全新外泌体内容物检测技术助力治疗婴儿早产药物研发取得重要进展

研究背景

外泌体内容物包含蛋白质、RNA、DNA和脂类，可被用于药物传递系统与疾病的新型诊断标志物，具有重要的研究意义。但传统的技术方法如Western Blot，ELISA，无法获得单个外泌体的蛋白表型，更不能将检测内容物与粒径分析、浓度分析、计数等联系起来，极大地制约了外泌体内容物的相关研究。单外泌体表征分析（Exoview）首先利用免疫识别将特定的外泌体进行捕获分离，然后再对目标外泌体的表面标志物及内容物（如携带的蛋白质、RNA、DNA及细胞因子）进行定量分析，从而更加全面地反映外泌体内容物的特性。近日，《Life》期刊刊登了Kammala等人的最 新研究成果，该团队使用全自动外泌体荧光检测分析系统 Exoview检测胎膜和胎盘外泌体的内容物，来研究母胎界面的药物转运。

Exoview检测流程：

研究内容

早产是一种发生率极高的产科疾病，据估计，每年有1500万名婴儿出生过早，即每10名婴儿中就超过一人。早产儿的死亡率很高，每年大约有100万名婴儿死于早产并发症，许多存活下来的儿童也要面临终生残疾，包括学习障碍和视力、听力问题。直至今日，由于研究结果的不同，自发性早产的治 疗方法也各不相同。由于孕期的独特生理环境会导致药代动力学的改变以及孕期药物治 疗的伦理限制，进而导致治 疗过程无法标准化。

近期，研究人员发现胎膜（FM）和胎盘（PLA）能够表达多种药物转运蛋白。由于胎膜具有保护作用，也有可能能够控制转运蛋白进行药物的转运。Kammala等[1]研究了一种与药物转运相关的乳腺癌耐药蛋白(BCRP)在胎膜上的表达，以及在不同的胎膜细胞分泌的外泌体中是否含有BCRP，从而促进母胎界面的药物转运。

图1 (A) BCRP在胎膜和胎盘的表达；(B) BCRP在胎膜和胎盘的IHC图像；(C) 胎膜和胎盘的BCRP蛋白表

图2 (A) 使用流式细胞仪测定在不同细胞BCRP的表达水平；(B) 不同细胞的荧光强度对比；(C) 不同细胞的BCRP蛋白水平。

图3 eFFlux荧光外流法检测BCRP功能性，BCRP被抑 制后会导致荧光染料被排出细胞。(A) 不同细胞经BCRP抑 制后的荧光计数对比；(B) 以荧光强度表示不同细胞的药物耐受性。

由图1-图3中的各项检测结果可知，BCRP可在胎膜的多种细胞中表达，以胎盘绒毛膜癌细胞(BeWo)作为对照，其中绒毛膜滋养层细胞(CTC)的BCRP表达要高于BeWo；不同胎膜细胞均可在不同程度上控制药物转运。基于以上结果，研究组选择提取CTC和BeWo分泌的外泌体，并使用Exoview进行了外泌体表型分析。

图4 (A)CTC与BeWo两种细胞来源外泌体表面BCRP+的占比；(B) 两种外泌体内容物BCRP+的占比；(C) CTC来源外泌体内容物BCRP荧光染色图像；(D) BeWo来源外泌体内容物BCRP荧光染色图像。

结论

由计数结果可知，无论是来源于哪种细胞，亦或是位于外泌体表面还是内部，BCRP与CD63的共表达均高于CD81和CD9；两种来源的外泌体中，BCRP更多作为内容物由外泌体进行转运，BeWo来源外泌体中含BCRP内容物的外泌体占比约为CTC来源外泌体的两倍（图A&B）。

研究组首次发现了CTC和BeWo细胞以外泌体内容物的形式转运BCRP。先前的研究发现，含CD63的外泌体可将跨膜蛋白转运至管腔内囊泡中，而药物转运蛋白也是一种跨膜蛋白，可以被转运至特定的组织发挥作用。胎膜细胞可通过含有BCRP的外泌体，以旁分泌的形式使其他细胞获得药物转运蛋白，影响特定组织的环境。通过这项新发现，改变现有的产科药理学，可以开发以BCRP+外泌体，尤其是CD63+/BCRP+的外泌体作为靶标的新型靶向药物，有效提高药物转运能力，降低早产的发生率，减轻孕期用药的不良反应，改善现有的孕期治 疗方法。

参考文献

[1] Kammala,   A., Benson, M., Ganguly, E., Radnaa, E., Kechichian, T., Richardson, L.,   & Menon, R. (2022). Fetal Membranes Contribute to Drug Transport across   the Feto-Maternal Interface Utilizing the Breast Cancer Resistance Protein   (BCRP). Life, 12(2), 166.