都2020年了,这个火了几年的热点你还在追吗?
The following article is from 科研讲坛 Author 一无是处
外泌体是这两年生物学研究中的一颗新星,无论是论文产出还是基金项目都呈现指数上升。外泌体研究兴起之后,很多研究人员疯狂的加入到这支队伍中来,而且络绎不绝,但是,都2020年了,你还在紧随外泌体研究吗???
外泌体的功能可以说“无所不在”,就目前的研究来看,外泌体在肿瘤发生、免疫、生殖、肥胖等各个领域都发挥作用。至于外泌体中的分子,除了蛋白质的研究之外,miRNAs可以说是大家最喜爱研究的了,miRNAs的研究热潮已经过了,但是在外泌体的带动下又“火了一把”。
然而最先,外泌体领域没有统一标准,各种研究鱼龙混杂。从发表的文章来看,2015-2018年,外泌体发文章相对容易,而且研究套路简单,这些文章中,不乏有灌水凑热闹,分一杯羹的,当然也有高档次的文章,NCS的文章也不少。在这之后,对于囊泡研究领域的要求逐渐提高了,发表的论文质量有一个很明显的提升,想浑水摸鱼是不可能了。
这里用一幅图展示之前大多数文章的研究套路流程。如下:
按照以上思路研究的论文平均分数在5-10分(忽略那些做的很简单,只有一两分的水论文)。我们举两篇例子。
第一篇:Ying W , Riopel M , Bandyopadhyay G , et al. Adipose Tissue Macrophage-Derived Exosomal miRNAs Can Modulate In Vivo and In Vitro Insulin Sensitivity[J]. Cell, 2017,171(2):372. 这是2017年发表在顶级期刊CELL上的论文,这篇文章是典型的外泌体与miRNAs结合的研究,也是上述提到的经典的研究思路。研究了脂肪来源外泌体与胰岛素敏感性。文章研究思路清晰明了,也是最常见的套路,但是能发高分文章也是有过人之处的,文章在各种实验验证上环环相扣,同时也是首次深入研究了外泌体miRNAs与肥胖。
第二篇:Melo S A , Luecke L B , Kahlert C , et al. Glypican-1 identifies cancer exosomes and detects early pancreatic cancer[J]. Nature,2015, 523(7559):177-182. 这是2015年发表在Nature上的文章,这篇论文是从癌细胞中分离得到外泌体,以鉴定胰腺癌早期诊断标志物,这也是另一种经典的外泌体研究思路。(顺便提一句:戏剧性的是,这篇论文被爆出图片重复使用的学术不端行为,这里不再评述,我们重点关注研究思路)
之前的外泌体研究基本上都是以上两篇论文中提到的思路,而且发文的分数也较高。但是我们可以发现,最近这一年中,这种流水线似的研究已经很少了,同时这样的研究已经不能发高分文章了,平均4-6分。论文质量的提高也是整个行业标准提高的结果,这也为这也行业的健康发展提供有力的保障。
同时我们需要关注行业的发展变化,2018年,国际囊泡研究协会更新了其2014年提出的外泌体研究手册,对于外泌体研究中各种实验操作提出更加严格和规范的要求,最让人印象深刻的就是外泌体的命名从“exosomes”建议改为更加严格的“small extracellular vesicles”。(Thery C, Witwer KW, Aikawa E, Alcaraz MJ, Anderson JD, Andriantsitohaina R et al.Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018 (MISEV2018): aposition statement of the International Society for Extracellular Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines. Journal of Extracellular Vesicles 2018;7.)
