TrAC：功能化纳米材料在外泌体分离分析方面的应用进展

外泌体是由细胞分泌的、有双层脂质膜包裹着的囊泡结构，其内携带了包含脂质、核酸、蛋白质和代谢物等多种生物分子，具有沟通联络作用，是细胞长程通讯方式之一。研究表明，外泌体在众多疾病包括癌症发生发展过程中发挥了重要的作用。因此，外泌体研究对揭示生理和病理情况，发展治疗靶点或者疾病指标具有重要意义。此外，外泌体良好的稳定性和独特的物质交换能力也使得其在靶向载药等疾病治疗方面展现出巨大的应用潜力。外泌体经由各种细胞分泌后广泛地存在于血液、尿液、唾液等体液以及不同的器官组织中，为外泌体的研究提供了丰富的样本资源。然而，它们所面临的复杂生理环境使其难以进行直接分析。因此，外泌体的高效富集技术成为了外泌体研究的重点和难点，对外泌体研究的发展起着关键性作用。

复旦大学邓春晖教授（点击查看介绍）团队和复旦大学附属中山医院沈锡中教授（点击查看介绍）团队合作开发基于功能纳米材料分离外泌体新方法，对外泌体及其修饰蛋白质组、糖组和代谢组连续分离分析方面进行了一系列研究，并取得了良好的研究成果。近期，邓春晖教授团队和沈锡中教授团队在国际著名期刊TrAC Trends in Analytical Chemistry 上发表了题目为“Functionalized nanomaterials in separation and analysis of extracellular vesicles and their contents”的综述论文，基于近年来国际著名期刊上发表的众多关于外泌体分离分析方面研究报道和自己团队的部分研究成果，全面综述了纳米材料在外泌体富集及其内含物分析方面的研究进展，旨在通过材料、化学、医学领域的共同努力，进一步促进外泌体的研究及其疾病相关生物分子标志物的发现，助力精准医学发展。

基于功能化纳米材料的外泌体及其内含物分离分析概览

传统的外泌体分离技术如超速离心法、差速离心法、密度梯度离心法、体积排除色谱法、超滤法、沉淀法等均可实现一定程度上的外泌体分离，但存在不同局限性。例如，超速离心和体积排除色谱需要较长的分离时间和昂贵的设备。而且超速离心主要用于外泌体的广泛分离，却难以分离外泌体子类别或者单个外泌体。相比起来，基于纳米材料的外泌体分离方法可以通过纳米材料的灵活设计用于不同目标导向的外泌体分离分析研究，包括以快速研究大量外泌体的普遍特征为目的的高通量富集分析，以及深度研究外泌体的异质性的单外泌体分析。此外，近年来各种检测技术均被用于外泌体及其内含物的分析，而纳米材料被证明与这些检测方法具有很强的兼容性，有利于对外泌体的多重分析。下图示为纳米材料在外泌体及其内含物分离分析应用的总观图。如图所示，在本文中，作者首先对总体外泌体的分离分析进行了系统总结归纳，包括不同功能化的纳米材料的构筑和应用性能等。然后详细介绍了基于不同检测技术的单个外泌分离分析研究方法。最后对外泌体中各种内含物的分析进行了讨论。作者最后对功能化纳米材料在外泌体分离及其内含物分析方面的研究进展、面临的挑战和发展方向进行了总结和展望。

这一成果近期发表在TrAC Trends in Analytical Chemistry 上，文章的通讯作者为复旦大学化学系邓春晖教授，复旦大学附属中山医院沈锡中教授团队成员孙念荣副研究员和云南大学胡旭芳老师，第一作者为复旦大学张宁硕士。相关工作得到国家重点研发项目和国家自然科学基金的资助。

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Functionalized nanomaterials in separation and analysis of extracellular vesicles and their contents

Ning Zhang, Haolin Chen, Chenjie Yang, Xufang Hu, Nianrong Sun, Chunhui Deng

Trends Anal. Chem., 2022, 153, 116652. DOI: 10.1016/j.trac.2022.116652

导师介绍

邓春晖

https://www.x-mol.com/university/faculty/9653 

沈锡中

https://www.x-mol.com/university/faculty/69018