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"细胞-细胞间交互"三种常见作用方式和研究方法盘点,还不赶快收藏!

小张聊科研  · 公众号  · 科研  · 2025-02-10 18:32

正文

外泌体(或者胞外囊泡)及其成分(如 RNA 、脂质和蛋白) 线粒体转移(比如隧道纳米管介导的) 配体 - 受体(比如膜配体、分泌性配体以及膜受体) 为代表的“细胞 - 细胞间通讯( Cell-Cell Communication CCC )”是很多研究团队关注的主题,也是这几年国自然项目和高分文章经常关注的领域。 今天来盘点这三种作用方式的研究方法。

一、 外泌体介导的细胞间通讯

外泌体是细胞分泌的纳米级囊泡,携带蛋白质、 RNA 等生物分子,通过与受体细胞融合或被内吞,传递信号调节其功能。

研究方法

1 )外泌体分离、鉴定和表征方法

外泌体分离常用差速超速离心、密度梯度超速离心、过滤、超滤等传统方法,也可用微珠、微流控芯片等新技术。鉴定时需检测外泌体的蛋白标志物,如 CD9 CD63 CD81 等,常用 Western blot 。表征包括形态和粒径分布,可使用透射电子显微镜( TEM )、纳米颗粒跟踪分析( NTA )等。

2 )外泌体示踪细胞间传递方法

示踪方法包括荧光染料标记,如 PKH26 PKH67 等,可直接与外泌体脂质双层膜结合;核酸标记,将外泌体核酸标记为荧光或放射性探针;蛋白质标记,用 GFP 等标记外泌体表面蛋白;还可利用磁性纳米颗粒标记,通过磁共振成像追踪。

3 )外泌体成分的组学分析

外泌体组学分析主要包括蛋白质组学、转录组学和脂质组学。蛋白质组学通过质谱技术分析外泌体中的蛋白质组成;转录组学利用高通量测序技术研究外泌体中的 RNA 种类和表达水平;脂质组学采用质谱技术分析外泌体中的脂质组成。

4 )外泌体与受体细胞共培养方法

将提取纯化的外泌体加入受体细胞培养液中,通过观察受体细胞的反应和表型来研究外泌体对受体细胞的影响。此外,也可标记外泌体后进行共培养,实时监测其在受体细胞中的动态变化。

二、 线粒体转移

线粒体可通过隧道纳米管( TNTs )、细胞外囊泡或直接细胞外释放等方式从一个细胞转移到另一个细胞,支持受体细胞的代谢需求。

研究方法

1 )线粒体分离和鉴定

线粒体分离通常采用差速离心法,先低速离心去除细胞碎片和核,再高速离心沉淀线粒体。鉴定方法包括透射电子显微镜( TEM )观察其双层膜结构,以及通过特异性抗体(如抗 TOM20 抗体)进行 Western blot 检测。

2 )分离线粒体后与细胞共培养

将分离的线粒体加入受体细胞培养液中,通过荧光显微镜或流式细胞术观察线粒体是否被摄取。也可利用化学诱导供体细胞线粒体耗竭后与受体细胞共培养,比较处理前后受体细胞的差异。

3 )细胞共培养体系下的线粒体标记和示踪

使用荧光染料(如 MitoTracker )或荧光蛋白(如 GFP )标记供体细胞的线粒体,然后与受体细胞共培养。通过荧光显微镜或共聚焦显微镜观察线粒体在受体细胞中的分布,从而示踪线粒体转移。

4 )单细胞测序结合 MERCI 分析

获取共培养的癌细胞和 T 细胞的转录组数据后,应用 MERCI 算法识别线粒体突变( mtSNVs )并估计癌细胞中外源线粒体的相对丰度。通过比较突变频率,确定 T 细胞特有的突变,将细胞分类为潜在的线粒体供体和受体。并通过计算 DNA RNA 排名分数,预测线粒体的受体细胞和供体细胞。

三、 配体 - 受体结合

配体与受体结合后,诱导受体构象变化,激活下游信号通路,调节细胞功能。
研究方法
1 )阻断性抗体阻断受体活化

使用针对受体特定区域的阻断性抗体,该抗体可特异性结合受体,阻止配体与受体结合,从而抑制受体的活化。通过检测下游信号通路的激活情况(如蛋白磷酸化水平),评估阻断效果,用于研究受体活化的功能和信号传导机制。

2 )中和性抗体降低配体浓度

利用中和性抗体与配体特异性结合,形成抗体 - 配体复合物,从而降低游离配体的浓度。通过检测细胞对配体的反应(如细胞增殖、细胞因子分泌等),评估中和效果,用于研究配体在生理过程中的作用和调控机制。

3 )配体






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