如何快速发现肿瘤特异性外泌体 RNA 分子标志物

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如何快速发现肿瘤特异性外泌体 RNA 分子标志物# d, B* R$ h+ @; R4 T" v; W/ {
来源:表观生物 / 作者:杨学敏 / 2017-03-22
' L) H" ?% X7 S5 H- }  B在当前精准医学的大背景下，液体活检作为一项重要的创新技术，有望在癌症早期筛查与诊断、治疗方案指导、疗效评估及预后测评领域发挥作用，具有极高的临床应用价值和市场前景。液体活检主要包括检测血液中游离的循环肿瘤细胞 (circulating tumor cell，CTC)、循环肿瘤 DNA (circulating tumor DNA，ctDNA) 和外泌体等。5 \% ]/ U8 Z4 X) {2 J) h
外泌体为大小 30 ～100 nm 的细胞外泌性囊泡，具有脂质双层膜结构。近年研究显示，外泌体是细胞与细胞间通讯的重要的分子，参与诸多生理与病理过程。外泌体中不仅包含蛋白质成分，还包括一些 RNA 成分，如微小 RNA(microRNA，miRNA) 、长链非编码 RNA 和 mRNA、环状 RNA（circular RNA，circRNA）。外泌体所携带的这些 RNA 统称为外泌体来源 RNA, 具有完整的序列结构和生物活性，有望作为液体活检分子标志物诊，在精准医学发展上有着光明的前景。( x# k: Z  S% J2 o7 K6 R  D: O
相比与传统液体活检所检测的 cfDNA 和 CTC，外泌体具有以下优势：& l8 U' J, N' P! q% }
外泌体在体液中具有更高的浓度含量，有利于肿瘤的早期诊断；- m1 r- T% C3 e8 c" k; g5 c
外泌体的脂膜结构对所包含的核酸分子起到良好的保护作用，具有更高的稳定性；) U, N6 ?# [4 k) j. W
外泌体的粒径较小，通透性强，容易到达各种体液中，为液体活检提供重要的前提条件；外泌体包含丰富的核酸分子，从 mRNA、lncRNA 和 circRNA 等大 RNA 分子层面更容易发现肿瘤特异的分子标志物 [1][2]。
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; t: x- d/ ^1 f+ W1 a1 y表观生物通过反复比较测试多种外泌体的提取技术，最终择优采用 Qiagen exoRNeasy Serum/Plasma Maxi Kit 试剂盒，该试剂盒来源于首个通过 FDA 批准的外泌体诊断公司 -- 美国 Exosome Diagnostics, Inc. 的核心技术，能够在 25 分钟内快速纯化得到细胞外囊泡，并获得更为全面的高纯度 RNA 分子，适合用于检测外泌体中的环状 RNA 及其他长片段的线性 RNA。 表观生物技术团队结合最新的高通量测序技术和生物信息分析方案，倾力打造外泌体 RNA 分子标志物开发的转化医学整体解决方案！
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参考案例! R2 R1 R. h* O! d
来自复旦大学的科研人员首次发现了 exosomes 内含有大量 circRNA[3]。
0 S" n( K, p$ ^$ b2 t$ j1 D5 X研究者从 MHCC-LM3 肝癌细胞以及此细胞来源的 exosomes 中分别提取总 RNA（去除核糖体 RNA），进行 RNA-seq 分析，发现 exosomes 中的 circRNA 比 exosomes 来源细胞中的 circRNA 丰富得多。/ m+ c: @1 w8 T1 T
通过 exosomal RNA 测序方法，研究者发现人血清 exosomes 也含有大量完整稳定的 circRNA，并且结直肠癌病人血清 exosomes 中的 circRNA 与正常人差异明显，肿瘤来源的 exo-circRNA 有望成为癌症检测的潜在生物标志物。
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参考文献：7 d; ]! t. Y) d
[1] Zheng Q, Bao C, Guo W, et al. Circular RNA profiling reveals an abundant circHIPK3 that regulates cell growth by sponging multiple miRNAs[J]. Nature communications, 2016, 7.) B* t  q9 q5 I4 W' y
[2] Guarnerio J, Bezzi M, Jeong J C, et al. Oncogenic role of fusion-circRNAs derived from cancer-associated chromosomal translocations[J]. Cell, 2016, 165(2): 289-302.: Z/ Y  B% T7 x# l  q/ u
[3] Li Y, et al,.Circular RNA is enriched and stable in exosomes: a promising biomarker for cancer diagnosis.Cell Res. 2015 Aug;25(8):981-4.$ u; V& t, }; A9 H* T( n1 X2 T7 G
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