外泌體是包含了復雜 RNA 和蛋白質的小膜泡，是細胞間信號傳輸的載體。多種細胞在正常及病理狀態下均可分泌外泌體，它們廣泛存在于血液、唾液、尿液、腦脊液和乳汁等體液中，參與細胞間通訊。近年來，外泌體的研究熱度持續攀升，已成為當前生命科學和基礎醫學研究的一大熱點，在 2023 年國家自然科學基金獲批項目中，外泌體研究相關項目的總數近 390 個，立項的總金額突破 1.5 億元。但由于外泌體的尺寸（ 30~200 nm ），常規的光學顯微鏡無法對其進行成像分析，因此很少有技術能夠對單個外泌體進行物理表征和蛋白分型。 美國 NanoView Biosciences 公司推出的全自動外泌體熒光檢測分析系統 ExoView 系統，采用了特殊的 SP-IRIS 成像技術，只需要少量樣品即可一次完成外泌體計數、粒徑、蛋白表達、蛋白共定位、亞群分布的分析。全自動外泌體熒光檢測分析系統 ExoView 于 2018 年被推出后，便引起了外泌體領域科研工作者的廣泛關注，目前在全球已近 100 多個實驗室采用該技術，發表文獻超過 270 篇。進入 2023 年，使用 ExoView 發表的論文出現井噴性增長，到11月份已經發表了超過 85 篇。本文選取了一篇在高水平期刊《Science Advances》發表的比較有代表性的文章，來說明 ExoView 在神經元外泌體研究領域的具體應用。全自動外泌體熒光檢測分析系統 ExoView 系統
案例解析 神經源性外泌體 ( NDEV ) 是神經系統疾病的潛在生物標志物，但是尚未有具體研究驗證其作為分子靶點的可靠性。Yang You[1]等使用超分辨率顯微鏡和生化分析技術，證明了 ATPase Na+/K+ 轉運亞基 α3 ( ATP1A3 )與 NDEV 生物標記物 NCAM1 和 L1CAM 相比，ATP1A3在從人神經元、大腦、腦脊液和血漿中分離的外泌體 ( EV ) 中顯著大量表達。此外，免疫沉淀的 ATP1A3+ 腦源性外泌體的蛋白質組學分析顯示，與 NCAM1+ 或 LICAM+ 外泌體相比，與阿爾茨海默病 ( AD ) 相關的突觸標記物和內容物蛋白的富集度更高。 單顆粒分析顯示，在 AD 樣本的血漿中淀粉樣蛋白-β 陽性的 ATP1A3+ 外泌體的數量升高，因此與其他血漿生物標志物相比，檢測淀粉樣蛋白-β 可以更準確地診斷 AD。總之，ATP1A3 是從生物體液中分離 NDEV 用于診斷研究的可靠靶點。
其中，研究人員使用全自動外泌體熒光檢測分析系統-ExoView對人的興奮性神經元 ( iNeurons )、腦組織 ( Brain )、腦脊液 ( CSF ) 來源的外泌體進行分析，并使用 ATP1A3、NCAM1 和 L1CAM 的熒光抗體進行熒光標記。iNeuron-EV 的結果顯示與 NCAM1 和 L1CAM 相比，在被芯片的抗體捕獲的外泌體中 ATP1A3 + 百分比更高，特別是被 CD9 抗體捕獲尤其明顯（ 圖 1A 和 1B ）。然而被 CD9 和 CD81 抗體捕獲的 Brain-EV 中的 NCAM1+ 百分比較高，被 CD63 抗體捕獲的 Brain-EV 和 CSF-EV 的 ATP1A3+ 顆粒更高（ 圖 2A ），熒光成像圖也驗證了這樣的結論（ 圖 2B ）。總之，這些結果表明人的神經元來源的外泌體具有異質性。
圖1. ExoView檢測人的興奮性神經元來源的外泌體的數量和進行熒光成像
圖2.ExoView檢測人的腦組織、腦脊液來源的外泌體的數量和進行熒光成像
在上述這篇文章中，科學家借助美國 NanoView Biosciences 公司研發的全自動外泌體熒光檢測分析系統-ExoView，在無需純化，操作簡單的條件下直接檢測了樣本中的外泌體，且一次結果直接輸出外泌體粒徑，絕對數目，蛋白表型，不同亞群的含量、多色熒光成像圖，為外泌體的檢測做出了重要貢獻。
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■ 南方醫科大學在《Chemical Engineering Journal 》發表文章
■ 南方醫科大學珠江醫院在《Bioengineering & Translational Medicine 》發表文章
■ 上海大學在《Journal of extracellular vesicles 》發表文章
■ 中國科學院深圳先進技術研究院在《Lab on a Chip 》發表文章
■ 北京天壇醫院、國家納米科學中心、北京航空航天大學在《Advanced Science 》發表文章
■ 同濟大學附屬上海市肺科醫院、上海思路迪轉化醫學團隊在《Journal of Nanobiotechnology 》發表文章
■ 山東千佛山醫院在《NANO LETTERS 》發表文章
■ 陜西師范大學在《Food & Function 》發表文章
■ 南京大學在《Frontiers in Cell and Developmental Biology 》發表文章
■ 中山大學在《ACS NANO 》發表文章
■ 北京理工大學在《Acta Pharmaceutica Sinica B 》發表文章
■ 中南大學湘雅二醫院在《International Journal of Nanomedicine 》發表文章
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參考文獻：
[1] Yang You …& Tsuneya Ikezu. (2023) ATP1A3 as a target for isolating neuron-specific extracellular vesicles from human brain and biofluids. SCIENCE ADVANCES , 9, eadi3647.
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更新時間：2023-01-09
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