ACS Nano | 泪液外泌体可诊断包括癌症以内的多种疾病
原创 图灵基因 图灵基因 2022-08-12 10:54 发表于浙江
收录于合集#前沿分子生物学技术
早在2020年，神户大学研究生院工学研究科的竹内俊文教授、医学部附属医院的谷野裕一特命教授和佐佐木良平教授，以及System Instruments公司的滨田和幸等人组成的研究团队，开发了以泪液中的细胞外囊泡外泌体为生物标志物的新乳腺癌检测技术TearExo。乳腺癌检查目前利用乳腺X光机造影进行诊断，多使用大型装置，而且需要医生阅片，需要较长时间才能出结果，而且检查就诊者承受的身体负担较大。最近以患者体液中的细胞外囊泡外泌体为生物标志物的液体活检技术受到了关注。利用液体活检可以减轻就诊者的负担，有望提高癌症的早期发现率和癌症筛查率。
有报告显示，外泌体与癌症的转移和恶化有关，是诊断癌症的极为重要的标志物，常被用于液体活检。一般来说，外泌体分析法需要进行复杂的预处理，很难快速进行分析。不过，如果能开发出以高灵敏度简单检测体液中的癌细胞外泌体的新方法，将会成为一种非常有效的癌症检测法。
最新开发的一种纳米膜系统，可快速从泪液中获得高产量和纯度的外泌体。该系统被称为iTEARS，可以使临床医生更有效地诊断许多疾病和病症，并且侵入性更小。
Luke Lee博士和Fei Liu博士领导了该平台的开发，“通过快速分离系统进行整合泪液外泌体分析”。发表在《ACS Nano》上的一篇题为“Discovering the Secret of Diseases by Incorporated Tear Exosomes Analysis via Rapid-Isolation System: iTEARS”的文章对此进行了详细介绍。
外泌体是由体内细胞产生的小囊泡。它们含有反映其组织起源的各种蛋白质、脂质、核酸和代谢物。在疾病期间，外泌体的含量可能反映细胞或组织状态的改变，并可作为诊断的有用生物标志物。
“由于外泌体被认为是诊断生物标志物的有吸引力的来源，我们假设泪液外泌体也可以反映生理和病理条件的变化。”研究人员写道。事实上，此前有报道称泪液外泌体含有与免疫反应、干眼症、多发性硬化症等疾病以及乳腺癌检测和治疗相关的分子。
此外，泪液非常适合样本采集，因为可以快速、无创地采集液体，尽管一次只能采集少量。
到目前为止，由于样本处理和分析的实际局限性，在临床应用泪液外泌体方面取得的进展微乎其微。为了克服这些局限性，研究小组采用了他们之前开发的用于从尿液和血浆中分离和分析外泌体的纳米膜系统。
新系统iTEARS旨在处理少量泪液。它通过使用振荡压力流在纳米多孔膜上过滤泪液以减少堵塞，在短短五分钟内分离出外泌体。来自外泌体的蛋白质可以在它们仍在设备上时用荧光探针标记，然后转移到其他仪器进行进一步分析。还从外泌体中提取核酸并进行分析。
基于对提取蛋白的蛋白质组学分析，研究人员成功地区分了健康对照组和患有各种类型干眼病的患者。值得注意的是，他们表明CALML5、KRT6A和S100P对干眼症的分类特别有用。
同样，他们还研究了糖尿病视网膜病变患者和非糖尿病视网膜病变患者泪液外泌体中的microRNA。他们表明miR-145-5p、miR-214-3p、miR-218-5p和miR-9-5p在糖尿病视网膜病变发展过程中失调，这表明iTEARS可以帮助追踪疾病进展。
该团队表示，这项工作可能会导致仅使用眼泪就可以对多种疾病进行更灵敏、更快、侵入性更小的分子诊断。
“我们的iTEARS将成为一个强大的平台，通过泪液中的外泌体发现各种疾病的生物标志物，并了解临床发病机制，以建立基于泪液外泌体的精准医学。”研究人员写道，“我们还相信iTEARS可用于改进分子诊断，使用眼泪来研究眼部疾病、全身性疾病以及许多其他神经退行性疾病和癌症。”
