目的細胞外囊泡包括外泌體和微囊泡,是由細胞分泌的具有磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)的納米小泡。細胞外囊泡作為蛋白質(zhì)、mRNA、miRNA、脂質(zhì)等信息物質(zhì)在細胞間轉(zhuǎn)運的載體,是細胞與細胞間通訊的重要媒介。目前各種可視化成像方法已經(jīng)用于研究細胞外囊泡特性及其在生理病理進程中的作用,然而,受限于細胞外囊泡納米級的大小和高度異質(zhì)性的特點,人們對其生物學(xué)特征和功能認知仍然十分有限。本文從細胞外囊泡起源、分離、動態(tài)觀測等不同階段出發(fā),著重論述了細胞外囊泡成像方法,討論不同策略的優(yōu)勢與不足。我們提出了單細胞、單囊泡水平的研究是今后細胞外囊泡研究的前沿方向。 

【文章來源】：南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報. 2020,40(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【圖文】：

細胞外囊泡產(chǎn)生、傳遞及靶細胞攝取

與細胞表面質(zhì)膜來源的囊泡不同，外泌體起源于胞內(nèi)多泡小體外排，且尺寸更小，原位成像更加困難。透射電子顯微鏡（TEM）通過電子束透過超薄樣品反映樣品信息，具有更高的分辨率（<1 nm），是分析細胞內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)的有力工具。因TEM特有的優(yōu)勢，使其成為目前研究外泌體在胞內(nèi)形成、發(fā)展成熟、內(nèi)容物分選最直接的成像工具[33-35]。結(jié)合免疫膠體金技術(shù)，TEM可以在形貌表征同時進一步獲得分子生物學(xué)特征。圖2E展示的是小鼠海馬內(nèi)細胞外泌體在分泌出細胞前多泡小體的典型TEM圖像，呈現(xiàn)單層膜嵌套結(jié)構(gòu)，腔體內(nèi)為不同尺寸腔內(nèi)體[36]。然而，受限于儀器，樣品制備復(fù)雜，視野有限，檢測通量低等不足，TEM并不能滿足外泌體起源的研究。因此，基于不同結(jié)構(gòu)生物標志物免疫熒光的激光共聚焦顯微鏡被廣泛用于外泌體生物過程研究（圖2F)[37]。但是，受限于光學(xué)顯微鏡衍射極限[38]，激光共聚焦顯微鏡下納米尺度的胞內(nèi)體結(jié)構(gòu)只是呈現(xiàn)熒光斑點，并不能反映更加詳細的內(nèi)部信息。此外，胞內(nèi)外泌體生物發(fā)生研究過程中，所選胞內(nèi)體等細胞器蛋白標志物并不完全具備“特異性”，如常用來表示多泡小體的蛋白標志物CD63在溶酶體中同樣高表達[39]，因此基于免疫熒光的激光共聚焦顯微鏡技術(shù)并不能準確反應(yīng)其完整過程。1.3 分離后細胞外囊泡成像方法

目前，納米粒子追蹤分析（NTA）是最常用的細胞外囊泡定量方法[56-57]。它是一種光學(xué)粒子跟蹤方法，用于檢測溶液中粒子的濃度及大小分布。細胞外囊泡在NTA視野下呈現(xiàn)散射光斑（圖3E），通過追蹤單個囊泡布朗運動軌跡，根據(jù)Strokes-Einstein方程可以計算出溶液下樣品粒徑及濃度分布（圖3F)[58]。值得注意的是，NTA是非特異性檢測，并不能將細胞外囊泡同溶液中納米氣泡、蛋白聚集物、不溶性顆粒等雜質(zhì)區(qū)分開[59]，且檢測準確度受限于人為設(shè)定的檢測參數(shù)[60]。1.4 細胞外囊泡動態(tài)成像方法


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