁移能力进行量化表征,有助于对细胞迁移本质的进一步认识.根据细胞培养环境的不同,分别介绍了二维和三维培养基质上细胞的不同迁移模式及肿瘤细胞的迁移运动特征,以及测量细胞迁移能力的体外测试手段和方法,并分析总结了这些方法的优缺点.     

蓝舌病毒释放机制的研究进展

蓝舌病毒(Bluetongue virus,BTV)作为由媒介昆虫库蠓传播的引起反刍动物蓝舌病(Bluetongue,BT)的病原微生物,同时也是研究无囊膜病毒(Non-enveloped virus)释放机制的经典模型。文中以BTV侵染细胞及组装为始,对BTV诱导细胞自噬并通过多囊泡体以细胞外囊泡形式释放、BTV诱导细胞凋亡而裂解释放、BTV从质膜出芽释放的不同途径以及BTV关键非结构蛋白NS3在调控BTV释放过程中作用机制的研究进展进行综述,为进一步了解BTV感染、增殖、释放的分子机制提供参考。     

VEGF-A及其不同异构体在肾脏疾病中的研究进展

血管内皮生长因子-A(vascular endothelial growth factor-A,VEGF-A)是重要的血管生成因子,肾脏足细胞与上皮细胞是分泌VEGF-A的主要细胞类型,在肾脏病理生理过程中发挥重要作用.近年来随着对VEGF-A不同异构体功能的深入研究,以及对细胞外囊泡(extracellular ve...     

地钱卵发育超微结构和细胞化学的研究

采用电镜和细胞化学技术对地钱(Marchantia polymorpha)卵发生过程进行了研究,根据卵发生过程中细胞化学和超微结构特征可将卵发育过程分为幼卵、中期卵和成熟卵3个阶段.幼卵阶段,卵细胞、腹沟细胞及颈沟细胞间有发达的胞间连丝,但卵与腹沟细胞间的胞间连丝很快退化,幼卵细胞内具大量透明的囊泡,均匀分布于细胞质中;卵发育中期,突出特征是卵细胞质内产生嗜锇性的脂滴,位于囊泡中,与此同时,腹沟细胞退化,其细胞质内产生大型囊泡,囊泡内分泌物与卵细胞外的物质类似,呈PAS反应阳性,表明该物质应为多糖类;卵成熟时,腹沟细胞和颈沟细胞完全退化,卵细胞外包被大量粘性多糖类物质,卵细胞核表面不规则,产生明显的核外突,众多的小泡围绕着细胞核,脂滴聚集成簇,卵细胞内其他细胞器不易区分.卵发育过程中,质体不含淀粉粒,线粒体退化,高尔基体相对发达.地钱卵发育的这些特征显著区分于蕨类植物.     

细菌外膜囊泡(OMV)研究进展

外膜囊泡（outer membrane vesicles,OMV）是在细菌生命活动中不断从细菌细胞表面脱离而形成的功能性囊泡,其内部含有蛋白质、脂质和核酸等成分,具有多种特殊的生物学功能,在细菌-细菌和细菌-宿主相互作用中起着关键作用。虽然大多数OMV的研究都是关于动物病原菌,但最近OMV在植物-细菌相作领域的作用已逐渐被揭示。本文围绕OMV的发现、产生、成分,以及在发病和应激过程中,特别是OMV在植物-细菌相作中生物学功能的相关研究进展进行阐述,为细菌外膜囊泡的分子机理与应用研究提供思路,并为广泛开展微生物外膜囊泡的研究提供参考。