化学探针-细胞外囊泡分析I 基于化学探针的阵列对细胞外囊泡的高通量捕获和原位蛋白分析

学术   2024-11-18 20:01   湖北  
研究进展细胞外囊泡(EVs)是一种很有前途的疾病诊断的无创生物标志物的来源,具有磷脂双层的小颗粒,携带核酸、蛋白质和代谢物,由细胞自然分泌,在调节免疫反应、疾病发病机制以及癌症生物学等生物过程中发挥着关键作用,EV中携带的疾病相关生物分子,可以激活信号转导途径,诱导受体细胞的细胞改变,从而调节疾病的发展。从生物液体中分离EV可以通过如超离心、聚合物沉淀和尺寸排除色谱等方法实现。随后使用凝胶电泳、流式细胞术和质谱等技术分析其所含物质。然而,大量的EV和其他非EV颗粒的共存会使分类工作复杂化。对从体液中纯化和特异性分离EV或脂蛋白提出了相当大的挑战。此外,含有高丰度异质蛋白的EV样本很难通过蛋白质组学等非靶向检测策略进行检测。生物液体中EV的低水平是检测和捕获方法的关键限制,特别是在处理大量临床样本时;这些限制阻碍了生物液体中EV的有效检测和分析。

解决方案为了解决以上问题,作者开发了一种两亲性-树枝状大分子超分子探针(ADSP)作为亲和矩阵。ADSP由两性霉素BAMB)分子功能化的高度支链球状树状大分子组成。AMB的多烯结构插入EV的脂质相,通过范德华力和其他分子间力与脂质和固醇相互作用,形成自组装的超分子结构。树突状分子主链允许多个AMB分子与EV相互作用,促进多价EV捕获。将EV捕获到ADSP阵列后,用荧光抗体探测EV,以测量EV表面蛋白的相对表达,随后使用纳米颗粒跟踪分析(NTA)和纳米流细胞术等标准方法进行洗脱和表征。ADSP阵列平台使用了化学技术此外,通过集成自动移液工作站和孔印迹装置,可以实现广泛的生物样本的高通量样本分析,使该平台兼容大量样本的临床测试。除了捕获EV外,该平台还可通过探测翻译后修饰(PTM)功能组来检测EV中的PTMs水平。

1:第一阶段:ADSP的合成,并将ADSP涂覆在NC膜上;第二阶段:使用ADSP阵列从血浆、尿液或细胞培养基中捕获ev的示意图;第三阶段:使用单一抗体或双抗体对EV蛋白进行免疫印迹,以进行比较表达分析。

结论总之,本工作介绍了一种方法来促进从微量样品中进行EV的高通量分析,将两亲性树枝状大分子超分子探针(ADSP)涂覆在硝化纤维素膜上,用于阵列捕获,实现了原位免疫印迹分析。并进一步演使用分析由代谢标记引入的叠氮化物基团的特殊糖基化。在该方案中,ADSP的合成和ADSP硝化纤维素膜阵列的制造可以在同一天完成。通过30分钟的孵育,从生物或临床样本中有效捕获EV,然后在3小时窗口内进行免疫印迹分析,从而为EV分离和EV蛋白及其修饰的原位靶向分析提供了一个高通量平台

参考文献 Feng X, Shen A, Zhang W, et al. High-throughput capture and in situ protein analysis of extracellular vesicles by chemical probe-based array. Nature protocols, 2024, DOI:10.1038/s41596-024-01082-z.

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