外泌体全转录组测序

外泌体全转录组测序(Exosome Whole Transcriptome Sequencing, EWTS)是针对细胞外囊泡(外泌体)中全部RNA分子(包括mRNA、长链非编码RNA lncRNA、环状RNA circRNA、微小RNA miRNA等)进行的高通量测序技术。外泌体作为直径30-150nm的膜性囊泡,广泛存在于血清、血浆、尿液等体液及细胞培养上清中,其携带的RNA是源细胞选择性分选的功能分子,可通过细胞间通讯调控靶细胞表型,是源细胞生理病理状态的分子镜像。外泌体RNA具有独特优势:经囊泡膜保护,避免RNA酶降解,稳定性远高于游离RNA;富集特定功能RNA亚型,特异性强;样本获取无需侵入性操作,临床适用性广。EWTS已成为疾病早期诊断标志物筛选、外泌体介导的细胞通讯机制研究、临床疗效监测与预后评估等领域的核心技术,尤其适用于肿瘤、神经退行性疾病、心血管疾病等无法便捷获取组织样本的研究场景。

原理介绍

外泌体全转录组测序的核心原理是外泌体纯化富集→RNA提取→全转录组文库构建→高通量测序→功能解析,具体流程如下:外泌体分离与纯化,从体液或细胞培养上清中分离外泌体,常用方法包括超离心法、密度梯度离心法、商业化试剂盒法,结合0.22μm滤膜过滤去除细胞碎片与游离RNA,最终通过NTA、Western blot、透射电镜验证外泌体纯度;RNA提取,采用高灵敏度RNA提取试剂盒,从纯化的外泌体中提取总RNA,通过DNase I消化去除基因组DNA污染,确保RNA纯度;全转录组文库构建,针对不同RNA类型设计双文库策略;高通量测序,采用Illumina NovaSeq、MiSeq等二代测序平台,长链RNA文库测序深度≥6G,小RNA文库≥10M reads,保障低丰度转录本的检出;数据处理与分析,功能富集。该技术通过聚焦外泌体中功能RNA的整体表达谱,以非侵入性方式精准捕获源细胞的分子变化,为疾病机制研究与临床转化提供高价值数据。

文献案例

《Molecular Cancer》期刊发表题为“Exosomal circ_0006896 promotes AML progression via interaction with HDAC1 and restriction of antitumor immunity”的研究论文,circ_0006896在AML患者的外泌体和细胞中显著上调,且与不良预后和复发显著相关。体外和体内研究表明,敲低circ_0006896抑制AML细胞增殖、增强化疗药物敏感性,并诱导铁死亡。在表观调控方面,circ_0006896直接结合HDAC1的催化结构域,增强其与组蛋白H3的相互作用,降低H3K9/K27乙酰化水平,从而抑制与花生四烯酸代谢相关基因的转录,最终抑制AML细胞中的脂质过氧化和铁死亡。在免疫逃逸方面,AML外泌体递送circ_0006896至CD8+ T细胞,通过HDAC1抑制转录因子LEF1的表达,削弱IFN-γ和颗粒酶B的分泌,导致T细胞功能衰竭。研究通过EWTS发现,急性髓系白血病(AML)细胞及外泌体中circ_0006896显著上调,其通过与组蛋白去乙酰化酶1(HDAC1)相互作用,抑制抗肿瘤免疫相关基因(如IFN-γ、GZMB)的转录,导致CD8⁺ T细胞功能受损。该circRNA可作为AML化疗耐药及免疫逃逸的关键驱动因子,为靶向治疗提供新靶点。

外泌体全转录组测序-文献案例


送样标准

体液样本

血清≥5mL;血浆≥5mL;尿液≥10mL;脑脊液≥2mL;唾液≥3mL;

细胞培养上清

≥20mL;

外泌体悬液

≥200μL;

RNA样本

总量≥100ng。

交付内容

原始测序数据

FASTQ格式文件(含长链RNA文库与小RNA文库原始reads),提供MD5校验码确保数据完整性;

数据质量控制报告

外泌体纯度鉴定、RNA质量评估、测序质量评估;

录本检测与注释结果

表达量矩阵、差异表达分析、数据库注释;

功能分析结果

GO/KEGG/Reactome通路富集分析图、ceRNA调控网络示意图(miRNA-lncRNA/mRNA相互作用关系);

分析与解读报告

检测结论、结果解读。

常见问题

主要适用于:①疾病的早期诊断、疗效监测、预后评估;②外泌体介导的细胞通讯机制研究;③生物标志物筛选与验证;④药物靶点发现与个体化治疗方案制定。尤其适合无法获取组织样本的临床研究与大样本队列分析。

适合。外泌体RNA总量通常为ng级,采用以下方案保障结果可靠性:①选用高灵敏度RNA提取试剂盒,回收率可达80%以上;②使用低起始量文库构建试剂盒;③提高测序深度(长链RNA≥8G,小RNA≥15M reads),增加低丰度转录本的覆盖度;④数据分析时采用严格的过滤标准,降低假阳性。

适合。尿液外泌体来源广泛,样本易获取、无创,尤其适合泌尿系统疾病及全身性疾病的研究。需注意:①采集清洁中段尿,避免细菌污染;②添加RNA保护液(如RNAlater)防止RNA降解;③尿液样本体积需≥10mL,确保外泌体产量满足后续实验。 外泌體 lncRNA 測序

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