外泌体是一种直径约为40-120nm,具有脂质双层膜结构的分泌型膜泡,可携带蛋白质,转运核酸,主要参与细胞间物质和信息的转导,与人类的正常生理活动以及疾病的发生紧密相关。由于外泌体会进入所有主要体液(包括血液和尿液)中,并携带重要的细胞信息,因此成为潜在生物标志物的新来源。检测肿瘤病人外周血中外泌体的特异性内容物,可用于诊断、预后和用药指导。
Bio-Rad 为外泌体的研究和分析提供了分子生物学和细胞学的技术手段。
一、QX200微滴式数字PCR系统
对于外泌体携带的特异性核酸成分的分析,Bio-Rad QX200微滴式数字PCR(Droplet Digital PCR, ddPCR)系统可提供对靶标核酸的准确绝对定量结果。
QX200 ddPCR系统使用Bio-Rad专利的微流控技术对荧光PCR反应体系进行微滴化处理,将靶标核酸分子随机分配进各自独立且高度均一的油包水(W/O)微滴中;经PCR扩增至终点后,系统以分子计数的方式实现对靶标核酸序列的绝对定量且不依赖标准曲线(见图1)。
ddPCR技术作为最新的核酸定量检测方法,其技术优势包括更高的检测灵敏度、更高的数据精密度和分辨率、更高的重复性和再现性;用于对外泌体中的DNA/RNA进行准确定量分析,其灵敏度能够准确检出低至单拷贝的靶标分子。
通过高灵敏的ddPCR对外泌体中靶标核酸进行定量分析,可帮助深入了解外泌体如何参与细胞信号的转导,探索外泌体如何参与到机体免疫应答、抗原提呈、细胞迁移、细胞分化;还可以从另一个维度评估肿瘤异质性和肿瘤微环境,了解克隆和转移的起源,以及评估肿瘤治疗的疗效和预后。
图1. 微滴式数字PCR工作流程
二、ZE5流式细胞仪
外泌体远小于细胞,难以表征和研究。当前外泌体微泡快速,高通量,多参数的主流分析方法仍为流式分析法。通过流式细胞术的方法检测外泌体主要的挑战来自于:仪器本身的电子噪音、电压的设定、鞘液的纯净程度和机器对不同群体的识别分离度。此外,由于外泌体散射光信号弱,传统流式散射光检测灵敏度低,需借助荧光标记才可分析外泌体微泡。Bio-Rad性能卓越的ZE5流式细胞分析仪可以克服这些困难,一般通过流式细胞术检测外泌体需要手动调整硬件、严苛的仪器校准、数小时的鞘液净化和复杂的数据分析。 ZE5高端流式细胞分析仪实现了简化的工作流程,消除了当前外泌体研究的这些障碍(图2)。通过使用ZE5的内置功能,任何实验室都可以研究外泌体和其他小颗粒。无关染色方法、表面还是囊内标记,ZE5都能显示出对小颗粒识别的最佳灵敏度。
图2. ZE5检测外泌体的结果