$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Экзосомы представляют собой гетерогенные внеклеточные везикулы размером от 30 до 150 нм. Они являются установленными ключевыми игроками в физиологических и патологических процессах, учитывая их повсеместное распространение в тканях и органах 1,2. Экзосомы несут сложный груз белков, липидов, типов ДНК и РНК, которые различаются в зависимости от типа клеток, из которых они получены. Экзосомы обогащены белками, которые выполняют различные функции (например, тетраспанины, включая CD9 и CD63), ответственные за события слияния. Например, белки теплового шока HSP70 и HSP90 участвуют в связывании и презентации антигена. Кроме того, Alix, Tsg101 и флотиллин участвуют в биогенезе и высвобождении экзосом и широко используются в качестве маркеров этих нановезикул 2,3,4.
Экзосомы также содержат различные РНК (т.е. микроРНК, длинные некодирующие РНК, рибосомные РНК), которые могут передаваться клеткам-реципиентам, где они влияют на последующую передачу сигналов. Биоактивность экзосомы, заключенной в единую единую мембрану, зависит не только от груза белков и нуклеиновых кислот, но и от липидных компонентов лимитирующей мембраны1. Экзосомальные мембраны обогащены фосфатидилсерином, фосфатидной кислотой, холестерином, сфингомиелином, арахидоновой кислотой и другими жирными кислотами, которые могут влиять на стабильность экзосом и топологию мембраны 2,3. В результате карго- и липидного расположения экзосомы инициируют сигнальные пути в принимающих клетках и участвуют в поддержании нормальной физиологии тканей 1,2,4,5. Было показано, что при определенных патологических состояниях (например, нейродегенерации, фиброзе и раке) они запускают и распространяют патологические стимулы 4,6,7,8,9,10,11.
Благодаря своей способности распространять сигналы в соседние или отдаленные участки, экзосомы стали ценными биомаркерами для диагностики или прогнозирования заболеваний. Кроме того, экзосомы были экспериментально использованы в качестве носителей терапевтических соединений 2,12. Потенциальное применение этих нановезикул в клинике делает метод выделения все более важным для достижения максимального выхода, чистоты и воспроизводимости. Разработаны и внедрены различные методики выделения экзосом. Как правило, экзосомы могут быть выделены из кондиционированных клеточных культуральных сред или жидкостей организма с помощью дифференциального центрифугирования, эксклюзионной хроматографии и иммунного захвата (с использованием коммерчески доступных наборов). Каждый подход имеет уникальные преимущества и недостатки, которые обсуждались ранее 1,2,13,14.
Изложенный протокол фокусируется на 1) выделении и культивировании первичных фибробластов из икроножной мышцы взрослой мыши и 2) очистке и характеристике экзосом, высвобождаемых в питательную среду этими клетками. Устоявшийся протокол выделения экзосом из первичных фибробластов для функциональных исследований в настоящее время отсутствует. Первичные фибробласты не секретируют большое количество экзосом, что затрудняет процесс изоляции и очистки. Данный протокол описывает очистку больших количеств чистых экзосом от больших объемов культуры с сохранением их морфологической целостности и функциональной активности. Очищенные экзосомы, полученные из кондиционированной среды, были успешно использованы в экспериментах по захвату in vitro для индуцирования специфических сигнальных путей в клетках-реципиентах. Они также использовались для сравнительного протеомного анализа экзосомальных грузов из нескольких биологических образцов4.