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Small:羊奶外泌体作为天然纳米颗粒 用于炎症反应的光学成像

外泌体是细胞衍生的纳米囊泡,在炎症过程和免疫反应中具有细胞间信号传导作用。近日,来自西班牙Gregorio Marañón健康研究所的研究人员在Small杂志发表论文,对羊奶外泌体在健康小鼠中的理化特性、蛋白质组学和生化特征进行了充分表征,实现了通过光学成像来检测炎症反应。  
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细胞外囊泡 (EVs) 是没有复制能力的信号粒子,由细胞释放到生物体液中,控制着细胞间通讯。在这些分泌的粒子中,外泌体是最小的 EVs 之一 (30-150 nm) 并且是内体起源的。外泌体在不同细胞类型之间携带和交换蛋白质、脂质、miRNA或DNA。这些纳米级EV 在不同的生物过程中具有重要作用,包括肿瘤转移和组织再生,并已作为不同疾病的预后标志物。
鉴于外泌体具有转运功能,目前研究者们正在考虑将外泌体作为用于诊断和治疗的新型药物,尤其是作为药物递送系统(DDS)。传统上,药物递送的应用已被各种合成纳米颗粒所覆盖,主要是脂质体。目前生物功能化纳米颗粒临床应用的障碍包括缺乏批次间的可重复性和毒性。由于外泌体的天然来源、磷脂质双层结构和纳米尺寸,越来越多的人提议将天然衍生的纳米颗粒(例如外泌体)作为合成纳米颗粒的替代品,以克服其中的一些限制。
在可能的来源中,与培养液或血浆相比,奶源的外泌体以其易于生产和高样本量而进入研究人员视线。人们可以获得高产量、无害且具有成本效益的非肿瘤的外泌体。此外,奶源外泌体在健康模型中的无毒和非免疫原性行为已经得到证实,以及它们作为化疗/化学预防剂载体的应用。尽管这些特征已经在人、猪、大鼠、骆驼和马等不同奶源的外泌体中进行了评估,但是在羊奶外泌体尚未得到研究。
除了EV在癌症治疗中的巨大潜力外,奶源外泌体还涉及通过 miRNA 运输调节炎症过程。此外,奶源外泌体被巨噬细胞迅速捕获,这是巨噬细胞与中性粒细胞一起在检测到外来物质时进行的清除活动的一部分生物活动。这种自然靶向及其纳米尺寸保证了奶源外泌体可用于诊断和治疗疾病中的炎症反应,例如动脉粥样硬化、慢性阻塞性肺疾病、哮喘和癌症。
在这项工作里,研究人员从羊奶中分离了外泌体,进行完整的物理化学表征,并进一步评估它们在检测炎症过程中作为天然纳米探针的用途。这种评估是在体内外实验里通过荧光标记和光学成像进行的。外泌体用商业化荧光基团sulfo-Cyanine 5 和 BODIPY-FL 共价标记建立了新的纳米探针。共聚焦成像、流式细胞术和比色测定的体外研究证实了纳米探针的内化以及它们在巨噬细胞群 RAW 264.7 中不具有细胞毒性。小鼠腹膜区域的光学成像证实了其中一种纳米探针在体内定位炎症过程的能力。体内成像揭示了炎症性腹膜区域的外泌体摄取。腹膜炎渗出液的流式细胞分析证实了巨噬细胞和中性粒细胞群的摄取。这些结果支持羊奶外泌体作为天然探针在炎症检测中的应用前景。
参考文献:Goat MilkExosomes As Natural Nanoparticles for Detecting Inflammatory Processes ByOptical Imaging. Small. 2021 Dec 2:e2105421. ​

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