一网打尽 - 外泌体miRNA研究策略、经典案例、数据库-2019.12.17
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如果miRNA神器只能推荐一个,就是这个了!今天我们介绍一个数据库,这个数据库真的是研究miRNA同学的福音,我们以前介绍过很多有用的数据库,包括比较强大的mirwalk (如何从信号通路、疾病查询microRNA和靶基因?)。
但是,在这么多工具中,只有今天说的这个工具是小张个人五星推荐的,说实话,小张一开始是舍不得分享给大家的。
好了,不掉大家胃口了,这个工具强大到什么程度,大家看了就知道了。
这个数据库就是DIANA Tools:/DianaTools/index.php?r=site/page&view=software大家先看看这个网站能干什么:•miRNA与靶基因;•miRNA与信号通路;•miRNA与lncRNA;•自动分析数据;•直接根据序列(新miRNA)预测靶基因;•miRNA发表相关文章;•miRNA启动子和调控因子;•分析测序数据中miRNA和转录因子的关系是不是我们想要的功能基本都有了!而且,每个工具使用起来炒鸡简单!今天举几个例子先看看,下次我们接着介绍这个数据库。
1. microT-CDS,预测microRNA靶基因。
我们知道预测microRNA靶基因的网站太多了,像Pictar,Miranda,Targetscan等等。
但是,大家看我用mir-125在这个网站做的预测过程:第一步输入:hsa-mir-125第二步:选择hsa--miR-125b-5p然后点击箭头就好了:不仅有miRNA与靶基因的结合位置,还有物种保守性,甚至连pubmed上有没有相关文章都能自动检索,下面的检索词是自动检索的:2. LncBase v.2,根据miRNA预测lncRNA。
这个功能我们介绍过Starbase(这么强大的网站,居然还不会用?)。
进入数据库看到下面的界面:下面我们用hsa-mir-206举例,进入数据库后看到实验和预测:物种包括人、小鼠、大鼠等多个,搜索lncRNA的时候直接输lncRNA ID,也可以根据位置搜索,还能与实验模式转换。
肿瘤相关miRNA综合性分析数据库对于 miRNA 的数据库而言,之前我们介绍的 miRNA 的数据库主要还是集中在 miRNA 靶基因预测方面的。
1. [[miRactDB-肿瘤当中miRNA靶点预测数据库]]2. [[miRNANet-综合性miRNA靶基因预测数据库]]3. [[miRWalk-miRNA靶基因预测数据库]]4. [[starbase-ncRNA相互作用基因预测数据库]]5. [[miEAA-miRNA功能预测数据库]]6. [[4miRs-航母级miRNA数据库查找]]对于其在肿瘤当中的分析的数据库基本上没有介绍的。
今天就给大家介绍一个对肿瘤相关的miRNA 表达谱分析的数据库CancerMiRNome (/CancerMIRNome/#tab-1929-4)背景数据集在这个数据库当中,作者纳入了TCGA 数据库当中的miRNA测序的数据。
同时由于 miRNA也是可以用于疾病的诊断的。
所以作者就在其他的公共测序储存数据库当中寻找了以血清学为标本类型的miRNA 测序数据。
期望也可以寻找作为标志物的 miRNA。
数据库使用数据库方面的使用的话。
就是选择想要分析的 miRNA 即可。
结果呈现的话,包括了:TCGA 泛癌分析、靶基因预测、功能富集以及循环标志物分析另外对于血清 miRNA 表达数据。
还可以进行类似 LASSO 的分析来进行诊断标志物选择。
以上就是这个数据的主要功能了。
同时这个数据库提供了数据下载的功能。
但是需要注意的是,在这个数据库里面下载的数据是R 语言特定的数据。
只能通过 R 语言加载。
骨科外泌体研究套路:破骨细胞对成骨细胞的影响作者:酸菜(转载请注:解螺旋·医生科研助手)经过了几个月的闭关,全新升级版的文献精读班在今春又开班啦。
本课程涵盖多个医学生物领域,通过文献精讲传授课题选择、设计方案、开展课题的套路和实用精华技巧,学以致用,帮助大家发表高质量的文章。
今天分享的是上周六酸菜主讲的“开箱课程”核心内容。
讲述了破骨细胞外泌体中miRNA对于成骨细胞的影响。
如果大家想报名文献精读春季班的话,可以直接点击底部的“阅读原文”。
这篇Cell Discovery上的骨科文章,Cell Discovery是2014年自然出版集团(NPG)与中科院上海生命科学研究院合作的新期刊,今年影响因子估计在7、8分左右。
首先来看下今天的文章题目:其中有四个关键字:成骨细胞、破骨细胞、外泌体、miRNA,四部分连起来这篇文章也就是研究源自破骨细胞的外泌体中miRNA能够抑制成骨细胞的活性,来看看具体是怎么做的。
一、实验假说科学研究第一步就是提出假说,然后再开始证明,这也是核心的科学思想。
