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Nat Commun丨磁性激活的納米級細胞平台用於細胞外囊泡的分型鑑定

Nat Commun丨磁性激活的納米級細胞平台用於細胞外囊泡的分型鑑定

  • 分類：新聞
  • 作者：韦德国际生物
  • 來源：韦德国际生物
  • 發佈時間：2023-09-13
  • 訪問量：30

【概要描述】

Nat Commun丨磁性激活的納米級細胞平台用於細胞外囊泡的分型鑑定

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  • 分類：新聞
  • 作者：韦德国际生物
  • 來源：韦德国际生物
  • 發佈時間：2023-09-13
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以下文章來源於"外泌體之家"（公眾號）

外泌體PD-L1 （exoPD-L1）作為一種預測PD-1/PD-L1免疫治療反應的生物標誌物，最近受到了廣泛關注。然而，现在的外泌體分析技術主要依賴於總體測量，而不很難在各種外泌體亞群內發現的異質性。來自加拿大多倫多大學的研究人員提出了一個磁性激活的納米級細胞檢測平台NanoEPIC，可以從血漿中進行外泌體的分子分型和表面exoPD-L1表達分析。NanoEPIC给予了強大的、高通量的外泌體標記分析，使EV亞群分析成為可能，為增強癌症篩查、個性化治療和治療反應監測给予了新技術。相關內容以「A magneto-activated nanoscale cytometry platform for molecular profiling of small extracellular vesicles」 為題於9月11日在線發表在國際知名綜合性學術期刊Nature Communications雜誌上。

 

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免疫檢查點PD-L1的發現徹底改變了傳統癌症治療方法。干擾PD-L1/PD-1的干預措施改善了許多癌症的臨床結果，包括腎癌、肺癌、乳腺癌、結腸癌和黑色素瘤。然而，由於腫瘤的異質性和免疫調節機制的複雜性，只有一小部分患者對免疫治療有反應。因此，開發有效的診斷工具對患者進行分級，並使免疫治療應答者和無應答者能夠在早期分類，這將有助於早期決策，並最大限度地提高癌症治療的成功率。雖然細胞表面PD-L1 （cPD-L1）是免疫治療中最有效的預測性生物標誌物之一，但它僅在不到30%的患者中被證明具有預測性。

最近的研究表明，與PD-L1相比，小細胞外囊泡（sEV）可以在其表面呈現PD-L1，並作為改進的信息性生物標誌物。sEV是細胞外囊泡（EV）的一個亞類，是由細胞分泌的脂質雙層封閉結構，其中外泌體是研究最多的sEV。sEV的典型尺寸範圍為30-160 nm，可以攜帶來自親本細胞的蛋白質、代謝物、脂質和核酸等分子成分，並在腫瘤微環境中充當通訊貨物。由於其在血液、尿液和唾液等體液中的高穩定性和高豐度，sEV是有希望的癌症生物標誌物。特別是，外泌體PD-L1 （exoPD-L1）已被證明是腫瘤進展和免疫治療反應的一個強有力的指標。儘管分析外泌體標記物很重要，但由於腫瘤源性sEVs的體積小且異質性，檢測起來存在許多技術限制。最近的研究表明，EV中的PD-L1表達可能是異質的，這些EV表現出PD-L1依賴性的T細胞活化抑制。
傳統的分離sEV的方法，如超離心、過濾和聚合物沉澱法，耗時長，回收率和純度低。此外，sEV分析的標準方法，如Western blot和酶聯免疫吸附試驗（ELISA），由於靈敏度相對較低、需要的樣本量大而受到限制。一些研究嘗試使用流式細胞術篩選外泌體蛋白。事實上，顺利获得優化的高端細胞儀，PD-L1陽性EVs已在臨床樣本中被檢測到，並顯示出與免疫治療結果相關。然而，對於尺寸小於100 nm的EV的檢測仍然是一個挑戰，需要提高通量。最近的研究已經應用新型納米材料或微流體系統來檢測sEV並分析其蛋白質含量。一些團隊已經開發了幾種能夠對臨床標本中的sEV進行多參數分析的平台，如納米等離子體傳感器、電化學傳感器和免疫磁珠法。儘管這些方法具有出色的分析性能和廣泛的診斷用途，但它們也缺乏處理大量血漿樣品所需的通量。儘管韦德国际對sEV的轉化潛力的理解正在迅速开展，但如果缺乏基於其異質標記表達進行有效分離sEV的技術，進一步表徵其在疾病中的生物學作用並將其作為臨床生物標誌物的能力將受到極大阻礙。
該研究團隊近年來開發了許多基於免疫親和的微流控技術，用於快速、高通量和廉價的靶向細胞生物標誌物，以解決多種疾病的異質性。循環腫瘤細胞（CTC）的表面標記分析（如EpCAM）已顯示出與癌症進展的臨床相關性。他們還發現具有不同表面標記的細胞亞群表現出不同的行為。例如，與CD39高表達或低表達的腫瘤浸潤淋巴細胞相比，CD39中等表達的腫瘤浸潤淋巴細胞（TILs）在殺死癌細胞方面更有效。因此，研究團隊認為，基於生物標誌物的sEV分析也可以預測治療結果。
在這項研究里，研究團隊描述了一種微流控方法，顺利获得使用免疫磁性激活細胞術（NanoEPIC），顺利获得納米級外泌體蛋白分選來分析sEV的分子譜。NanoEPIC平台可以基於表面標記物的表達對單個sEV進行高通量和高解像度的分選。此外，NanoEPIC可以直接從無細胞的生物液體（如血漿或細胞培養基）中對sEV進行單步處理。顺利获得小鼠模型，研究人員驗證了NanoEPIC預測免疫治療反應的可靠性，並證明了exoPD-L1譜與腫瘤PD-L1負荷和T細胞抑制之間的強烈關聯。此外，sEV可以有效地回收用於下游分析，從而可以測試CD8+ T細胞的抑制作用。用表達不同水平PD-L1的sEV處理後，CD8+ T細胞的活化受到不同程度的抑制。總的來說，這種方法不僅可以對exoPD-L1進行表型分析，作為一種監測治療反應的潛在策略，而且還可以分離異質sEV進行進一步的下游研究，為以sEV為重點的研究给予技術方法。

參考文獻：A magneto-activated nanoscale cytometry platform for molecular profiling of small extracellular vesicles. Nat Commun. 2023 Sep 11;14(1):5576.

【關於韦德国际生物】

北京韦德国际生物科技有限公司由清華大學醫學院杜亞楠教授科研團隊領銜創建，清華大學參股共建。核心技術源於清華大學的科技成果轉化。公司專注於打造原創3D細胞「智造」平台，给予基於3D微載體的細胞規模化、定製化擴增工藝整體解決方案。

韦德国际生物的產品與服務，可廣泛應用於基因與細胞治療、細胞外囊泡、疫苗及蛋白產品等生產的上游工藝開發。同時，在再生醫學、類器官與食品科技（細胞培養肉等）領域也具有廣泛應用前景。

公司擁有5000平米的研發與轉化平台，其中包括4000平米的GMP生產平台，1000餘平的以3D細胞智造及微組織再生醫學治療產品為核心的CDMO服務平台；新建1200L微載體生產線。相關技術已取得100餘項專利成果，30餘篇國際期刊報道。核心技術項目已取得多項國家級立項支持與應用。 

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