为了加强我院外泌体相关生物标志物的研究能力,拓展先进技术的应用，2025年4月14日科技中心基础研究部邀请斑马鱼科技的李元元老师带来“单外泌体蛋白质组学技术及其应用”为主题的技术交流，采用线上线下相结合的形式。

外泌体是一类几乎所有细胞产生的细胞外囊泡，其平均粒径大小约为100 nm，携带核酸、蛋白质、脂质及代谢产物，广泛存在于各种体液中。它们是细胞间远距离通讯的媒介，影响细胞生物学的各个方面，在生理和病理过程中发挥重要作用。目前的研究多将外泌体视为一个整体，手段局限于外泌体总蛋白、总核酸的组学分析。然而，生物样本中外泌体来源于不同的细胞类群，因此在成分、功能上都具有高度异质性。“Bulk”外泌体组学的研究方法难以进行外泌体的异质性分群和细胞溯源，限制了对外泌体的认识及临床应用。因此，高灵敏度的单外泌体分析手段意义重大。

图1单外泌体结果展示：原位及肝转移结直肠癌患者血浆外泌体亚群的变化

首先, 李老师介绍了单外泌体蛋白质组学所采用的邻近编码技术（PBA）的原理及优势。该技术使用含寡核苷酸编码标签（Barcode）DNA偶联的多种抗体与外泌体孵育，在物理空间邻近的单个外泌体上的DNA序列通过杂交连接、滚环扩增，实现单外泌体上蛋白分子的分隔和标记，最后利用二代测序技术解析每个Barcode的出现频率及组合模式，重建单个外泌体的蛋白质表达谱。

图2 单外泌体蛋白质组技术原理

该技术可在低至5 微升血浆、尿液、组织外泌体、细胞培养液、器官灌洗液等体液样本中对10万+个单外泌体中的蛋白进行同步分析，以发现样本中低丰度外泌体亚群。其利用多重免疫分析技术可以对人源样本单外泌体中540+，或小鼠样本单外泌体中200+蛋白成分同步分析，且可根据需要增加目标蛋白的定制检测。总之，该技术实现了低样本体积、高灵敏度、高通量、高数据质量、灵活定制等方面的技术突破。

李老师还介绍了单外泌体蛋白分析技术在肿瘤、心血管疾病、神经系统疾病、免疫系统疾病、感染性疾病等诸多领域的基础研究、药物开发和临床试验等方面的应用。通过分析外泌体蛋白或亚群在疾病不同阶段、不同情况下的变化，可以探索疾病机制、发现新型生物标志物，及开发液体活检新渠道。

图3一站式自动化解决方案

高通量单外泌体蛋白组分析自动化系统基于自动化工作站将PBA实验流程自动化，进一步提高了实验的可重复性和精确度。随后通过二代测序技术即可实现从 1-5 µl 体液样本中检测单外泌体膜蛋白组标志物，在单一系统上满足从中通量到高通量的实验需求。

分享结束后，线上、线下人员进行了讨论，李老师对于各种问题给予了具体的解答与建议，使大家获益匪浅。通过此次交流会，大家对于单外泌体蛋白质组学技术在基础医学及转化研究中的应用有了更加清晰的认知，在实验设计中可结合单外泌体蛋白质组学技术的优势和医学领域的热点问题挖掘更多有意义的研究方向。

供稿：邓博

审校：王在