本文的假说如下图所示:这里面有三个核心内容,支撑起这篇文章:1、从破骨细胞来源外泌体能够被成骨细胞摄取并影响其成骨功能——阐释模型2、进一步研究发现,在破骨细胞外泌体高表达miR-214,能够负调节ATF4,抑制成骨效应——提出分子3、破骨细胞外泌体依赖于ephrinA2- EphA2信号途径影响下游效应——解释机制研究的逻辑链就是:二、结果解读本文用七张大图来呈现研究的数据,可以分为四部分:1、Fig1交代了分子的来源,并进行了对miRNA的筛选,选择了此次研究的对象miR-214;2、Fig2-Fig4是通过了离体实验验证了外泌体以及ephrinA2-EphA2信号的生物学功能;3、Fig5-Fig7是在动物模型中对外泌体miR-214做了功能鉴定,尤其是Fig7是对于治疗策略进一步深入的研究。
Fig1作者是要鉴定破骨细胞来源外泌体及miRNA,那首先就要做一个破骨细胞的模型。
【2020年国自然热点——外泌体】1.2019年国自然中标案例①项目名称:脂肪间充质干细胞源性外泌体经let-7/TSP-1/TGF-β1轴调控口腔黏膜下纤维化水平的作用机制研究(国青项目,华中科技大学,19万元)关键词:外泌体;脂肪间充质干细胞;let-7;口腔黏膜下纤维化②项目名称:血浆外泌体lncRNA-IGFBP4-1调控糖酵解在肺腺癌发生、预后中的作用和机制研究(国青项目,广州医科大学,20万元)关键词:血浆外泌体;lncRNA-IGFBP4-1;糖酵解;肺腺癌③项目名称:PEG/聚酯热致水凝胶负载外泌体缓释miRNA靶向抑制TNF-α预防人工关节松动的效果和机制研究(面上项目,上海交通大学,55万元)关键词:外泌体;PEG/聚酯热致水凝胶;miRNA;人工关节松动④项目名称:基于外泌体miR-210介导的HIF-1/VEGF/Notch信号通路探讨电针促进脑缺血后血管新生的机制研究(面上项目,南京中医药大学,55万元)关键词:外泌体;miR-210;Notch信号通路;脑缺血后血管新生⑤项目名称:眼眶成纤维细胞来源的外泌体调控CD44可变剪接介导的HA-SMAD2/3通路在TAO纤维化中的作用及机制研究(面上项目,复旦大学,55万元)TAO纤维化关键词:外泌体;眼眶成纤维细胞;CD44;可变剪接;TAO纤维化⑥项目名称:软骨细胞介导外泌体调节软骨下骨祖细胞Wnt/β-catenin pathway在骨关节炎中的作用及其机制研究(面上项目,中国人民解放军第二军医大学,55万元)关键词:外泌体;软骨细胞;软骨下骨祖细胞;骨关节炎⑦项目名称:外泌体传递lncRNA-TC0101441诱导巨噬细胞M2型极化促进子宫内膜异位症进展的机制研究(面上项目,复旦大学,55万元)关键词:外泌体;lncRNA-TC0101441;巨噬细胞M2型极化;子宫内膜异位症⑧项目名称:低氧下胰腺癌细胞外泌体来源的LncRNA-LUCAT1调控巨噬细胞M2型极化促进肿瘤转移的机制研究(面上项目,上海交通大学,55万元)关键词:低氧外泌体;LncRNA-LUCAT1;巨噬细胞M2型极化;;胰腺癌转移⑨项目名称:年轻BMC-Sca-1+源性外泌体调控小胶质细胞极化在衰老视网膜高眼压损伤修复中的机制研究(面上项目,哈尔滨医科大学,55万元)关键词:BMC-Sca-1+源性外泌体;小胶质细胞极化;衰老视网膜高眼压损伤修复⑩项目名称:血浆外泌体circRNA-RPL15在慢性淋巴细胞白血病中的作用及机制研究(面上项目,南京医科大学,55万元)关键词:血浆外泌体;circRNA-RPL15;慢性淋巴细胞白血病2.外泌体高分文献①Drug-Induced Senescent Multiple Myeloma Cells Elicit NK Cell Proliferation by Direct or Exosome-Mediated IL15-Presentation.(Cancer Immunol Res2018)(PMID:29691234)②Exosomal miR-9inhibits angiogenesis by targeting MDK and regulating PDK/AKT pathway in nasopharyngeal carcinoma.(J.Exp.Clin. Cancer Res.2018)(PMID:30001734)③PD-L1(B7-H1)Competes with the RNA Exosome to Regulate the DNA Damage Response and Can Be Targeted to Sensitize to Radiation or Chemotherapy.(Mol.Cell2019)(PMID:31053471)④CD103-positive CSC exosome promotes EMT of clear cell renal cell carcinoma:role of remote MiR-19b-3p.(Mol.Cancer2019)(PMID:30975145)⑤Exosome-transmitted miR-128-3p increase chemosensitivity of oxaliplatin-resistant colorectal cancer.(Mol.Cancer2019)(PMID:30890168)⑥APC-activated long noncoding RNA inhibits colorectal carcinoma pathogenesis through reduction of exosome production.