外泌體（exosome）是30-120nm的小細胞分泌的細胞外囊泡，攜帶其來源細胞的各種分子成分，包括蛋白質、脂質、mRNA和microRNA。它們可以從許多類型的細胞中釋放出來，包括樹突狀細胞、淋巴細胞、血小板、肥大細胞、上皮細胞、內皮細胞和神經元等，並且存在於血液、唾液、尿液和淚液等幾乎所有體液中。
最初，外泌體被認為只是作為細胞的 "垃圾袋"，以擺脫不需要的成分。然而，越來越多的證據表明，外泌體在細胞間通訊，以及癌症轉移中發揮着至關重要的作用。因此，科學家們開始嘗試將其作為癌症診斷的潛在生物標誌物以及應用於多種生物醫學領域。然而，基於免疫和microRNA分析的傳統檢測方法分離外泌體至少要18個小時，而且需要昂貴且佔用空間的實驗室設備。因此，導致這些發揮重要作用的潛在生物標誌物的應用受到了限制。
2022年8月10日，發表在《Advanced Functional Materials》上的一項新研究中，來自寺崎生物醫學創新研究所（TIBI）領導的研究團隊開發了一種智能隱形眼鏡，該鏡片嵌有與抗體結合的微型腔室，可以很容易地捕獲淚液中的外泌體，從而為癌症預篩查提供了一種簡單、快速、靈敏、經濟、無創的支持性診斷平台。該團隊表示，這一突破有望為廉價的「一刀切」式疾病篩查項目打開大門。
在這項新研究中，該團隊設計了一種基於抗體偶聯信號微室的隱形眼鏡（ACSM-PCL）平台，用於檢測和捕獲淚液中完整的外泌體。研究人員表示，淚液是一種比血液、尿液和唾液更理想、更清潔的外泌體來源。
ACSM-PCL示意圖
ACSM-PCL具有高光學透明度和機械性能，以及良好的生物相容性和對外泌體的敏感性，並採用金納米顆粒比色法來可視化捕獲的外泌體。
ACSM-PCL可以在pH值為6.5-7.4（類似於人淚液的pH值）的範圍內檢測外泌體，並且在牛血清白蛋白溶液中具有很強的回收率。
該團隊還通過使用替代方法促進和優化了ABSM-CL的製備。在為鏡片製造微型腔室（微室）時，研究人員使用了直接激光切割和雕刻的方法，而不是傳統的鑄造成型來保持微室和透鏡的結構。
此外，他們還優化了將捕獲抗體與ACSM-PCL微室結合的程序，並將不同的（陽性對照）檢測抗體與金納米顆粒結合，金納米顆粒可以通過光譜進行可視化。這兩種抗體對外泌體上發現的兩種不同的表面標誌物都具有特異性。
在最初的驗證實驗中，研究人員使用ACSM-PCL對來自10個不同組織和癌細胞系的上清液中分泌的外泌體進行了測試。與陰性對照相比，在所有檢測樣本中觀察到的光譜偏移驗證了ACSM-PCL捕獲和檢測外泌體的能力。
隨後，研究人員在對從10名志願者中收集的不同淚液樣本檢測時，也得到了類似結果。
在最後的實驗中，ACSM-PCL成功識別出三種細胞系溶液中的外泌體，這些細胞系具有不同的表面標誌物並使用不同的抗體組合。這一結果驗證了ABSM-CL準確捕獲和檢測具有不同表面標誌物外泌體的能力。
外泌體是一個豐富的標誌物和生物分子來源，可以用於多種生物醫學應用。因此，該團隊開發的新方法將大大促進科學家們挖掘這一資源的能力。
他們表示，基於這些令人鼓舞的結果，ACSM-PCL有望成為從癌症到病毒感染等不同疾病的強大診斷工具。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202206620
來源：中國生物技術網
編排：戴衛 夏冰冰
