表面等离子激元共振技术（SPR）检测细胞外泌体
细胞外囊泡（EV）就像细胞释放到周围空间的微小包裹。 这些 EV 分为三种类型：外泌体、微泡和凋亡小体。 几乎所有细胞类型都会释放外泌体，而微泡来自已激活细胞的质膜，凋亡小体来自正在死亡的细胞。
这些微型细胞外囊泡在我们的身体中扮演着许多不同的角色。 它们帮助细胞相互交谈，帮助修复受损的组织，并帮助管理我们的免疫系统。 这些微小的包裹里充满了各种各样的东西，比如蛋白质、脂肪，甚至遗传物质。 当它们从一个细胞发送到另一个细胞时，它们可以携带重要的信息，这些信息可以改变基因的工作方式、免疫系统的反应方式，甚至细胞的移动方式。 未来，我们也许能够使用这些细胞外囊泡来治疗不同的疾病。 外泌体看起来确实很有前途。 它们可以用来帮助诊断疾病，确定疾病的严重程度，甚至可以用来治疗各种疾病，包括神经胶质瘤。
外泌体是微小的气泡状结构，约 30-200 nm，由健康细胞和患病细胞释放。 它们携带蛋白质、脂肪、遗传物质和其他分子的混合物。 我们可以在血液等体液中找到这些微型气泡，这使得它们对于我们所谓的液体活检非常方便，这是一种诊断癌症等疾病的非侵入性方法。 癌细胞释放的外泌体含有特殊的蛋白质和遗传信息，我们可以利用它们来识别和跟踪癌症的生长。 这些微型气泡甚至比细胞还要小，因此它们可以快速穿过血管并快速绕过身体，这使得它们非常适合用于液体活检。 此外，外泌体携带不同类型的遗传物质，包括信使RNA和微小RNA。 研究这些可以向我们展示基因在肿瘤细胞中的行为方式，这有助于医生更准确地诊断并计划更有效的治疗。 因此，这些微小的外泌体对于通过液体活检诊断和治疗癌症具有重要意义。
从体液中检测这些微小的细胞外囊泡并不容易，但我们有几种技术可以帮助我们做到这一点。 其中包括纳米粒子跟踪和动态光散射等方法，这些方法可以观察光撞击这些微小粒子时的行为方式。 最有前途的方法之一是表面等离子共振（SPR），它正在被广泛研究以检测细胞膜上的分子，如蛋白质和碳水化合物。 这可能会改变疾病早期诊断和追踪疾病发展的游戏规则。
SPR 就像一种高科技传感器，当分子与其他物质结合时，它可以发现光线的微小变化。 它在生物学中被广泛使用，因为它灵敏且精确，并且不需要任何特殊标签来发现这些结合事件。 它用途广泛，可用于从药物发现到检测微生物和生物膜的各个领域，并且可以测量这些结合事件在不同条件下发生的速度。 它有潜力观察和测量细胞和外泌体上蛋白质之间的相互作用，使我们能够直接观察实时发生的这些过程。 这使其成为医疗应用中潜在的强大工具。
我们开发了几种类型的 SPR 设备，这些设备特别擅长检测对一种称为神经胶质瘤的脑癌很重要的特定蛋白质。 胶质母细胞瘤是一种非常具有侵袭性的胶质瘤，其轮廓非常不规整。 我们发现癌细胞产生的副产物乳酸会增加一种名为 CD44 的蛋白质，并促进外泌体的释放。 使用一种 SPR 装置，我们能够检测这些外泌体中的 CD44。 我们还在患有胶质母细胞瘤的小鼠中进行了测试，结果表明使用这种 SPR 装置可以检测血液和脑脊液（一种在大脑和脊柱内部及其周围发现的液体）中外泌体中 CD44 水平升高的潜力。 这可能为未来胶质母细胞瘤的侵入性较小的测试铺平道路。 我们还研究了癌细胞的变化，这些变化导致癌细胞产生更多的其他两种蛋白质：MCT1 和 CD147，这两种蛋白质有助于癌细胞清除乳酸。 这些蛋白质还被发现可以促进外泌体的释放，这些外泌体装载有有助于癌症生长的分子。 另一种类型的 SPR 装置能够检测外泌体中的这两种蛋白质，为追踪神经胶质瘤的发展提供了另一种潜在的方法。 此外，我们还创建了一种不同的 SPR 装置来检测来自神经胶质瘤细胞的外泌体上的特定蛋白质，称为 EGFRvIII。 这可以帮助我们使用血液和脑脊液样本来诊断和监测神经胶质瘤。
了解微型细胞外囊泡类型之间的差异主要取决于它们的尺寸和形状。 先进的技术，包括使用 SPR，可以帮助我们看到并测量这些差异。 SPR 非常灵敏，可以检测多种生物分子，使其成为诊断和监测疾病的有前途的工具。 总体而言，SPR 在复杂生物样本中检测不同类型 EV 的潜力凸显了它在医学肿瘤学诊断和监测中可以发挥的关键作用。
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