(J.Clin. Invest.2019)(PMID:30511962)⑦Exosomal microRNA-21derived from bronchial epithelial cells is involved in aberrant epithelium-fibroblast cross-talk in COPD induced by cigarette smoking.(Theranostics2018)(PMID:30555555)⑧Carcinoma-associated fibroblasts promote the stemness and chemoresistance of colorectal cancer by transferring exosomal lncRNA H19.(Theranostics2018)(PMID:30083271)⑨Exosomal long noncoding RNA HOTTIP as potential novel diagnostic and prognostic biomarker test for gastric cancer.(Mol.Cancer2018)(PMID:29486794)⑩Cancer-cell-secreted exosomal miR-105promotes tumour growth through the MYC-dependent metabolic reprogramming of stromal cells.(Nat.Cell Biol.2018)(PMID:29662176)3.外泌体技术路线图《肿瘤相关成纤维细胞外泌体携带lncRNA XX招募甲基化酶下调miR-XX的表达进而促进XX癌转移的机制研究》。
肿瘤组织中miRNA表达谱的研究及其临床意义miRNA作为一种非编码RNA,在基因表达调节、细胞生长、分化、凋亡等方面发挥了重要的作用。
与基因的突变、表达失调、病毒感染等因素相关,miRNA在肿瘤发生、发展和转移中的重要地位也在逐渐被科学家予以重视。
这篇文章将重点讨论肿瘤组织中miRNA表达谱的研究及其临床意义。
一、肿瘤组织中miRNA表达谱的特点miRNA的表达谱在正常组织和癌组织中存在显著差异,其中在肿瘤组织中miRNA表达谱的变化是非常明显的。
研究表明,在肿瘤中,有一些与肿瘤的诊断、分型、预后有关、参与肿瘤发生发展的miRNA表达谱会发生改变。
例如,miR-155、miR-21、let-7、miR-34、miR-200等miRNA的异常表达在许多肿瘤中都有报道。
除此之外,miRNA在肿瘤中表达的定位也比较独特。
他们可以表达在细胞浆、细胞核、细胞外等位置。
因此,在肿瘤组织中,miRNA可能会在多个环节上参与调控肿瘤细胞的生长和分化。
二、miRNA在肿瘤诊断中的应用miRNA在肿瘤诊断中的应用一直是一个热门的研究领域。
由于miRNA在肿瘤组织中有特异性表达和稳定性,可以通过体液(如血液、尿液、组织渗出液等)中的miRNA进行非侵入性肿瘤诊断。
但是,临床表现不明显的早期肿瘤的检测中,miRNA 诊断的灵敏度和特异性并不高,因此需要与其他诊断手段结合使用。
现在已有很多研究表明,特定miRNA的组合可以作为某些肿瘤的生物标志物,辅助肿瘤的早期筛查及诊断。
例如,在前列腺癌中,miR-141 的体液检测可以帮助早期检测并诊断患者。
在肝细胞癌的分子诊断中,miR-122、miR-21、miR-224等miRNA标志物的检测也可以帮助预测肿瘤的侵袭性和预后等。
三、miRNA在肿瘤治疗中的应用除了作为肿瘤诊断的生物标志物,miRNA在肿瘤治疗中的应用逐渐得到了重视。
miRNA的特异性与细胞增殖、转移、细胞凋亡、血管生成等肿瘤病理生理过程的密切关联,使其成为肿瘤治疗的潜在靶点。
miRNA研究中常用的软件和数据库资源以下是常用的microRNA靶标数据库和软件资源列表,希望对microRNA的研究者有所帮助。
(1) miRbase:众所周知的microRNA基因注释数据库。
目前miRBase只提供了microRNA的靶标的预测软件的链接(如:PicTar)。
网址:/index.shtml(2) starBase:一个高通量实验数据CLIP-Seq(或称为HITS-CLIP)和mRNA降解组测序数据支持的microRNA靶标数据库,整合和构建多个流行的靶标预测软件的交集和调控关系。
网址:/(3) Tarbase:一个收集已被实验验证的microRNA靶标数据库。
网址:http://microrna.gr/tarbase/(4) miRecords:一个整合的microRNA靶标数据库。
整合多个靶标预测软件的调控关系。
网址:/(5) targetScan: 基于靶mRNA序列的进化保守等特征搜寻动物的microRNA靶基因。
是预测microRNA靶标假阳性率较低的软件。
而且是microRNA领域大牛Bartel实验室开发的。
网址/(6) PicTar:基于microRNA或microRNA靶标联合作用等特征开发的搜寻动物的microRNA靶基因的软件,假阳性率也较低。
