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2018年细胞外囊泡研究最小信息(MISEV2018):国际细胞外囊泡学会的立场声明及MISEV2014指南更新

期刊:Journal of Extracellular Vesicles

关于《细胞外囊泡研究的最基本信息2018 (MISEV2018)》的学术报告

本文档是一份国际学会的立场声明与指南文件。它由国际细胞外囊泡学会 (ISEV) 发起,由 Clotilde ThéryKenneth W. Witwer 共同担任第一作者和通讯作者,并联合了全球数百位领域内专家共同撰写。该文件于2018年11月23日在线发表于《Journal of Extracellular Vesicles》期刊,是对2014年发布的MISEV指南的全面更新。

一、核心主旨与更新背景

本文的核心主旨是为细胞外囊泡 (Extracellular Vesicles, EVs) 研究领域建立一套标准化的最低信息报告框架,旨在提升研究的严谨性、可重复性和透明度。MISEV2018并非一套必须强制执行的硬性实验规范,而是基于集体知识和过去四年的领域进展,为研究者、审稿人和期刊编辑提供的共识性建议。文件特别强调,在将特定功能归因于普遍意义上的EVs或其特定亚型(如外泌体)时,必须提供超越对粗提、可能受污染的非均一混合物进行简单功能描述的证据。

二、核心观点一:明确且规范的命名法

MISEV2018首先呼吁研究人员尊重同行,使用清晰明确的术语来定义其研究对象。 * 观点阐述: 除非能够通过特定标记物或分离手段建立亚型特异性,否则应使用“细胞外囊泡” (Extracellular Vesicle, EV) 作为通用术语。 * 证据与子观点: * 术语的不可互换性: 历史上曾出现“外泌体” (exosomes)、“微囊泡” (microvesicles)、“微粒” (microparticles)、“凋亡小体” (apoptotic bodies) 等多种名称。文件指出,由于目前对埃V各亚型的生物发生、释放机制和特异性分子标志的认知仍有限,这些术语不应被随意互换使用。 * 操作性分类: 为便于沟通,可基于物理特性进行操作性分类,例如,若通过0.8微米孔径滤膜去除细胞和大碎片,再经10万g离心沉降,则可使用“小EVs” (small EVs, sEVs) 或“大EVs” (large EVs, lEVs) 等术语,并辅以详细的分离方法描述。

三、核心观点二:系统化的EV分离与浓缩考量

文件指出,没有任何单一的分离方法能完美地同时满足回收率、纯度和特异性的要求,研究者必须根据科学问题权衡选择。 * 观点阐述: 必须详细报告分离方法的所有步骤,并认识到每种方法的局限性和对其富集的EVs群体的影响。 * 证据与子观点: * 方法的多样性及其偏差: 文件列举了多种常用方法,如差速超速离心、密度梯度离心、尺寸排阻色谱、免疫亲和捕获、聚合物沉淀等。研究结果明确指出,不同方法获得的EVs在纯度、亚群和功能上存在巨大差异。例如,单纯一次的差速离心可能无法有效分离相似大小的不同EV亚群;聚合物沉淀法(如PEG)虽然简便高产,但常常会共分离大量非EV的蛋白质聚集体和脂蛋白,导致纯度较低。 * 纯度的量化报告: 建议不仅要报告总蛋白量与颗粒数的比值,还应报告EV标志物(如四跨膜蛋白)与总蛋白或可溶性蛋白污染物的比值,以衡量制备物的相对纯度。

