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恩泽康泰进军家畜外泌体研究领域——全面解锁猪/牛/羊/鸡外泌体研究

北京恩泽康泰生物科技有限公司

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为了聚焦业务需求、提供更好的外泌体科研服务质量,恩泽康泰一向不贪婪,一心搞“人/小鼠/大鼠”临床科研外泌体服务产品,所谓干一行爱一行干好一行,直到今天我们在外泌体组学领域已经与临床客户深度合作发表了150+ SCI文章(其中部分高水平SCI文献已解读,请查阅《合作成果》合辑)。

从2017年6月1号成立到2024年3月底近7年耕耘,从最初开发的专利Exosupur®外泌体纯化试剂盒到集细胞上清/血浆/二次纯化袖珍柱Exosupur®家族,从单纯的纯化试剂盒到集核酸负载/靶向肽修饰/细胞上清浓缩等工程化改造试剂盒,从最初的血浆等体液外泌体研究到时下最新的组织外泌体研究,从最初的外泌体电镜/粒径/WB三项基本表征到十余项外泌体质量检测体系,从最初的外泌体RNA组学/全转录组学到如今的集外泌体RNA全转录组/外泌体蛋白质组/外泌体代谢组学的Exoomics®外泌体多组学服务平台,从最初的thermo Q-E HFX平台普通外泌体lable-free蛋白质组学到集普通外泌体lable-free蛋白质组/4D lable-free蛋白质组/普通direct-DIA蛋白质组/4D direct-DIA蛋白质组/RPM靶向蛋白质组的多元化系统性蛋白质组平台,从普通外泌体组学到组织外泌体联合单细胞转录组/单囊泡膜蛋白质组/等新兴外泌体研究思路/技术……恩泽康泰从未停止前进的脚步。

忆往昔峥嵘岁月稠,俱往矣,数风流人物,还看今朝!

 

 
重要通知

值此万物复苏、动物繁衍的季节,恩泽康泰宣布正式踏入家畜类动物外泌体研究领域!同样,恩泽康泰不贪多,先做好最主要的家畜动物:猪、牛、羊、鸡,再考虑做其他的物种。

 

立项依据

您以为恩泽康泰只是说说,或者随便想想就扩展了我们的研究物种范围吗?那肯定不是的啊。

1)我们确实收到了很多客户反馈家畜动物外泌体研究需求,说明咱们农口的老师们也关注到了外泌体研究的价值。

2)Pubmed中检索家畜外泌体相关研究,确实目前研究需求逐步增多,目前已应用于遗传育种与繁殖科学、疫病/家畜疾病机制以及作为人类疾病模型的研究,说明外泌体在家畜领域也是值得大家去关注和研究的。

 
家畜外泌体研究应用介绍
 

家畜外泌体可应用于以下方向:

a.遗传育种或繁殖科学

养猪/牛/羊/鸡等家畜业是关乎国计民生的重要产业,良种是保障生家畜产业健康发展的重要基础,是提升生家畜产业核心竞争力的关键。目前有关家畜遗传育种相关外泌体研究,以“猪”为例主要集中于精浆外泌体、卵泡液外泌体等如何参与调控猪繁殖生育的研究。

例如:精液质量不同的猪精浆SP细胞外囊泡EV miRNA谱特征表明,SP EV衍生的miRNA反映了公猪精子的质量,有可能基于此开发治疗策略提高生育能力(Int J Mol Sci. 2023 Feb 6;24(4):3194.   IF=5.6   2区);猪精浆中大、小细胞外囊泡的蛋白质组差异、来源和生物学功能比较(Mol Cell Proteomics. 2023 Apr;22(4):100514.   IF=7.0   2区);猪卵泡液中的细胞外囊泡及其miRNA货物:与卵母细胞质量的潜在关联(J Anim Sci Biotechnol. 2022 Jun 20;13(1):82.   IF=7.0   1区);对怀孕和未怀孕猪血清中循环miRNA的分析显示,存在过多的生殖状态依赖性miRNA,可以作为猪繁殖管理过程中生殖状态的潜在指标(Animal. 2021 Apr;15(4):100182.    IF=3.6   2区),等研究。

 
b.疫病/家畜疾病
急性肺损伤、猪流行性腹泻病毒感染、非洲猪瘟病毒(ASFV)、亚洲鸡瘟感染传播等,在养猪等家畜业都有一定的发病率,给患病动物造成了极大的痛苦,同时也给养殖户造成了巨大的经济亏损,严重的可造成患病动物死亡。因此,阐述外泌体介导的家畜疾病发病和感染病毒传播机制,也是一个需要进行研究的方向,以期为家畜养殖生产中相关疾病防控提供参考。