是microRNA领域大牛Rajewsky实验室开发的。
该文章位列miRNA相关文章引用Top5。
网址:http://pictar.mdc-berlin.de/(7) PITA:基于靶位点的可接性(target-site accessibility)和自由能预测microRNA的靶标。
是著名的生物信息学家Segal实验室开发的。
网址:http://genie.weizmann.ac.il/pubs/mir07/mir07_data.html(8) RNA22:基于序列特征预测microRNA的结合位点。
是几个流行的microRNA靶标预测软件的其中一个。
miRNA的作用机制及功能研究进展王娟〔德州学院生物系,山东德州253023〕摘要microRNA (miRNA)是内源性的大小在20-25nt的一类非编码RNAs,具有调节基因表达活性的功能,广泛存在于真核生物体内,并在进化中保守。
miRNA的广泛存在与进化上的保守性,暗示它在生命活动中具有必不可少的调节作用,他们参与动植物生长发育、细胞分化、细胞增殖与调亡、激素分泌、肿瘤形成等各种过程。
本文总结了近几年来在miRNA 的特征、生物发生、作用机制及功能意义上的研究进展。
miRNA无论在数量上还是功能上,可能都远远超过目前的发现,对其进展深入的研究,将有助于我们对生物体的各种生理病理机制的理解,并最终为疾病的诊断和治疗提供新的思路和理论根底。
关键词siRNA;microRNA;piRNA; 微处理器;核糖核酸内切酶Ⅲ; 基因调控; 生长发育;肿瘤治疗前言2006年,Andrew Fire 和Craig Mello 由于在RNAi〔RNA interference,RNAi〕及基因沉默现象研究领域的出色奉献而获得诺贝尔医学奖,这再次将人们的注意力拉到siRNA这样一种小分子RNA上。
小分子RNA包括一个大家族,并在真核生物中具有广泛的调节功能。
目前已经有至少两种小分子RNA被描述:来源于发夹状前体的miRNAs (microRNAs)和由长的dsRNAs加工而来的siRNAs (small interfering RNAs)。
研究发现,miRNA与siRNA有很多相似之处,但也有很大的不同,二者的区别将在以下文中进展论述。
最近又有文章报道了一种新的小分子RNA的发现[25]——piRNAs (piwi-interacting RNAs),他们特异地在小鼠的生精细胞中大量表达。
这些RNAs比以前发现的大多数小RNAs较大,约26–31nt(nucleotides),并与Argonaute蛋白家族的Piwi亚枝(Piwi-subclade)成员相联系。
孙艳梅, 孙敬帅, 秦佳丽, 等. 大白公猪精浆外泌体miRNA 表征鉴定及功能分析[J]. 华南农业大学学报, 2023, 44(3): 340-347.SUN Yanmei, SUN Jingshuai, QIN Jiali, et al. Characterization, identification and functional analysis of miRNA in seminal plasma exosomes of Yorkshire boar[J]. Journal of South China Agricultural University, 2023, 44(3): 340-347.大白公猪精浆外泌体miRNA 表征鉴定及功能分析孙艳梅1 ,孙敬帅1,秦佳丽1,袁仁强2,朱晓萍1,赵云翔1,3(1 佛山科学技术学院 生命科学与工程学院, 广东 佛山 528231; 2 广西扬翔农牧有限责任公司,广西 贵港 537000; 3 广西贵港秀博基因科技股份有限公司, 广西 贵港 537000)摘要: 【目的】精浆外泌体(Seminal plasma exosome ,spEX)在精子成熟、凋亡、受精中起着至关重要的作用。
本文旨在探究种公猪spEX miRNA 表达及miRNA 在精子成熟及功能维持过程中的潜在调控作用。
【方法】提取大白公猪spEX 并进行电镜分析、粒径分析、标志性蛋白表达分析和miRNA 高通量测序。
【结果】成功分离出spEX ,利用miRNA 测序共鉴定出329个spEX miRNA 。
对高表达miRNA 进行靶基因预测和功能富集分析,结果表明spEX miRNA 在射精、P53信号通路、前列腺癌、细胞对DNA 损伤刺激的反应、负调控凋亡过程、顶体膜结合、受精等通路中均发挥了潜在调控作用。
【结论】本研究为spEX miRNA 在调控精子活力和精子受精作用方面提供基础数据,并为精液保存调控机制的研究提供参考。
miRNA相关数据库 :提供三个功能模块:(i)miRNA表达谱和来自不同来源(例如血液、母乳等)的EV的样品信息;(ii)不同EV中特异性表达的miRNA,有助于生物标志物鉴定;(iii)miRNA注释,包括EV和TCGA癌症类型中的miRNA表达,miRNA通路调节以及miRNA功能和出版物。
EVmiRNA具有用户友好的Web 界面,具有强大的浏览和搜索功能,以及数据下载。
它是第一个专注于EV中miRNA表达谱的数据库,可用于EV生物标志物、miRNA功能和液体活检的研究和应用领域。
