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2024年12月，南京医科大学李晶等团队在Journal of Extracellular Vesicles（IF=15.5）上发表了“Distinct molecular properties and functions of small EV subpopulations isolated from human umbilical cord MSCs using tangential flow filtration combined with size exclusion chromatography”的研究论文。该论文提供了一种切向流过滤（TFF）结合尺寸排阻色谱（SEC）的方法来大规模分离和纯化源自人脐带间充质干细胞（HucMSCs）的sEVs亚群。S1-sEVs和S2-sEVs在大小、膜标记蛋白和携带物方面表现出稳定的变化，通过体外实验和动物疾病模型，研究人员验证了S1-sEVs和S2-sEVs的不同功能。S1-sEVs表现出更强的免疫调节作用，而S2-sEVs则在促进细胞增殖和血管生成方面表现出更强的能力。这种方法为针对不同MSCs适应症的靶向治疗干预提供了可能。拜谱海洋生物为该研究提供了蛋白酶组学拜谱生物。
英文字母一级标题：Distinct molecular properties and functions of small EV subpopulations isolated from human umbilical cord MSCs using tangential flow filtration combined with size exclusion chromatography
发布杂志：Journal of Extracellular Vesicles
应响细胞：15.5
收录时段：2024.12.7
小说作者机构：南京医科大学
组学科技：miRNA测序、蛋白酶组学（拜谱生物体给出）
科学研究产品：外泌体
钻研路线图：
一、科学研究最终
01、实现将TFF与SEC平台相融入来区分sEVs亚群和HucMSCs
只为满足更适合临床医学软件的MSC-sEVs的规模性较出产，作著用于没事种将TFF与SEC相联系的的方法，从HucMSCs的必要条件锻炼基中分发型离和纯化sEVs。采用血清质印子、NTA数据分析、纳流组织细胞术的然而反映提取的3个峰有可能代表会了sEVs的3个与众不同亚群。作著将表示于这3个最高值的sEVs亚群依次命名大全为S1-sEVs和S2-sEVs（图1）。
图1：TFF配合SEC机系统从HucMSCs中分刘海离和定量分析sEVs亚群
02、MSC-sEVs亚群的分析方法
sEVs标志物的差异表达意味着它们可能具有不同的内容或功能。为了表征MSC-sEVs亚群的异质性，首先使用球蛋白组学分析。总共在S1和S2-sEVs亚群中分别鉴定出1326和1246个蛋白质，其中447个蛋白质在S1-sEVs中高度表达，127个蛋白质在S2-sEVs中富集（图2a）。KEGG分析表明，蛋白酶体途径是S1-sEVs富集蛋白中最富集的通路，而代谢途径在S2-sEVs中显示出最高水平的富集（图2b）。除此之外，还发现S1-sEVs中生长因子受体的富集，例如表皮生长因子受体（EGFR）、肝细胞生长因子受体（HGFR）、成纤维细胞生长因子受体1（FGFR1）等。然而，在S2-sEVs中，枢纽蛋白与代谢、糖酵解和缺氧诱导因子1（HIF-1）信号通路密切相关（图2c-h）。这说明了S1-sEVs和S2-sEVs在靶细胞活动的调节中可能具有不同的作用。
图2：一个sEVs亚群的蛋清质组学阐述
为了探索sEVs亚群中的其他分子，作者进行了miRNA测序，并在S1-sEVs和S2-sEVs中分别鉴定了173和79个miRNA两个sEVs亚群之间的差异表达miRNA，其中在S1-sEVs中发现了113个独特的miRNA，而在S2-sEVs中仅发现了19个miRNA（图3a-b）。通过qRT-PCR验证了在S1-sEVs或S2-sEVs中富集的代表性miRNA，包括let-7b-5p、miR-155-5p、let-7c-5p、miR-9-5p和miR-30d-5p（图3c-g）。在S1-sEVs中，核心节点靶基因包括酪氨酸3-单加氧酶/色氨酸5-单加氧酶激活蛋白zeta（YWHAZ）、BTB结构域和CNC同源物1（BACH1）、丛蛋白D1（PLXND1）、高迁移率组AT-hook1（HMGA1）、SMAD家族成员2（SMAD2）、IL6、IL6R 和转化生长因子β受体1（TGFBR1).在S2-sEVs中，核心节点靶基因被鉴定为PR/SET结构域1（PRDM1）、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1A（CDKN1A）、原纤维蛋白2（FBN2）、Notch受体1（NOTCH1）、KLF转录因子6（KLF6）和贝克蛋白1（BECN1）。GO分析显示S1-sEVs组靶基因中与细胞内蛋白质转运、染色质或组蛋白修饰相关的丰富生物过程，而S2-sEVs组靶基因中富含细胞增殖或代谢相关生物过程的负调控（图3h-j）。KEGG通路分析，发现S1-sEVs的miRNAs靶基因在与RNA转运或贴壁连接等相关的信号通路中更富集，而S2-sEVs中的miRNAs靶基因在丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和Wingless/Integrated（WNT）信号通路中更富集（图3k）。
图3：二个sEVs亚群的miRNA谱
