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外泌体脂质组学

细胞外囊泡（EVs）存在于大多数体液和细胞培养上清液中。机体内大多数细胞均能分泌外泌体（exosomes），一种微小膜泡，具有脂质双层膜，直径大约为 30-200 nm。外泌体的产生过程为：细胞膜内陷，形成内体（endosome），再形成多泡体（multivesicular bodies, MVB），最后分泌到胞外成为外泌体。外泌体通过转移脂质、蛋白质、DNA、RNA、mRNA和miRNA参与细胞间通讯。

外泌体由多种成分组成，包括蛋白质、核酸、脂质和其他代谢产物。脂质不仅在外泌体膜的结构中起着重要作用，在外泌体形成和释放到细胞外环境过程中也起着重要的作用。了解外泌体脂质组成对于了解囊泡的生物学特性和研究其潜在的医学应用具有重要意义。外泌体脂质组学分析可以帮助我们了解囊泡的生物发生和功能，鉴定基于脂质的生物标志物，并揭示其在疾病中的监测功能。

| 外泌体脂质组学分析的关键流程

外泌体分离纯化：需去除细胞碎片、蛋白质等杂质（避免干扰脂质分析），常用方法：

超速离心法（经典但耗时）；

免疫捕获法（特异性高，适合靶向外泌体）；

尺寸排阻色谱法（温和，保留脂质完整性）。

脂质提取：

采用有机溶剂（如氯仿-甲醇混合液，Bligh-Dyer 法）高效提取脂质，避免脂质氧化。

数据解析：

通过生物信息学工具（如LipidSearch、MetaboAnalyst）对质谱数据进行定性（匹配脂质数据库）和定量（峰面积归一化），并结合统计分析（如 PCA、火山图）筛选差异脂质。

| 应用场景

来自大肠癌细胞和患者的外泌体的脂质组分析发现潜在的生物标志物

脂质调节异常引起的癌症细胞质膜结构变化调节细胞稳态，信号通路，并可能影响大肠癌(CRC)的发生和发展。细胞分泌到细胞外环境中的外泌体，直径50-200nm，携带蛋白质核酸和脂质等生物活性物质。脂质的变化也存在于肿瘤释放的外泌体的膜脂质双分子层中，质谱法可以帮助定义外泌体脂质组特征，进而找到不同CRC阶段的非侵入性循环诊断/预后生物标志物。法国勃艮第大学医药学院和抗癌中心的Carmen Garrido团队于2022年5月在Molecular Oncology上发表题为“Lipidomic profiling of exosomes from colorectal cancer cells and patients reveals potential biomarkers”的研究，发现外泌体中PC 34:1，PE 36:2，SM d18:1/16:0，HexCer d18:1/24:0和HexCer d18:1/24:1可能是原发大肠癌的标志物，而在转移表型的癌细胞中，发现PE 34:2，PE 36:2，pPE 16:0/20:4和Cer d18:1/24:1等脂质，为脂质生物标志物簇的使用提供了新的见解。

靶向脂质组学分析可以描述潜在的诊断/预后癌症标志物。原发性癌症的标志物可能是PC 34:1，PE 36:2，SM d18:1/16:0，HexCer d18:1/24:0和HexCer d18:1/24:1。研究团队提出分子种PE 34:2，PE 36:2，pPE 16:0/20:4和Cer d18:1/24:1为转移性肠癌潜在标志物。尽管需要更多的研究来证实这些结果并进一步揭示每个分子种在肿瘤脂质生物学中的作用，但该工作为开发和设计不同疾病状态的脂质标记以及理解外泌体脂质在信号转导中的作用打开了大门。