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外泌体是一类微小胞泡，广泛存在于人类和其他生物体内。它们最初被视为细胞废物的一部分，忍辱负重了几十年后，在近年突然崛起一雪前耻，在药物递送、液体活检、肿瘤治疗、医疗美容等领域异军突，揭示了外泌体的重要性和广泛应用的潜力。 本文将介绍外泌体的定义、形成机制以及其在生物学研究、疾病诊断和治疗等方面的重要作用，展示外泌体的巨大潜力和前景。 外泌体的首次发现在是1983年，由加拿大麦吉尔大学生物化学系教授Rose M.Johnstone研究小组在体外培养的绵羊红细胞上清液中发现的，在当时该研究小组只是认为这是一种有膜结构的细胞小囊泡，并且觉得这种小囊泡能够把细胞生长发育过程中不必要的蛋白质从一个细胞携带至另一个细胞，这样就很快被断定小囊泡是细胞代谢的“垃圾”。但随着研究的不断深入，在1987年的时候Johnstone研究小组再次把小囊泡命名为“exosomes”外泌体。一直到2013年，经过近30年的不断深入探索，外泌体在细胞间运输调控的机制被再进一步深入挖掘，也因此美国科学家（James E. Rothman、Randy W. Schekman）和德国科学家（Thomas C. Südho）共同获得2013年诺贝尔生理医学奖。 外泌体指的是一种直径范围在30至200纳米之间的微小胞泡，由细胞膜包裹而成。外泌体在细胞内通过内质网和高尔基体等器官的协同作用形成，并通过分泌途径释放到细胞外。 外泌体可作为细胞间的信息传递媒介，通过携带细胞表面受体、核酸、蛋白质和生物活性分子等物质，将信号传递给其他细胞，调节细胞功能和相应生理过程。外泌体携带了丰富的生物分子信息，包括DNA、RNA、蛋白质等，这些分子在多种疾病的发生和发展中起到重要作用。通过检测外泌体中的特定标志物，可以实现早期诊断和疾病监测，为个性化治疗提供依据。本身具有良好的生物相容性和稳定性，可以作为药物递送系统应用于治疗。将药物封装进外泌体内，可以提高药物的稳定性和生物利用度，并减少药物对正常细胞的损伤。外泌体中的生物活性分子可以促进组织修复与再生，包括刺激血管生成、减轻组织炎症反应和促进细胞增殖等。因此，外泌体在组织工程和再生医学领域具有巨大的应用潜力。 其实外泌体我们人体内细胞在特定刺激的条件下分泌的微小细胞外囊泡，直径通常会在30-100纳米之间，它最重要的一个作用就是能够让细胞之间进行相互交流和影响，而且它广泛存在并分布于我们人体的各种体液中，并且能携带和传递重要的信号分子和远程锁定和调节细胞的修复、生长和分化，就好比是一位优秀的指挥官的存在，每天很熟练地去指导身体进行自我修复。 外泌体是细胞分泌的胞外囊泡的一种，它的主要成分是磷脂双分子层和携带相关内容物，所以并非是所有的细胞分泌出来的囊泡都可称之为外泌体。现在普遍是采用超速离心法去提取外泌体，将细胞培养上清液通过0.22um孔径大小的过滤器，接着再进行下一步的超速离心，之所以采用这个方法的原因是可以减少外泌体制剂的污染，并且同时能够使其中较大的囊泡从滤液中有效分离。外泌体的提取可以从多种体液中提取出来，如人的血液、尿液、精液和唾液等地方提取，也可以通过从多种细胞培养上清液中提取。 外泌体的分离主要有超高速差速离心法、密度梯度离心法、分子排阻色谱法、超滤法、聚合物沉淀法、免疫亲和捕获法、微流控技术、试剂盒法等8种方法，每种方法所依据的原理不同，都存在不同的优缺点。 超速离心法：是迄今为止应用最广泛的技术，也是外泌体分离的“金标准”。超速离心法是基于溶液中不同物质的沉降系数差别，通过超速离心将不同物质在不同转速下沉降下来，从而达到分离外泌体的目的，但超速离心耗时较长并且对设备的要求较高。 密度梯度离心法：是基于外泌体密度（1.13~1.21 g/mL）与其他杂蛋白密度不同的原理，设置不同浓度梯度的缓冲液，通过离心将外泌体与其他杂蛋白分开，从而实现外泌体的提取，该种方法的提取纯度较高但过程非常繁琐，耗时较长。 超滤法：是利用不同截留相对分子质量（MWCO）的超滤膜进行选择性分离，小分子物质会被过滤到膜的另一侧，而大于膜孔径的高相对分子质量物质则截留在超滤膜上。这种方法比较简单高效，也不影响外泌体的生物活性，但缺点是外泌体可能会阻塞过滤孔，导致膜的寿命减短，分离效率较低。此外，截留在膜上的外泌体间也会发生粘附，导致产量降低。 免疫亲和法：是基于抗原-抗体原理磁珠或滤膜将外泌体分离的方法，该方法可以获得单一的外泌体亚型，但其产量较低。 聚合物沉淀法：是聚合物通过“劫持”水分子，从而造成外泌体溶解度的降低，进而在低速离心条件下发生沉降，但是外泌体和杂蛋白会聚集在一起并离心沉淀下来，因此纯度不高。 分子排阻色谱法：是利用分子尺寸大小来分离外泌体的色谱分离技术，大分子物质不能进入凝胶孔，只能沿多孔凝胶间的缝隙流出色谱柱，所以它的流程较短，流速较快，而小分子物质能进入大部分凝胶孔，所以它的流程较长，而对应流速较慢，通过外泌体和其他蛋白质等颗粒大小的不同来分离出高纯度的外泌体。但是该方法耗时较长，不适合大量样本的处理。 微流控技术：是近年来多学科多领域交叉所产生的一种新兴技术，使用微管道（尺寸为数微米到数百微米）处理或操纵微小流体（体积为纳升到阿升）分离外泌体，具有分离速度快、纯度高、集成度高等优点，但制作工艺复杂、外泌体产量少的缺点限制了其应用的范围。 试剂盒法：近年来市场上已经出现了各种商业化的外泌体提取试剂盒，基于的原理多种多样，因其不需要特殊的设备，操作简便，随着产品的不断更新换代，提取效率和纯度逐渐提高，所以逐渐取代了超速离心等方法。但市场上各类产品的纯化效果良莠不齐，不适用于大批量样本的处理，并且成本较高。 |
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