外泌体是一种具有磷脂双分子层膜的囊泡状纳米颗粒，广泛存在于血浆、尿液等各种体液中。外泌体携带了源于母细胞的核酸、蛋白和代谢物等多种生物分子，且由于受到质膜的保护，外泌体中蛋白质的修饰形态更为稳定，因此能够更精准反应机体的生理和病理状态，是疾病标志物筛选的理想来源。由于外泌体在复杂生物样本中的丰度较低，现有的外泌体的分离方法不能满足于大量临床样本分析的需求。
近日，受助于π-HuB计划种子项目、国家自然科学基金及国家重点研发计划等基金的联合支持，吉林大学胡良海教授联合美国普渡大学陶纬国教授和复旦大学张莹教授，开发了外泌体高通量捕获和原位蛋白质分析的一体化平台，以题为“High-throughput capture and in situ protein analysis of extracellular vesicles by chemical probe-based array”在线发表在Nature Protocols上。
图1两亲性超分子探针与外泌体磷脂双分子层膜的相互作用示意图
研究团队设计了一种两亲性超分子探针，该探针可与外泌体的磷脂双分子层膜进行多价相互作用（图1），将探针修饰在硝酸纤维素膜上可实现对临床体液样本中外泌体的高通量阵列捕获，克服了传统超速离心方法分离效率和纯度低的问题，为其规模化的临床应用提供了保障。通过细胞水平的糖代谢标记和点击化学反应，该方法可拓展至外泌体表面蛋白的糖基化修饰研究。将所发展的外泌体阵列与高通量的移液工作站联用，可在30分钟内实现96例临床血浆样本中外泌体的自动化捕获，3小时内完成外泌体蛋白的多重免疫荧光印迹检测（图2），该平台为临床大队列样本中疾病标志物的筛选提供了新的解决方案，将有力推动基于外泌体的液体活检研究。
图2外泌体阵列对血浆外泌体的高通量捕获与原位蛋白免疫分析该研究实验设计和论文撰写过程中得到了吉林大学校长张希院士、超分子化学生物研究中心主任张文科教授和澳大利亚麦考瑞大学王玉玲教授的指导与帮助。胡良海教授团队申报的“肝癌外泌体标志物的队列蛋白质组学筛选与高通量阵列分析”受到2022年度种子项目的支持，资助额度为100万元。在π-HuB计划的支持下，前期研究成果已分别在Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62(19), e202213938“Hot Paper”; Anal. Chem. 2023, 95(5), 2812-2821“Cover Picture”; J. Proteome Res. 2023, 22(7), 2516-2524“Front Cover”和J. Proteome Res. 2024, doi:10.1021/acs.jproteome.4c00508上发表。π-HuB计划种子项目旨在充分依托国际大科学计划总部核心支撑平台，以优势机时资源和强大数据分析能力为国内外科研团队提供高质量服务，共同开展科学研究与交流合作。种子项目资助范围包括但不限于蛋白质组前沿技术、重大疾病蛋白质组、人类重要生理过程蛋白质组、重要模式生物蛋白质组等研究方向。参考文献：High-throughput capture and in situ protein analysis of extracellular vesicles by chemical probe-based array, Nat Protoc. 2024 Oct 22. doi: 10.1038/s41596-024-01082-z. 原文链接：https://doi.org/10.1038/s41596-024-01082-z
