新技术丨一种血浆外泌体及相关标志物的快速分离鉴定方法

循环中的外泌体是癌症相关RNA和蛋白质生物标志物的主要来源，将有助于癌症的早期检测、液体活检以及即时诊断应用。不幸的是，由于外泌体体积小（50-150nm）密度低，所以非常难以从血浆中分离和纯化出来外泌体。目前已有的分离方法繁琐耗时长，都不太可能转化应用于诊断上。为了解决这个问题，来自圣地亚哥大学的研究人员研发了一种交流电动（alternating current electrokinetic，ACE）微阵列芯片装置，可以从未稀释的人血浆样品中快速分离胶质细胞瘤的外泌体。 ACE装置仅需要较小的血浆样品（30-50μL），并能够在15分钟内将外泌体集中到ACE微电极周围的高场区域。简单的缓冲洗涤便可以去除大量血浆物质，使外泌体浓缩在微电极上。整个分离过程和芯片荧光分析在30分钟内就可以完成，而且随后可以对外泌体蛋白进行免疫荧光检测，并可对其中的mRNA进行RT-PCR分析。这些结果证明了ACE装置能够简化外泌体分离和纯化的过程，显着减少了整个处理步骤的数量和所需的时间。这项研究成果发表在7月3日最新的ACS Nano杂志上。

图：ACE微阵列芯片富集血浆来源外泌体的示意图（顶部视角和横截面视角）

在研究过程中，研究人员利用ACE微阵列芯片装置对外泌体和周围血浆间的介电性质的差异，从未稀释的血浆中分离出来了胶质细胞瘤外泌体。整个过程用时少于30分钟，其中的步骤包括添加血浆样品、AC分离、洗涤过程和外泌体膜和RNA的标准荧光检测。在最初的研究中，研究人员将体外培养的胶质母细胞瘤细胞系来源的外泌体和细胞外囊泡加入到缓冲液和人血浆中，以消除囊泡本身的性质和最终实验结果的各种不确定性。通过扫描电子显微镜（SEM）验证了ACE微电极上外泌体和EV的存在及其物理结构。此外还进行了外泌体和EV及相关RNA的芯片（原位）荧光分析以及免疫荧光分析，鉴定了外泌体特异性的CD63和TSG101蛋白。然后研究人员从ACE芯片中洗脱下来外泌体和EV，提取RNA，并进行RT-PCR分析，鉴定了β-actin mRNA和胶质细胞瘤特异性突变的EGFRvIII mRNA。

ACE装置是一种强大的癌症诊断技术，特别适用于快速分离外泌体及其相关RNA和蛋白质。它也可以应用于其他EV和纳米级实体等生物标志物的检测。该技术为液体活检提供了快速的从采样到检测的衔接系统，为癌症患者的治疗监测以及最终的早期疾病检测奠定了基础。

参考文献：Ibsen SD, Wright J, Lewis JM, Kim S, Ko SY, Ong J, Manouchehri S, Vyas A, Akers J, Chen CC, Carter BS, Esener SC, Heller MJ. Rapid Isolation and Detection of Exosomes and Associated Biomarkers from Plasma. ACS Nano. 2017 Jul 3.