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如何打开血液中的信息宝库

来源/作者:alax   发表时间:2016-04-08 10:34:37  
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  血液是唯一与所有器官都有接触的组织,携带着有关机体的大量宝贵信息。在理论上,检测血液携带的 DNA、RNA、囊泡和细胞残骸可以帮助人们诊断和监控各种疾病。The Scientist杂志最近与多位专家学者探讨了检测不同血液生物学指标的策略,贡献出了相应的注意事项和实验技巧。

 

血液是唯一与所有器官都有接触的组织,携带着有关机体的大量宝贵信息。在理论上,检测血液携带的DNA、RNA、囊泡和细胞残骸可以帮助人们诊断和监控各种疾病。

产前基因筛查是血液检测的一个重要应用,通过分析孕妇血液中的胎儿DNA来鉴定染色体异常(比如唐氏综合症)。此外,越来越多的研究者开始关注血液循环中的其他生物学指标,比如RNA、微囊泡和胞外体。

胞外体(Exosomes)发现于上世纪八十年代中期,直到近几年才开始引起科学家们的注意。胞外体是机体绝大部分细胞都能分泌的一种小囊泡,直径在30 至100nm之间。胞外体装载的蛋白质、调控性microRNA、DNA片段和其他代谢物,可以反映相应组织的内部活动。过去在很长一段时间里,人们曾将胞外体视为无用的碎屑。但现在研究者们意识到,胞外体在细胞之间起到了信使作用,而且与肿瘤转移有关。

胞外体受到广泛关注是因为它具有独特的性质。胞外体中的大分子不会受到外界核酸酶和蛋白酶的破坏,也就是说其中的生物学指标在一段时间内比较稳定。此外,胞外体上的表面标志物能够体现它的细胞来源,人们可以在此基础上进行特异性的富集,比如专门收集来自肿瘤的胞外体。胞外体还有一个明显的优势:它们只揭示活细胞的情况。因为只有活细胞才能分泌胞外体。研究者们可以通过胞外体来监控活细胞,无视那些因为药物治疗而濒临死亡的细胞。

微囊泡(Microvesicles)是从细胞表面被动分离出来的,一般比较大,直径可达1,000 nm。不同类型的微囊泡持有不同的细胞信息,很可能需要特别的提取方案。近年来人们逐渐意识到,细胞外微囊泡对癌症的发展和复发起到了重要作用。华中科技大学的研究人员在Cancer Research杂志上发表文章指出,微囊泡中的miRNA会推动造血细胞的白血病转化。研究显示,慢性粒细胞白血病(CML)K562细胞的微囊泡,能使正常造血干细胞转变为白血病样细胞。

血液生物学指标的商业化检测目前主要集中在癌症领域。也有许多学术研究者尝试用这种方式改善其他疾病的检测和诊断。不过,研究者们一直没能在检测方法上达成一致。“我们还处于探索阶段,”美国转化基因组研究所的Kendall Van Keuren-Jensen说。“大家都想实现监测方法的标准化,但现在还很难说什么才是最好的方法。”

为了帮助大家更好的分离囊泡、提取RNA、存储样本和分析数据,The Scientist杂志最近与多位专家学者探讨了检测不同血液生物学指标的策略,贡献出了相应的注意事项和实验技巧。

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