2022年7月26日
最新一代的细胞外囊泡(EV)表征工具能够同时对单个EV的多个参数进行分析。纳米流式细胞术可对大于45 nm的所有生物颗粒进行无标记检测,并通过多种荧光标记技术鉴定亚群的特定特征。
对细胞外囊泡(EVs)进行深入表征具有挑战性,通常需要多种仪器分别描述各个参数。而采用纳米流式细胞术等单一技术即可同时描述多个EV亚群,从而对每个EV进行单独测量,在确定其荧光特性之前,无需标记即可识别直径大于14纳米的颗粒。
这可以通过去除假阳性结果来获得稳健的数据集。纳米流式细胞术可应用于多种来源的细胞外囊泡(EVs)分析,包括从血浆、脑脊液和培养基中富集的囊泡。该技术还可用于病毒、脂质纳米颗粒以及纳米材料的分析。
优化标记方案至关重要,这可以最大限度地提高与颗粒相关的荧光信号,同时减少缓冲液中残留的背景荧光。首先,打开仪器,启动 Nano-Flow Profession 软件,从鞘流菜单中选择“启动”,将水加入加载舱,然后从鞘流菜单中选择“增压”。
将质控微球用去离子水按1:100稀释于0.6微升离心管中,并将其放入加样舱以将样品引入系统。随后按照之前演示的方法推动样品45秒,以完全替换之前的样品、水或清洗液。在推动过程中,将激光功率设置为质控微球预设模板中的250纳米荧光质控标准。
随后,为降低系统压力,从同一下拉菜单中选择采样压力,并将自动采样压力设置为1千帕,以维持恒定压力。然后,在采集控制中选择“记录时间”,启动一分钟的分析。数据将绘制在点图上,横坐标显示侧向散射光强度的对数刻度,纵坐标显示选定的荧光强度。
保存文件前,输入文件名和样品稀释倍数。接着,选择“卸载”以将试管从装载舱中取出。用150 µL清洗液替换质控微珠,并通过选择“增强”清洗超过30秒。
使用含有150微升水的离心管,通过将毛细管尖端浸入水中以去除毛细管尖端上多余的清洗液。然后将尺寸标准微珠按1:100的比例用水稀释,并将100微升稀释液加入上样孔中。接着,将激光功率设置为预设模板S16 EXO 68至155纳米。
此设置适用于大小标准品以及含有小于200纳米EV的样品。选择采样并记录样品一分钟。第三次测量使用水或PBS样品进行,以创建空白测量去值,供软件识别并去除假阳性信号。
将未标记的EV样品用PBS稀释至适合nFCM分析的粒子浓度范围,即每毫升1×10⁸至5×10⁸个粒子。取10至100微升稀释后的样品加入上样孔中。若粒子浓度未知,可先将EV样品进行1:100稀释。
可通过增强过程中CCD相机上激光光斑的大小,或采样期间事件簇信号的观察,快速估算样品浓度。样品加载并增强45秒后,记录一分钟数据,并按之前演示的方法保存文件。记录完成后,开始分析该数据,从“采集”选项卡切换至“分析”选项卡,打开已保存的NFA文件。
为准确测量样品,使用采样前测得的两个标准值来设定样品比较值及空白值。通过选择尺寸标准文件并使用设定阈值工具,创建侧向散射到直径转换的尺寸标准曲线。在事件脉冲轨迹中可见的阈值,表示将一个事件判定为有效信号所需的最小信号强度。
设定阈值后,检查点图参数,X 轴为 SS-H 或 SS-A,Y 轴为 FITC-A。打开标准曲线生成工具,并选择 S16 EXO 68 至 155 纳米作为粒径模板。点击“寻找峰”以识别侧向散射光强度的峰值,对应颗粒直径分别为 68、91、113 或 155 纳米。
在关闭窗口前,请检查侧向散射与直径曲线是否已生成,且R值是否接近1。设置浓度标准,选择已保存的文件,单击计数标准,输入标准样品的颗粒浓度。
