(文章篇)S4E27:拜读Naure,学外泌体研究思维
大家好,今天我们分享这篇关于外泌体相关的Nature文章:Glypican-1 identifies cancer exosomes and detects early pancreatic cancer.Nature. 2015 Jul 9;523(7559):177-82. doi: 10.1038/nature14581. Epub 2015 Jun 24.
1. 细胞与动物:外泌体的分离、鉴定,GPC1的发现以及GPC1+外泌体在细胞株和动物中检测。
首先从肿瘤细胞株出发,通过超速离心的方式分离胞外囊泡,然后通过囊泡大小、蛋白marker检测来鉴定分离到的囊泡是外泌体,下一步通过UPLC-MS对外泌体中的蛋白进行检测,并通过生物信息学的方法找到外泌体中特异存在的蛋白,并通过WB和胶体金透射电镜观察发现膜定位蛋白GPC1在肿瘤(胰腺癌和乳腺癌)特异性外泌体中高表达,并通过流失细胞仪检测GPC1+外泌体在肿瘤和非肿瘤细胞株中所占比例发现GPC1+外泌体在肿瘤细胞中比例显著高于非肿瘤细胞,进一步通过小鼠实验研究GPC1+外泌体含量与肿瘤负荷的关系,结果发现两者显著正相关(r=0.98,P=0.004)。
2. 临床:乳腺癌与胰腺癌病人GPC1+外泌体作为肿瘤诊断标志物biomarker效果评价
第一部分的研究是从细胞水平出发,发现GPC1+外泌体在肿瘤细胞中显著高于非肿瘤细胞,并且与肿瘤负荷显著正相关,第二部分就对乳腺癌和胰腺癌病人血液循环GPC1+外泌体的诊断效果进行研究了。首先分离鉴定32例乳腺癌,190例PDAC和100例正常人的外泌体,测定三组样本中外泌体大小、浓度和GPC1+外泌体含量,并分析三者的诊断效果,结果发现乳腺癌样本组有75%病人GPC1+外泌体含量显著高于正常组,不过其含量与乳腺癌三亚型不相关,而所有的190例PDAC样本中外泌体含量显著高于正常组。
由于外泌体中含有核酸,因此作者又对47例PDAC样本中KRAS的突变类型进行了检测,结果发现有31种存在5种形式的突变;荧光定量PCR检测发现KRAS突变型mRNA只在GPC1+外泌体中发现。
下面,作者尝试评价GPC1+外泌体对胰腺癌的早期诊断效果,实验包括两部分:discovery cohort(5例PCPL、26例BPD)和validation cohort(6例BPD、56例PDAC和20例正常人),并通过ROC曲线与常用指标CA19-9比较来评价GPC1+外泌体的诊断效果,结果发现GPC1+外泌体的诊断效果极其优秀(AUC几乎等于1)。
3. 临床:胰腺癌病人GPC1+外泌体作为预后标志物biomarker效果评价
下一步作者对临床样本中GPC1+外泌体与转移、手术前后肿瘤负荷的关系,并通过与CA19-9比较来评价GPC1+外泌体的对胰腺癌病人预后的指示效果,结果发现其表现显著好于CA19-9。
4. 通过动物模型评价GPC1+外泌体对胰腺上皮内瘤变的检测效果
为了进一步纵向评价GPC1+外泌体对胰腺癌的诊断效果,作者首先构建了PKT基因敲除小鼠模型,以模拟疾病进展,然后结合MRI、组织病理染色和GPC1+外泌体测定来分析GPC1+外泌体与胰腺癌进展中肿瘤负荷的关系。
文章的正文基本就到这里,不过附录数据还有很多,虽然我们文章讲的比较粗,但是文章本身非常值得我们精读和学习,甚至可以作为外泌体研究趋势的模板和范文,最后我们简单分享几点个人认为文章的亮点:
1. 临床方向的选择:胰腺癌的早期诊断这个棘手的方向;
2. GPC1+外泌体概念:在我们还处在分离外泌体并通过高通量进行分子鉴定的时候,作者已经提出了GPC1+外泌体的概念,不仅对外泌体中GPC1蛋白和KRASRNA进行了检测,又进一步以GPC1+外泌体为主题评价了其在胰腺癌诊断和预后中的作用。当然,既然可以有CD44+细胞,为何不能有GPC1+外泌体?疾病可以分子分型,细胞也可以,为什么外泌体不可以?
3. 效果太好:值得一提的是,以GPC1+外泌体为标志物的诊断效果实在太好,AUC几乎为1,而且显著好于CA199这一标志物,当然,GPC1+外泌体在更大样本下表现如何,真的非常值得期待;
4. 实验方法:文章的实验方法也有好多值得我们学习的地方,比如IG-TEM,FACS对GPC1+外泌体的检测,不同外泌体分离方法对结论的验证等等。
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