一个手工打造的数据库,旨在提供一个全面的microRNA对应各种人类疾病的资源。
其中的每个条目包含miRNA-disease关系的详细信息,包括microRNA 的ID、疾病名称、miRNA-disease关系的简要描述、microRNA在不同疾病状态的表达模式、microRNA的表达检测方法、通过实验验证microRNA的目标基因和参考文献。
mirWalk: (http://zmf.umm.uni-heidelberg.de/apps/zmf/mirwalk/ )查找通路中的miRNA以及其靶基因,并且能够查询疾病相关miRNA。
HMDD: (/hmdd )提供与疾病相关的miRNA以及其靶基因,在通路分析的时候解列mirWalk 非常有用。
DIANA:(http://diana.imis.athena-innovation.gr/DianaTools/index.php?r=site/page&view=software )这是非常综合的关于miRNA分析的工具厂。
CoGeMiR(http://cogemir.tigem.it/)数据库总结关于在进化过程中MicroRNA 在不同动物中的保守性。
该数据库搜集已知的和预测的microRNA关于染色体定位、保守性和表达谱方面的信息。
miRNA研究综述摘要:miRNA是近年来在真核生物和病毒中发现的一类内源性染色体上的非编码单链RNA。
miRNA调节细胞生长,组织分化,最近的研究表明miRNA参及各种各样的调节途径,包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等。
本文主要从miRNA的生物学特征、生成、功能、miRNA及癌症、miRNA及免疫、miRNA鉴定、miRNA靶基因鉴定等方面作一概述。
关键词:miRNA、癌症、免疫、功能、靶基因miRNA简介:MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子,由具有发夹结构的约70-90个碱基大小的单链 RNA前体经过Dicer酶加工后生成,它们在动植物中参及转录后基因表达调控。
miRNA能够通过及靶mRNA特异性的碱基互补配对,引起靶mRNA降解或者抑制其翻译,从而对基因进行转录后的表达调控。
miRNA的组织特异性和时序性,决定组织和细胞的功能特异性,miRNA在细胞生长和发育过程的调节过程中起多种作用。
到目前为止,在动植物以及病毒中已经发现有4361个miRNA 分子。
第一个被确认的miRNA是在线虫中首次发现的lin-4 和let-7,随后多个研究小组在包括人类、果蝇、植物等多种生物物种中鉴别出数百个miRNA。
miRNA生物学功能:miRNA分子有以下几个明显特征:[1]广泛存在于真核生物中,是一组不编码蛋白质的短序列RNA,它不具有开放阅读框架( ORF) 。
[2]miRNA的长度一般为20-24个nt,但在3’端可以有1-2个碱基的长度变化。
[3]成熟miRNA的5’端有一磷酸基团,3’端为羟基,这一特点使它及大多数寡核苷酸和功能RNA的降解片段区别开来。
[4] miRNA基因在基因组上不是随机排列的,其中一些通常形成基因簇。
来自同一个基因簇的miRNA具有较强的同源性,而不同基因簇的miRNA同源性较弱。
第 49 卷第 6 期2023年 11 月吉林大学学报(医学版)Journal of Jilin University(Medicine Edition)Vol.49 No.6Nov.2023DOI:10.13481/j.1671‑587X.20230637miRNA在糖尿病肾病足细胞损伤中作用及其机制的研究进展Research progress in effect of miRNA on podocyte injury in diabetic nephropathy and its mechanism杨佳楠, 姜同连, 朱福彬, 汪婷, 周旭玲, 赵冰海, 李洪志(北华大学基础医学院吉林省肾脏病基因测序精准医疗创新中心,吉林吉林132013)[摘要]足细胞损伤在糖尿病肾病(DN)的发生发展过程中起重要作用,可导致肾小球滤过屏障功能障碍和蛋白尿的出现。
有关DN的综述报道多围绕肾脏组织纤维化、炎症反应和氧化应激等方面展开,而针对调控足细胞损伤的相关综述报道较少。
微小RNA(miRNA)作为重要的基因表达调控因子,可通过抑制或降解靶基因调控其表达。
部分miRNA表达水平变化与足细胞损伤有关联。
现结合近年来国内外相关研究进展,总结miRNA 的形成过程和生物学功能、DN足细胞损伤发生的可能机制及不同miRNA表达水平对DN足细胞损伤的影响,阐明其调控机制和作用途径,为DN的诊断、治疗和预防提供参考。
[关键词]微小RNA;糖尿病肾病;足细胞损伤;信号通路;肾小球[中图分类号]R587.2[文献标志码]A糖尿病是目前全球广泛流行的慢性病之一,已成为严重危害人类健康的全球性公共卫生问题。
糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)作为糖尿病最常见的微血管并发症,是引起终末期肾病的主要因素之一,其发病机制尚未完全阐明[1]。
