几乎所有类型的细胞都会将细胞外囊泡（EV）作为细胞间通信的一种手段释放出来。EVs中个通常含有多种成分，包括蛋白质、脂类、细胞因子、碳水化合物、DNA 和来自供体细胞的 RNA。最近的研究报道对 EVs 在中枢神经系统中的功能进行了研究，揭示了它们在调节神经发生、突触形成和神经退行性变等生理过程中的关键作用。在病理情况下，EVs 通过将病理蛋白从细胞转移到细胞，也与神经退行性疾病（如阿尔茨海默病，AD和帕金森病，PD）有关。例如，EV可携带折叠/聚集错误的蛋白质，包括淀粉样β肽（Aβ）、微管相关蛋白tau（tau）和α-突触核蛋白。此外，EVs 还可作为携带细胞类型特异性生物标记物的载体，用于诊断、干预和治疗中枢神经系统（CNS）疾病。然而，从临床生物样本中分离 EVs 的方法尚未完全优化或标准化，妨碍了进一步研究的开展。
近日，来自梅奥诊所和波士顿大学的研究者们以人脑组织为研究材料，针对不同的细胞外囊泡分离方法开展了比较研究，以期推动脑组织来源细胞外囊泡分离策略的优化和标准化。相关研究论文以“Comprehensive characterization of human brain-derived extracellular vesicles using multiple isolation methods: Implications for diagnostic and therapeutic applications” 为题，于8月10日在线发表于Journal of Extracellular Vesicles。
目前，基于不同原理已开发出多种 EV 分离方法，包括离心-超速离心、蔗糖梯度超速离心、尺寸排阻色谱（SEC）、超滤、聚合物沉淀、免疫亲和捕获和非对称流场-流分馏等。其中，蔗糖梯度超速离心（SG-UC）基于蔗糖的密度和缓冲特性，可以提高颗粒的纯度，被广泛用于富集生物样本中的 EV 群体。SEC可以根据颗粒的大小进行分离，这使得大于70纳米的EV可以通过色谱柱与更小的颗粒和可溶性蛋白质分离。基于亲和力的 MagCapture Beads（MagE）可通过特异性捕获 T 细胞免疫球蛋白和含粘蛋白结构域 4（Tim-4）的蛋白质来富集 EV，该蛋白质可与 EV 表面富集的磷脂酰丝氨酸结合。
用于分离 EVs 的大多数方法都已应用于各种类型的生物体液或细胞系培养上清液，研究的开展使我们能更好地了解中枢神经系统-EV 的基本功能和 EV 含量特征。然而，为了更全面地了解通过EV分泌和摄取介导的生理和病理过程，直接从脑组织中检索和分析EV至关重要。因此，作者们的研究旨在使用三种不同的方法（SG-UC、SEC 和 MagE）全面比较从老龄人脑颞叶皮质中分离出的 EVs 的产量、形态、亚型和蛋白质货物组成。研究结果表明，通过透射电子显微镜和纳米粒子跟踪分析（NTA）评估，与SEC和MagE方法相比，SG-UC方法产量最高，收集到的EV更大。对来自三种不同分离方法的EV样本进行的串联质量标签（TMT）质谱定量分析共鉴定出1158种蛋白质，其中SG-UC法对常见EV蛋白质的富集效果最好，非EV蛋白质的污染较少。此外，SG-UC 样品富集了与 ATP 活性和中枢神经系统维护相关的蛋白质，并含有丰富的神经元和少突胶质细胞分子。相比之下，MagE样本更富集于与脂蛋白、细胞-基质连接和小胶质细胞有关的分子，而SEC样本则高度富集于与细胞外基质、阿尔茨海默病和星形胶质细胞有关的分子。最后，作者们利用超分辨率显微镜和流式细胞术进行了单颗粒分析，从而验证了蛋白质组学结果。最终研究结果表明，EV 分离方法的选择会极大地影响 EV 表征和分子谱分析，进而影响下游应用。
不同脑组织来源细胞外囊泡分离方法的对比总结
（编者注：利益冲突部分，所有作者声明无相关利益冲突）
Ref: Comprehensive characterization of human brain-derived extracellular vesicles using multiple isolation methods: Implications for diagnostic and therapeutic applications. Journal of Extracellular Vesicles