四、核心观点三:多维度的EV鉴定框架

MISEV2018构建了一个由多个步骤组成的EV鉴定框架,旨在确认样品中EVs的存在并评估其纯度。 * 观点阐述: 鉴定工作必须同时在整体水平和单颗粒水平进行,包含对蛋白质、脂质和核酸等组分来源的验证。 * 证据与子观点: * 整体水平的蛋白质鉴定: 表格定义了三大类蛋白质标记物:1) 通用EV标志物(如四跨膜蛋白CD9, CD63, CD81等),需同时展示其存在于EV制备物中;2) 细胞来源/组织特异性标志物,用于溯源;3) 非EV结构的阴性标志物(如内质网蛋白Calnexin、高尔基体蛋白GM130、线粒体蛋白等),尤其在细胞研究中,必须证明这些污染物在EV制备物中未富集,以证实无显著的细胞碎片污染。 * 单颗粒分析: 指南强烈推荐使用两种不同但互补的单颗粒表征技术。例如,可以结合电子显微镜 (EM) 或原子力显微镜 (AFM) 提供形态学信息,与纳米颗粒追踪分析 (NTA) 、可调电阻脉冲传感 (TRPS) 或高分辨率流式细胞术提供浓度和粒度分布信息。 * 新推荐:功能组分的拓扑学分析: 这是一个重要更新。如果研究声称特定蛋白质、脂质或RNA存在于EVs上并发挥功能,则必须证明其定位。例如,可通过蛋白酶处理实验证明目标蛋白位于囊泡外表面;或通过RNase处理实验结合去垢剂处理,证明目标RNA是包裹在囊泡内部,而非粘附于外表面。

五、核心观点四:严谨的功能性研究设计

这是MISEV2018相较2014版指南最重大的更新和拓展,为证明特定生物学活性确由EV携带提供了详细的实验路径图。 * 观点阐述: 必须通过一系列逐步递进的实验,将功能从细胞裂解物、非EV的大分子复合物和可溶性因子等其他组分中分离出来,最终明确地归因于EVs,甚至特定的EV亚群。 * 证据与子观点: * 排除细胞间直接接触: 必须通过Transwell等物理隔离系统或转移实验来证明,所观察到的效应确实是由条件培养基中的分泌因子介导,而非供体与受体细胞的直接接触。 * 区分EVs与可溶性因子: 必须证明活性与EV组分,而非与可溶性蛋白或脂蛋白颗粒等共分离物相关。这通常通过对经过洗涤步骤之后的EV富集级分与同样经过处理但不含EV的级分(如培养基经EV去除后的残留)进行活性比较来实现。 * 将活性与EVs而非其它共分离结构关联: 这是一个关键步骤。如果在EV富集级分中检测到活性,则需要进一步通过连续性密度梯度离心等方法将不同密度的颗粒精细分离。活性曲线应与已知的EV标志物密度分布高度一致,而不是与非EV的蛋白质、脂蛋白或核糖核蛋白等对照标志物的分布一致。 * 区分外泌体与其它小EVs的功能: 文件明确指出,仅凭大小或简单的离心分离不足以将功能赋予“外泌体”。要特异性区分外泌体和小型微囊泡等其它直径在100-200nm的小EVs,需要利用其独特的生物发生机制和分子特征,例如采用抑制外泌体生成途径(如Rab27a/c敲除)或通过高分辨梯度离心分离后,再进行功能比较。

六、文件的意义与价值

MISEV2018的发布,为当时快速增长但充满混乱与标准不一的EV研究领域奠定了关键的规范化基石。其深远的价值体现在: 1. 提升研究的科学严谨性与可重复性: 通过为样本收集、分离、鉴定和功能研究提供详尽的报告清单和推荐实验,它直接回应了领域内普遍存在的实验不一致性问题。这使得不同实验室的研究结果可以更可靠地被比较、验证和继承。 2. 塑造了领域的标准与共同语言: 该指南由ISEV官方发布,并获得了包括《Journal of Extracellular Vesicles》在内的众多期刊编辑部的支持,迅速成为审稿人和基金评审者的重要参考标准。它统一了该领域的术语使用和报告规范,极大促进了学术交流的效率。 3. 指导功能研究,纠正错误归因: MISEV2018最具价值的贡献之一是它对功能研究的严格指导。通过要求研究者层层剥离共分离物,逐个排除非EV因子的干扰,它有力地遏制了将粗提物中观察到的所有现象都简单归因于外泌体的草率做法,从而推动了EV功能研究向更加精确和真实的方向发展。 4. 奠定临床转化基础: 明确的鉴定标准和纯度要求,是EVs作为疾病诊断生物标志物或治疗性纳米载体进入临床应用前必须跨越的技术门槛。MISEV2018为构建可靠的生产和质量控制体系提供了不可或缺的科学框架。

总而言之,MISEV2018并非一本实验操作手册,而是一个不断演进的共识性思维框架和报告规范。它通过要求研究者精确报告每一个实验步骤和表征细节,对研究结论的强度进行自我评估,从而极大地推动了整个细胞外囊泡研究领域朝着更加透明、严谨和可信的方向发展。

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