既往研究[2]显示:炎症介质释放、细胞凋亡和氧化应激等可以通过破坏肾小球滤过屏障引起DN发生。
外泌体及其蛋白质组学研究文献解读外泌体是什么鬼?连这都不知道,就真的out啦外泌体(Exosome),是一种能被大多数细胞分泌的微小膜泡,具有脂质双层膜结构,直径大约40-200 nm。
外泌体存在于体液中,包括血液、唾液、尿液和母乳等,不同组织来源的外泌体在内容物组成和功能方面存在差异,这种差异受到细胞外基质和微环境的动态调控。
越来越多的证据表明,宿主细胞或肿瘤细胞分泌的外泌体参与了肿瘤发生、生长、侵袭和转移。
对外泌体的分析和检测可以辅助疾病的早期诊断、疗效评价和预后分析。
外泌体都有哪些分离提取方法,喏,都给你打包整理好啦对于外泌体研究,分离和收集外泌体是非常关键的一步。
目前对于外泌体收集有:超高速离心、密度梯度离心、磁珠免疫、超滤法、聚合物沉淀等几种主要方法,各种方法均存在不同优缺点。
表1 各种分离方法优缺点比较但是嘞,大牛们的CNS文章大多用的都是超速离心的方法,不信你看:表2 CNS文章外泌体提取方法之——惊鸿一瞥怎么知道提取的外泌体合不合格?鉴定外泌体提取合格与否有三大法宝:电镜、NTA粒径、Western blot检测目前外泌体的分离提取还没有到达炉火纯青的地步,几乎没有任何一个单一实验可以确定外泌体的存在。
所以提取的外泌体需要通过三大法宝来相互佐证:形态学鉴定(电子显微镜技术)、NTA粒径分析以及Western blot检测标志蛋白(常用的有CD9、CD63、CD81、TSG101、HSP70等)。
电镜可以观察样品中是否有与外泌体相似的经典结构,有经典结构说明样品中有外泌体或者与外泌体类似的,如溶酶体、蛋白聚团、支原体等结构。
WB 检测发现样品中具有外泌体的标志物,可以一定程度上排除溶酶体、蛋白聚团、支原体等情况,但依旧不知道样品的整体情况。
因为电镜和WB的连用只能证明样品中有外泌体,但是有多少、纯度等就不得而知了。
所以这个时候需要再来一个NTA实验,NTA粒径分析可以反应外泌体样品中粒子的群体特征,以达到跟电镜和WB相辅相成的作用。
国际老年医学杂志 2021年3月 第42卷第2期 IntJGeriatr,March2021,Vol.42No.22021国际老年医学杂志编辑部 2021bytheEditorialOfficeofInternationalJournalofGeriatrics广东省医学科学技术研究基金(C2016063) 王媛媛和丁 宇为并列第一作者通讯作者:丁克祥,电子邮箱dingkxdingyu@126 com;戴 萌,电子邮箱:檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪殏殏殏殏dm42298@126 com综 述干细胞外泌体在老年肿瘤治疗中的研究进展王媛媛1 丁 宇1 ThamSengKong2 冷 芬1 毛 娟1 朱 玲1 丁克祥3 戴 萌11南方医科大学南方医院,广州 510515;2马来西亚阿尔卑斯医学中心,吉隆坡 63000 马来西亚;3南方医科大学公共卫生学院,广州 510515 [摘 要] 老年肿瘤恶性程度高、转移速度快,且并发症和恶病质多见,特别是合并多种慢性疾病,临床治疗具有很大难度。
目前,对老年肿瘤大多数采用姑息治疗、保守治疗、消极治疗、甚至放弃治疗,使患者错过了最佳治疗期。
干细胞外泌体可以传递和运载某些治疗性核酸、蛋白和靶向药物等抗癌药物或制剂,是较为理想的肿瘤药物传递载体,且可选择性地结合肿瘤内皮细胞传递到癌组织。
另外在某些方面,间充质干细胞对肿瘤生长有不同的作用,包括改变肿瘤细胞生长微环境、调控肿瘤细胞某些生物信息和遗传特性、抑制已形成肿瘤的进展、明显减少在治疗过程中对其他正常组织的副作用。
不过,干细胞外泌体用于肿瘤临床治疗的应用研究仍处于基础医学与临床应用研究阶段。
随着对干细胞外泌体的深入研究,其在未来可能对于肿瘤干细胞治疗、药物递送等领域发挥重要作用。
[关键词] 干细胞;外泌体;老年肿瘤;治疗;研究进展 doi:10 3969/j issn 1674-7593 2021 02 014AdvancesinStemCellExosomesfortheTreatmentofCancerinOlderPatientsWangYuanyuan1 ,DingYu1,ThamSengKong2,LengFen1,MaoJuan1,ZhuLing1,DingKexiang3 ,DaiMeng11NanfangHospital,SouthernMedicalUniversity,Guangzhou 510515;2ALPSMedicalCenterofMalaysia,KualaLumpur 58200,Malaysia;3SchoolofPublicHealth,SouthernMedicalUniversity,Guangzhou 510515AuthorscontributedequallytothispaperCorrespondingauthor:DingKexiang,E-mail:dingkxdingyu@126 com;DaiMeng,E-mail:dm42298@126 com [Abstract] Cancerinolderpatientsischaracterizedbyhighmalignancy,rapidmetastasis,morecomplicationsandcachexi a,especiallywithavarietyofchronicdiseases,andishardtotreat.Atpresent,palliativetreatment,conservativetreatment,nega tivetreatmentandevengivinguptreatmentareadoptedforolderpatientswithcancer,whichmakespatientsmisstheoptimaltreatmentperiod.Stemcellexosomescandeliverandcarrytherapeuticnucleicacids,proteinsandtumor-targeteddrugs.Theyareidealcarri erforanti-tumordrugdelivery,andcanselectivelybindtotumorendothelialcellstodeliverdrugstocancertissue.Stemcellscanchangethemicroenvironmentoftumorcells,regulatesomebiologicalinformationandgeneticcharacteristicsoftumorcells,inhibittheprogressofformedtumors,andreducethesideeffectsonothernormaltissuesduringtreatment.However,theapplicationofstemcellexosomesintreatmentofcancerisstillintheresearchstage.Withthein-depthstudyofstemcellexosomes,theymayplayanim portantroleincancerstemcelltherapyanddrugdeliveryinthefuture. [Keywords] Stemcell;Exosomes;Geriatrictumor;Treatment;Researchadvance—411—国际老年医学杂志 2021年3月 第42卷第2期 IntJGeriatr,March2021,Vol.42No.2王媛媛,等.干细胞外泌体在老年肿瘤治疗中的研究进展 老年肿瘤学是当今老年医学的重要内容,其恶性程度高、转移速度快、治疗耐受性差,而且老年肿瘤并发症和恶病质多见,特别是合并多种慢性疾病,在接受常规肿瘤治疗后,发生不良反应的概率大大提升。
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2013年,美国、德国3位科学家凭借他们所发现的细胞囊泡运输的调节机制,荣获2013年
诺贝尔生理学或医学奖。细胞分泌的外泌体通过携带生物分子(蛋白质、miRNAs、DNA 和
非编码 RNAs)在细胞囊泡运输中发挥不可或缺的作用。外泌体在肿瘤等疾病的基础研究、
转化应用和诊断治疗中呈现巨大潜力,许多外泌体miRNA作为肿瘤标志物陆续被发现,研
究热度、paper数量皆是蹭蹭上涨。在国自然项目中,外泌体的中标项目及资助金额也是持
续飙升,可谓是当之无愧的“国自然宠儿”。
这时候您可能会说“我的研究用不上外泌体”,又或者说“我的课题与外泌体无关”。然而
事实并非如此,外泌体并不是一个终极分子或终极蛋白,它的真实身份是一个单位,一种细
胞与细胞的沟通形式。因此,几乎所有生物医药研究领域,从外泌体的角度进行挖掘将是一
个全新的视野!本文将以外泌体miRNA研究为例,包括其研究策略、经典案例、多种数据
库向科研君们一一阐述,助您获得新思路。
研究策略
策略一:生物标志物
外泌体存在于各种体液(如血液和尿液)中,外泌体中的生物标志物具有检测方便、伤害小
的特点。外泌体miRNA作为生物标志的研究有很多,课题设计思路主要如下
寻找生物表型、选择样本
收集外泌体,提取总RNA或 miRNA
高通量测序筛选具有差异表达的 miRNA
用qPCR等方法验证筛选
结合临床鉴定结果(用这些 miRNA判断未知样本的状态,再与临床或生理鉴定结果比对,
确定与临床结果相符度高的 miRNA)
以上是外泌体miRNA的简单研究思路,即发现不同样本中有差异的miRNA,再用此 miRNA
去判断未知样本的状态,验证其作为标志物的成功率。这种课题设计比较简单,属于短平快
类的课题。Paper影响因子可能不高,但如果样本量充足、逻辑严密、再带些下游功能实验
的话,也可发不错的期刊。
注意点:研究的miRNA是在外泌体中,而非其他囊泡。
案例1
外泌体 miRNAs 参与肺癌细胞的增殖、迁移、血管生成和上皮-间质转化,因此促进肿瘤生
长、转移和侵袭。
The roles of exosomal miRNAs and lncRNAs in lung diseases.Signal Transduction and Targeted
Therapy.
