人体多种癌细胞外泌体的分离及相关标志物研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sdtt1314
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2019年,国家癌症中心发布了最新的全国癌症统计数据。中国前五位恶性肿瘤分别为肺癌、乳腺癌、胃癌、结肠癌、肝癌。其中肺癌死亡率最高,肝癌的死亡率排名第二。这两种癌症发现晚且死亡率高,因此及时发现、尽早治疗具有重要的临床意义。而生物标志物可作为早期临床诊断的工具,可显著提高患者的生存率。外泌体(Exosomes)是直径为30-150 nm的囊泡样小体,几乎所有细胞都可以主动分泌,这些小体为脂质双层结构,广泛分布在各种体液中,含有多种生物活性分子。由于外泌体具有组织特异性,不同组织来源的外泌体其内容物及功能均不相同,因此,近些年来外泌体在癌症的早期诊断、药物递送、免疫治疗、预后分析等方面的应用已经逐渐成为研究的热点。在本研究中,选取了人肝癌细胞(Hep G2)、人正常肝细胞(HL-7702)、人非小细胞肺癌细胞(A549)、人胚肺细胞(MRC-5)四种细胞作为本实验的研究对象并进行体外培养。首先对超速离心法、化学沉淀法、尺寸排阻法三种不同的外泌体提取方法进行了比较,筛选出最适的外泌体提取方法;利用最适的外泌体提取方法对四种不同细胞的细胞培养液进行外泌体的提取,并从形态结构、颗粒大小及分布、标志蛋白三方面对提取的外泌体进行鉴定;鉴定完成后利用蛋白免疫印迹法检测四种细胞来源外泌体中醛酮还原酶(AKR1C1、AKR1C2、AKR1C3、AKR1C4)的表达情况;最后对四种不同细胞来源外泌体进行RNA的提取、RNA质量检测及Small RNA测序分析。实验结果如下:1)超速离心法提取的外泌体为茶托样结构,直径在30-150 nm范围内,可表达外泌体阳性特异性标志蛋白,包括四跨膜蛋白(CD9、CD63)以及肿瘤易感基因101(TSG101),不表达阴性对照钙连蛋白Calnexin,且超速离心法可处理的样品量最大,因此,选择超速离心法作为从细胞培养上清液中提取外泌体的最适方法,并利用超速离心法提取四种不同细胞来源的外泌体;2)形态结构鉴定结果:四种细胞来源外泌体均为脂质双分子层结构,直径均在30-150 nm范围内,背景清晰,污染物较少;3)颗粒大小及分布鉴定结果:人肝癌细胞来源的外泌体平均粒径为80.79 nm,平均颗粒浓度为1.76×1011Particles/m L;人肝细胞来源的外泌体平均粒径为70.27 nm,平均颗粒浓度为1.23×1011Particles/m L;人非小细胞肺癌细胞来源的外泌体平均粒径为73.99 nm,平均颗粒浓度为4.16×1010Particles/m L;人胚肺细胞来源的外泌体平均粒径为78.50 nm,平均颗粒浓度为6.16×109Particles/m L;4)标志蛋白鉴定结果:四种不同细胞来源的外泌体均可表达三种不同的阳性特异性标记蛋白(CD9、CD63、TSG101),均不表达阴性对照蛋白Calnexin;5)外泌体差异蛋白分析结果:利用蛋白质免疫印迹法检测四种不同细胞来源外泌体中四种醛酮还原酶(AKR1C1、AKR1C2、AKR1C3、AKR1C4)的表达情况。结果显示,四种不同细胞来源的外泌体均可以表达四种醛酮还原酶,且四种醛酮还原酶在外泌体中的表达趋势与其对应细胞全蛋白中的表达趋势大致相同;6)外泌体RNA质量检测结果:人肝癌细胞来源外泌体的RNA平均浓度为292.667ng/μL,人肝细胞来源外泌体的RNA平均浓度为9.045 ng/μL,人非小细胞肺癌细胞来源外泌体的RNA浓度为24 ng/μL,人胚肺细胞来源外泌体的RNA浓度为1.764 ng/μL;7)Small RNA测序结果:人肝癌细胞来源外泌体与人肝细胞来源外泌体相比,共198个Small RNA差异表达,其中下调Small RNA有86个,上调Small RNA有112个。人非小细胞肺癌细胞来源外泌体与人胚肺细胞来源外泌体相比,共42个Small RNA差异表达,其中下调Small RNA有34个,上调Small RNA有8个。本研究利用超速离心法提取了四种不同细胞来源的外泌体,并分析了四种细胞来源外泌体内容物的差异,为外泌体中核酸及蛋白成为癌症早期诊断的生物标志物提供了思路及理论基础。
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