设置标准信息。选择EV样本文件并设定阈值。选择空白文件,然后点击“设为空白”以确定需从样本计数中去除的假阳性数量。
打开PDF生成工具后,检查样品的粒径、浓度及稀释倍数。然后显示样品的浓度及颗粒的大小分布。按照文稿中所述对EV样品进行标记后,取一微升标记后的样品,在0.6毫升离心管中用PBS稀释至50倍。
将样品加载到进样舱中,并施加助推压力45秒。同时,确保激光设置正确,并安装了适当的透镜。然后,切换至采样压力,并选择记录时间。
完成一分钟的数据采集后,为数据文件命名并保存。卸下样品,替换为清洗液,并将清洗液冲洗超过30秒,然后再加载下一个标记好的样品,操作方法如前所述。生成PDF时,应采用与之前相同的规范标准。
仅空白测量的设置会有所不同。选择样品文件并设定阈值。选择门控工具,使用左键绘制一条线,以分离荧光阳性细胞群。
设置用于表示的名称和颜色。设定空白文件,点击“设为空白”以识别需从各个不同群体中去除的假阳性数量。打开PDF生成工具,确定荧光阳性亚群的大小分布、浓度及百分比。
在散点图上,将 Y 轴更改为显示来自绿色或红色通道的荧光测量值。设置空白对照并生成 PDF,操作方法如前所述。在散点图上,将 X 轴设为 FITC,Y 轴设为 APC。
利用象限工具识别双荧光阳性群体。设置具有代表性的名称和颜色,然后打开 PDF 文件并选择荧光亚群。C2C12 来源的细胞外囊泡(EVs)约有 50% 表达 CD9,30% 表达 CD63,70% 的群体至少表达三种 EV 标志物中的一种。
单个四跨膜蛋白标记的细胞外囊泡亚群的尺寸分布显示,其中位尺寸较大,约为75至85纳米,且小于65纳米的囊泡比例少于总颗粒群体。SW620来源的细胞外囊泡中,约40%表达CD9,7%表达CD63,42%的颗粒至少表达三种标记物中的一种。来源于SW620且经四跨膜蛋白标记的细胞外囊泡呈现出更接近正态的分布,中位直径在90至110纳米之间,各四跨膜蛋白阳性亚群之间的分布相似。
膜标记反复显示C2C12和SW620来源的EVs有80%的阳性率。侧向散射强度与C2C12和SW620点图上的FITC强度相关。双阳性百分比与四跨膜蛋白阳性百分比非常相似。
CD63 标记似乎与膜标记的相关性最弱。在有或无额外膜标记的情况下,抗体标记的阳性百分比测量结果相似。C2C12 来源的细胞外囊泡(EV)中荧光群体的平均荧光强度表明,CD63 和 CD81 的表达水平低于 CD9 EV;而 SW620 显示,联合使用三种抗体所产生的荧光信号强于任一单独抗体标记。在本方案中,常见的 EV 标志物已进行荧光标记,但也可根据研究需求选择其他多种抗体靶点,以显示 EV 的来源、功能或疾病状态。
本研究聚焦于利用纳米流式细胞术对细胞外囊泡(EVs)进行表征,该方法能够以无标记的方式分析EVs的不同亚群。通过采用这一技术,研究人员可以建立可靠的数据集,在分析来自多种生物来源的EVs时最大限度地减少假阳性结果。
通过纳米流式细胞术(nFCM)对单个细胞外囊泡(EV)跨膜蛋白进行表征,可在单颗粒水平实现高分辨率、定量的EV亚群分析。该技术通过提供稳健的多参数数据集,降低假阳性率并支持机制性风险排除,从而提升早期发现与靶点验证的预测可信度。nFCM的高通量特性和定量输出能力使其成为适用于全产品线EV生物标志物及功能研究的可重复使用平台。
nFCM 通过实现单颗粒 EV 分析,可用于假设验证、检测方法开发和转化生物标志物研究,从而整合到从发现到临床前研究的连续过程中。