案例2
外泌体的生物发生、组成和在结直肠癌中 TME 修饰的主要作用。外泌体中 miRNA 的差异
表达也可以作为结直肠癌诊断和监测的生物标志物。
Exosomal miRNA: Small Molecules, Big Impact inColorectal Cancer.J Oncol.
策略二:外泌体中 miRNA功能探究
这类的课题设计更深入的探讨外泌体中 miRNA的功能,而并非仅限于标志物。课题设计一
般包括:
寻找生物表型、选择样本
收集外泌体,提取总RNA或 miRNA)
高通量测序筛选具有差异表达的 miRNA
用qPCR等方法验证筛选
确定接收(确定这些 miRNA可以被靶细胞接收)
靶细胞验证(在靶细胞中,完成 miRNA的下游靶点相关实验,证明这种对 miRNA的调控
具有何种生物学作用)
这个课题设计虽然只有后两步与生物标志物不同,但是后两步属于功能实验部分,是文章的
重头戏。作者需要用大量实验数据证明差异 miRNA被靶细胞接收的机制,是通过哪些靶点?
何种方式?哪个通路引发了下游怎样的反应导致了两种表型的不同?如果作者再适当地加
入体内实验(动物实验),文章会更有说服力,发表的影响因子也会更高。
注意点:
1. 研究的miRNA是在外泌体中,而非其他囊泡;
2. 在功能与靶点研究时,硏究对象是靶细胞而不是原位细胞。
案例
肿瘤分泌的细胞外囊泡(EVs)是肿瘤细胞与基质细胞在局部和远处徹环境中进行细胞间通讯
的关键介质。因此,EVs在原发性肿瘤的生长和转移过程中都起着重要的作用。EVs协调了
多种系統性病理生理过程,如凝血、血管漏和间质受体细胞的重新编程,以支持转移前微环
境形成和随后的转移。在临床上,EVs可能是癌症进展的生物标志物和新的治疗靶点,特別
是用于预测和预防未来的转移发展验证某 miRNA可以通过外泌体传递某种功能。
Extracellular vesicles in cancer: cell-to-cell mediators of metastasis. Cancer Cell.
策略三:功能性miRNA对远端细胞或组织作用机制研究
研究者从 miRNA入手,确定某个组织或细胞中含有功能的 miRNA,它能否通过外泌体分泌
到其他远端细胞或组织中发挥功能。这类研究只是课题的切入点不同,实验方法与功能研究
类似,此处不再细说。
注意点:
1. 研究的miRNA是在外泌体中,而非其他囊泡;
2. 硏究的是miRNA对远端细胞的作用而不是本细胞。
数据库
外泌体miRNA研究分析内容包括:正常细胞外泌体与病变细胞外泌体、外泌体与分泌细胞、
外泌体与受体细胞、正常细胞外泌体与病变细胞外泌体、miRNA表达聚类分析、外显子/内
含子注释、病变细胞外泌体与正常细胞的miRNA表达差异分析等。高级分析内容包括:miRNA
靶基因预测、miRNA碱基编辑分析、miRNA调控网络构建等。
由于外泌体miRNA的研究中包含的miRNA数量较多、功能协同,因此学会善用数据库和调
控网络分析更容易获得外泌体miRNA的生物学功能及靶基因信息。下面,小编将为大家详
细介绍多个外泌体miRNA数据库,快拿小本本记下来~
1.exoRBase (http://www.exoRBase.org)
收集和描述人类血液外泌体中长链RNA,包括circRNA、lncRNA和mRNA。
2.Vesiclepedia( http://www.microvesicles.org/)
汇总了不同囊泡研究中发现的蛋白、mRNA、miRNA、脂类等信息
3.ExRNA(http://exrna-atlas.org/)
包括来自人和小鼠生物液的小RNA测序和RT-qPCR衍生的exRNA图谱。
4.EVpedia(http://student4.postech.ac.kr/evpedia2_xe/xe/)
一个完整而全面的蛋白质组、转录组和脂肪体数据库,其来源于古菌、细菌和真核生物,包
括人类
5.Exocarta(http://www.exocarta.org)
外泌体蛋白质,RNA和脂质数据库
6.Urinary Exosome Protein Database
(https://hpcwebapps.cit.nih.gov/ESBL/Database/Exosome/)
尿液外泌体蛋白数据库
7.exRNA Atlas-外泌体RNA的数据库(http://exrna-atlas.org)
金开瑞外泌体服务
武汉金开瑞生物工程有限公司位于武汉国家生物产业基地,是一家专业致力于为全球制药企
业、诊断试剂企业、科研试剂研发企业、高校和科研院所以及大型医院提供蛋白及相关研究
技术服务的高新技术企业。
可提供服务:1.外泌体研究整体方案设计;2.外泌体提取/粒径测量/电镜检测;3.外泌体蛋白
组/转录组。
技术流程
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