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一網打盡| 外泌體miRNA研究策略、經典案例、數據庫

信息來源：金開瑞作者：genecreate 發布時間：2020-06-01 16:48:06

2013年，美國、德國3位科學家憑借他們所發現的細胞囊泡運輸的調節機制，榮獲2013年諾貝爾生理學或醫學獎。細胞分泌的外泌體通過攜帶生物分子（蛋白質、miRNAs、DNA 和非編碼 RNAs）在細胞囊泡運輸中發揮不可或缺的作用。外泌體在腫瘤等疾病的基礎研究、轉化應用和診斷治療中呈現巨大潛力，許多外泌體miRNA作為腫瘤標志物陸續被發現，研究熱度、paper數量皆是蹭蹭上漲。在國自然項目中，外泌體的中標項目及資助金額也是持續飆升，可謂是當之無愧的“國自然寵兒”。

這時候您可能會說“我的研究用不上外泌體”，又或者說“我的課題與外泌體無關”。然而事實并非如此，外泌體并不是一個終極分子或終極蛋白，它的真實身份是一個單位，一種細胞與細胞的溝通形式。因此，幾乎所有生物醫藥研究領域，從外泌體的角度進行挖掘將是一個全新的視野！本文將以外泌體miRNA研究為例，包括其研究策略、經典案例、多種數據庫向科研君們一一闡述，助您獲得新思路。

研究策略

策略一：生物標志物

外泌體存在于各種體液（如血液和尿液）中，外泌體中的生物標志物具有檢測方便、傷害小的特點。外泌體miRNA作為生物標志的研究有很多，課題設計思路主要如下：

尋找生物表型、選擇樣本
收集外泌體，提取總RNA或 miRNA
高通量測序篩選具有差異表達的 miRNA
用qPCR等方法驗證篩選
結合臨床鑒定結果（用這些 miRNA判斷未知樣本的狀態，再與臨床或生理鑒定結果比對，確定與臨床結果相符度高的 miRNA）

以上是外泌體miRNA的簡單研究思路，即發現不同樣本中有差異的miRNA，再用此 miRNA去判斷未知樣本的狀態，驗證其作為標志物的成功率。這種課題設計比較簡單，屬于短平快類的課題。Paper影響因子可能不高，但如果樣本量充足、邏輯嚴密、再帶些下游功能實驗的話，也可發不錯的期刊。

注意點：研究的miRNA是在外泌體中，而非其他囊泡。

案例1

外泌體 miRNAs 參與肺癌細胞的增殖、遷移、血管生成和上皮-間質轉化，因此促進腫瘤生長、轉移和侵襲。

The roles of exosomal miRNAs and lncRNAs in lung diseases.Signal Transduction and Targeted Therapy.

案例2

外泌體的生物發生、組成和在結直腸癌中 TME 修飾的主要作用。外泌體中 miRNA 的差異表達也可以作為結直腸癌診斷和監測的生物標志物。

Exosomal miRNA: Small Molecules, Big Impact inColorectal Cancer.J Oncol.

策略二：外泌體中 miRNA功能探究

這類的課題設計更深入的探討外泌體中 miRNA的功能，而并非僅限于標志物。課題設計一般包括:

尋找生物表型、選擇樣本

收集外泌體，提取總RNA或 miRNA）

高通量測序篩選具有差異表達的 miRNA

用qPCR等方法驗證篩選

確定接收（確定這些 miRNA可以被靶細胞接收）

靶細胞驗證（在靶細胞中，完成 miRNA的下游靶點相關實驗，證明這種對 miRNA的調控具有何種生物學作用）

這個課題設計雖然只有后兩步與生物標志物不同，但是后兩步屬于功能實驗部分，是文章的重頭戲。作者需要用大量實驗數據證明差異 miRNA被靶細胞接收的機制，是通過哪些靶點？何種方式？哪個通路引發了下游怎樣的反應導致了兩種表型的不同？如果作者再適當地加入體內實驗（動物實驗），文章會更有說服力，發表的影響因子也會更高。

注意點：

1. 研究的miRNA是在外泌體中，而非其他囊泡；

2. 在功能與靶點研究時，硏究對象是靶細胞而不是原位細胞。

案例

腫瘤分泌的細胞外囊泡(EVs)是腫瘤細胞與基質細胞在局部和遠處徹環境中進行細胞間通訊的關鍵介質。因此，EVs在原發性腫瘤的生長和轉移過程中都起著重要的作用。EVs協調了多種系統性病理生理過程，如凝血、血管漏和間質受體細胞的重新編程，以支持轉移前微環境形成和隨后的轉移。在臨床上，EVs可能是癌癥進展的生物標志物和新的治療靶點，特別是用于預測和預防未來的轉移發展驗證某 miRNA可以通過外泌體傳遞某種功能。

Extracellular vesicles in cancer: cell-to-cell mediators of metastasis. Cancer Cell.

策略三：功能性miRNA對遠端細胞或組織作用機制研究

研究者從 miRNA入手，確定某個組織或細胞中含有功能的 miRNA，它能否通過外泌體分泌到其他遠端細胞或組織中發揮功能。這類研究只是課題的切入點不同，實驗方法與功能研究類似，此處不再細說。

注意點：

1. 研究的miRNA是在外泌體中，而非其他囊泡；

2. 硏究的是miRNA對遠端細胞的作用而不是本細胞。

數據庫

外泌體miRNA研究分析內容包括：正常細胞外泌體與病變細胞外泌體、外泌體與分泌細胞、外泌體與受體細胞、正常細胞外泌體與病變細胞外泌體、miRNA表達聚類分析、外顯子/內含子注釋、病變細胞外泌體與正常細胞的miRNA表達差異分析等。高級分析內容包括：miRNA靶基因預測、miRNA堿基編輯分析、miRNA調控網絡構建等。

由于外泌體miRNA的研究中包含的miRNA數量較多、功能協同，因此學會善用數據庫和調控網絡分析更容易獲得外泌體miRNA的生物學功能及靶基因信息。下面，小編將為大家詳細介紹多個外泌體miRNA數據庫，快拿小本本記下來～

1.exoRBase (http://www.exoRBase.org)

收集和描述人類血液外泌體中長鏈RNA，包括circRNA、lncRNA和mRNA。