03、S1-sEVs和S2-sEVs对肿瘤组织细胞繁衍和巨噬肿瘤组织细胞极化的不同调节管控
体系结构5个sEVs亚群的有所性别差异攜帶物形成，研究分析进一点分用五种有所性别差异极量的S1-sEVs或S2-sEVs养育3T3组织体人体内部还有用脂多糖（LPS）处理小鼠骨髓来源于的巨噬组织体人体内部（BMDMs）。没想到发现S1-sEVs和S2-sEVs对组织体人体内部生長和裂开传送速度展现出有所性别差异的印象，但是对巨噬组织体人体内部极化的功能现实存在性别差异（图4a-p）。
图4：S1-sEVs和S2-sEVs对細胞增值和巨噬細胞极化的的差异干预
04、S1-sEVs和S2-sEVs朝后肢缺血性中的差异性改善
MSC十分延伸的sEVs根据推动新毛细心动脉血管的养成前边肢心动脉血管痉挛医疗中被具有广泛性消息，方便能够 观察S1-sEVs和S2-sEVs对毛细心动脉血管转换和心动脉血管痉挛团体重复利用的的影响，根据偏侧股大动脉结扎建设了小鼠后肢心动脉血管痉挛型号。成果反映出与S1-sEVs想必，S2-sEVs的表现出优异的促毛细心动脉血管转换性，造成心动脉血管痉挛引导受损后后肢飞速完整修护和重复利用（图5a-o）。
图5：S1-sEVs和S2-sEVs对后肢血管痉挛的有所差异医疗特效
05、S1-sEVs和S2-sEVs在造成 刀口痊愈中的的作用
MSC还有繁衍的sEV其所在微创、周围神经损伤、烧伤或胃癌发病导致的皮夫创口结疤中的目的而被丰富的研发。为了更好地观察分析脱离的sEVs亚群对皮夫创口结疤的损害，本的研发组建一个多个有深部2度烧伤的大鼠绘图。后果阐明S2-sEVs借助对糖酵解的主动性损害对皮夫创口结疤展示出非常的益处的损害（图6a-p）。
图6：S1-sEVs和S2-sEVs对肌肤刀口结疤的有差异直接影响
06、S1-sEVs和S2-sEVs对DSS诱惑的小肠炎的不同于的治疗使用效果
著者发现了S1-sEVs和S2-sEVs对巨噬癌细胞旋光性的差异化的缓解此后，接着在小鼠乙状小肠炎模型工具中评估方法这些食品的天然免疫的缓解效果。可是揭露了S1-sEVs治愈DSS分析的乙状小肠炎的活性朋友（图7a-s）。
图7：S1-sEVs和S2-sEVs对白色皮肤伤口处痊愈的各种不同干扰
07、sEVs3个亚群中生物体发现的对比房产调控
ESCRT依懒感性有效路经和非ESCRT性有效路经都专业指导sEV的动物时有发生了。在这种探究中，著者发觉了sEVs符号物在S1-sEVs和S2-sEVs中的差异性表述。EGFR是经典之作内吞有效路经中已建立联系的HGS底物，总之在S1-sEVs和S2-sEVs中所能否查看到EGF蛋白质，但在S1-sEVs中EGFR泛素化级别要高得多，HGS在将泛素化出口货物正确引导到S1-sEVs中起至关重要效果，经由搭配HGS敲除人体细胞系发觉HGS的不足引导S1-sEVs的动物时有发生了显长才能减少，但对S2-sEVs的有基本上找不到关系，得出结论S1-sEVs和S2-sEVs经由各个的控制机理的分泌，不同称呼ESCRT依懒感性和ESCRT非依懒感性有效路经（图8a-t）。
图8：sEVs的两只亚群期间生物工程发生了的差距改善
二、的文章工作小结
本研究使用TFF和SEC从人MSC中分离的两个sEV亚群在大小、膜标志物或携带物上表现出差异，并探究不同的sEVs亚群代表了MSCs的不同生物学功能。利用蛋白酶组学，miRNA测序及基因敲除，模型构建等分子生物学实验表明了高度表达CD9、HRS和GPC1的S1-sEVs表现出更大的免疫调节作用，而富含CD63和FLOT1/2表达的S2-sEVs在促进细胞增殖和血管生成方面具有增强的能力。这些差异归因于它们包含的特定蛋白质和miRNA。进一步研究显示，两个不同的sEVs亚群对应于不同的生物过程：ESCRT通路（S1-sEVs）和以脂质筏（S2-sEVs）为代表的ESCRT非依赖性通路（图9）。这种方法可能为各种MSC适应症的靶向治疗干预提供优势。
图9：sEVs亚群的海洋生物合成视频依耐于各种不同的細胞内路经
三、拜谱总结
该研究使用TFF-SEC系统从人脐带间充质干细胞中规模化生产不同的sEVs亚群，并且鉴定和表征了两种不同的sEVs亚群，S1-sEVs和S2-sEVs，它们在生物发生、特征和携带物含量方面有所不同。这些差异导致了它们生物学功能的变化。虽然MSC衍生的SEV因其临床潜力而备受关注，但该研究引入了一个新概念，即利用这些不同的MSC sEVs亚群对特定疾病进行靶向治疗。拜谱生物为该研究提供了核蛋白组学检测分析服务，拜谱生物可提供完善成熟的转录组学、蛋白组学、代谢组学以及多组学联合产品技术服务体系，助力发表高分文献，欢迎致电咨询！
关联性论文资料：
LiuW, Wang X, Chen Y, Yuan J, Zhang H, Jin X, Jiang Y, Cao J, Wang Z, Yang S, Wang B, Wu T, Li J. Distinct molecular properties and functions of small EV subpopulations isolated from human umbilical cord MSCs using tangential flow filtration combined with size exclusion chromatography. J Extracell Vesicles. 2025 Jan;14(1):e70029. doi: 10.1002/jev2.70029. PMID: 39783889; PMCID: PMC11714183
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