2019年,国内学者也编著了《细胞外囊泡-基础研究与临床应用》一书,为外泌体的研究者提供了参考。
纵观最新的外泌体研究,研究范围更加宽广,各个领域都有外泌体的身影,而且对于外泌体机制的研究也更加深入,在其应用开发上有大量的科研投入。就科研论文而言,关于外泌体参与生物学过程机制的研究占绝大多数,研究上做的工作更多了,也更加严谨。肿瘤标记物的筛选也是主流方向。这里举几篇较好的文章来说明目前关于外泌体研究的比较集中的几个热门方向。
第一:外泌体释放调控机制。典型文章是2019年发表在nature communications上的文章,Lin, Song, Shi, et al. KIBRA controls exosome secretion via inhibiting the proteasomal degradation of Rab27a.[J]. Nature communications, 2019.该文章主要的结论是KIBRA通过抑制Rab27a的蛋白酶体降解来控制外泌体分泌。还有一篇类似的是2019年发表在advance science杂志的文章(Exosome Release Is Regulated by mTORC1)。这些文章有一个共同点即研究某些分子对于Rab27a的调控从而影响外泌体的释放。(Rab27a是一种已证实的参与外泌体释放的分子)
第二:外泌体作为疾病诊疗的标记分子。血液是最好的外泌体来源,血液外泌体也能反应机体的生理状况。典型的文章是2019年发表在journal of extracellular vesicles(外泌体领域的权威期刊)的文章。Min L , Zhu S , Chen L , et al. Evaluation of circulating small extracellular vesicles derived miRNAs as biomarkers of early colon cancer: a comparison with plasma total miRNAs[J].这篇文章的特点是分子实验涉及的较少,更多的是对测序数据的生信分析,但是很好地结合临床数据,也得到了很好的结果。这篇文章的研究思路对于有大量临床样本和数据的工作者值得借鉴。
第三:方法技术类---大批量生产外泌体。外泌体在载药等方面具有很大的作用,但是要获得大量可用的功能性外泌体还是一个问题。典型的文章是2019年发表在Nature Biomedical Engineering上的文章。Yang Z,.ect. Large-scale generationof functional mRNA-encapsulating exosomes via cellular nanoporation. Nature Biomedical Engineering. 2019 Dec 16.该论文报道了一种大量产生携带功能mRNA的外泌体用于疾病治疗的方法,能够产生大量外泌体,并且具有较高的治疗效率。
第四:外泌体治疗。外泌体的治疗作用正在逐渐被发现,越来越多的医学研究开始开展关于外泌体的治疗应用研究了,同时国际上也有更多的投入进行外泌体药物开发研究。关于外泌体的治疗这里举一篇发表在small上的文章,Xiong Y, Chen L, Yan C, Zhou W, Endo Y, Liu J, Hu L, Hu Y, Mi B, Liu G.Circulating Exosomal miR-20b-5p Inhibition Restores Wnt9b Signaling and Reverses Diabetes-Associated Impaired Wound Healing. Small. 2019 Dec 23:e1904044. 这篇文章研究了外泌体miRNAs可激活相关的通路,以及在糖尿病伤口愈合中发挥的作用。从这篇文章可以看出,外泌体miRNAs的研究还是有很大的价值的,只要我们在自己的领域能够做出有价值的研究,依然能够发表好文章的。此外,在众多的外泌体治疗文章中,间充质干细胞外泌体也是一股重要的力量,其来源的外泌体中包含多种活性物质,因此发挥重要的作用,例如发表在JCI Insight杂志上的文章Liu H, Liang Z, Wang F, Zhou C, Zheng X, Hu T, He X, Wu X, Lan P.Exosomes from mesenchymal stromal cells reduce murine colonic inflammation via a macrophage-dependent mechanism. JCI Insight. 2019 Dec 19;4(24)。
第五:小众领域---囊泡与生殖。除了上面提到的外泌体研究之外,在各个小领域外泌体也逐渐凸显。这里我们介绍一下生殖领域的囊泡研究,因为生殖领域外泌体的研究开展较早,主要的研究集中在胚胎着床,在早期胚胎附植过程中涉及到细胞之间的交流,囊泡在这个过程中发挥了重要的信息传递功能。典型的文章是发表在Nature communications上的文章,Desrochers L M , Bordeleau F , Reinhart-King CA , et al. Microvesicles provide a mechanism for intercellular communication by embryonic stem cells during embryo implantation[J]. Nature Communications,2016, 7:11958. 该研究发现内细胞团来源的胞外囊泡能够传递给滋养层细胞,增强细胞功能,从而促进胚胎着床。
总之,外泌体研究中急需解决和明确的问题主要有以下几点:
①外泌体的纯化
②外泌体的来源,即何种来源的外泌体更能反映真实的生理状况
③外泌体在载药和临床应用过程中的安全问题
④如何大批量生产外泌体
⑤外泌体治疗的输送途径
我们相信,随着科学的不断发展,研究的不断深入,这些问题也会解决,让科学研究更好的造福人类!
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