例如以下“猪”疾病/疫情相关外泌体研究:非洲猪瘟病毒(ASFV)感染传播,ASFV在感染后期诱导原代猪肺泡巨噬细胞(PAM)的细胞凋亡,以有效地脱落ApoBDs,随后被相邻的PAM吞噬,从而引发二次感染(Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Nov 28;120(48):e2309506120.  IF=11.1   1区);外泌体介导猪流行性腹泻病毒PEDV的抗体抗性细胞间传播(Vet Microbiol. 2023 Sep;284:109834.   IF=3.3   2区);非洲猪瘟病毒感染的猪血浆细胞外囊泡的功能分析和蛋白质组学图谱(Front Cell Infect Microbiol. 2022 Feb 10;12:809135.    IF=5.7    2区),等。

 
c.营养成分相关研究
猪/牛/羊乳中含有丰富的外泌体,其富含的外泌体内容物如蛋白与稳态调节相关的途径相关,这些外泌体可能对于基本了解其对婴儿发育的影响,推进代乳品的生产,以及探讨其对肠道免疫的调节作用,以期发现改善乳汁营养的关键因子。猪/牛/羊/鸡肉作为餐桌上重要的动物性食品,生肉及不同加工烹饪炮制后的猪/牛/羊/鸡肉来源外泌体成分是否改善,是否会影响到人类饮食健康和营养调控。

例如:猪初乳和成熟乳的外泌体的比较蛋白质组分析揭示了不同的功能蛋白质组,功能分析强调了与稳态调节相关的途径在初乳外泌体中上调,以及内皮细胞发育和脂质代谢等途径在成熟牛奶外泌体中上调,有助于基本了解其对婴儿发育的影响,也有助于推进代乳品的生产(J Proteomics. 2021 Oct 30;249:104338.    IF=3.3   2区);猪乳来源的小细胞外囊泡通过pIgR促进肠道免疫球蛋白的产生,为深入了解动物奶sEV在肠道免疫中的作用和机制提供了有价值的数据(Animals (Basel). 2021 May 24;11(6):1522.    IF=3.0   2区);煮熟的猪肉肌肉/肝脏/脂肪组织来源的外泌体纳米囊泡miRNA可能是介导代谢紊乱的罪魁祸首,有助于进一步了解加工肉的活性成分,为人类饮食健康和营养调控的研究提供了新的研究方向(J Nanobiotechnology. 2023 Mar 9;21(1):83.    IF=10.2   1区)。

 

 
d.作为人类疾病模型的研究

动物模型在人类疾病临床医学研究和药物研发中起到关键的作用。大动物尤其是猪,在解剖学和生理学等方面与人类相似,是研究人类疾病发病机理和治疗方法最佳的模式动物之一。除了能够准确模拟人类重大疾病发生发病机理之外,猪在生物医学领域另外一个重要用途就是作为人类异种组织或器官移植的供体动物。猪的消化系统、内分泌系统、心血管系统与人类相似,可用于糖尿病、动脉粥样硬化等代谢性疾病的研究;基于与人类相似的多脑回结构特征,猪可用于包括阿尔茨海默症、帕金森病、亨廷顿舞蹈症等神经退行性疾病的研究;由于猪在器官组织结构和生理特征与人接近,也经常被用来模拟人类囊性纤维化、杜氏肌营养不良症、癌症和其他一些遗传性疾病。(Hou N, Du X, Wu S. Advances in pig models of human diseases. Animal Model Exp Med. 2022 Apr;5(2):141-152.)因此,猪等大动物疾病模型外泌体研究对于人类疾病机制研究和治疗靶点发现至关重要。

作为人类疾病模型主要涉及2种研究模式:

1探究该疾病对应的大动物模型中血浆外泌体或对应病变组织外泌体的含量及内容物(miRNA、mRNA、lncRNA、蛋白、小分子代谢物、脂质等)变化,以期揭示潜在致病机制;

例如:Mitra S等从猪新生儿癫痫模型中从血浆和脑脊液CSF中分离的EVs中瓜氨酸化蛋白质货物发生改变,为肽酰精氨酸脱氨酶PAD(可将精氨酸修饰为瓜氨酸引起翻译后瓜氨酸化)介导的EV信号变化在新生儿癫痫发作中的作用提供了新的见解,并强调了血浆和CSF EV监测治疗反应的潜力(Int J Mol Sci. 2023 Jul 16;24(14):11529.    IF=5.6   2区);Groven RVM等建立猪多发性创伤模型,定义了两个治疗组,早期全面护理ETC(n=8)和损伤控制骨科DCO(n=8),检测血浆外泌体miRNA,外泌体EV转运的miRNA在多发性创伤中表现出明显的作用,值得进一步研究创伤后EV的组织-组织对话和治疗应用(Front Immunol. 2023 Oct 23;14:1273612.    IF=7.3   2区)。

2使用各种来源外泌体,如各组织来源MSC外泌体等,处理大动物疾病模型,探究外泌体对疾病的治疗作用以及潜在的作用机制。

例如:Webb RL等在猪缺血性卒中模型(永久性大脑中动脉闭塞MCAO诱导)中评估了NSC EVs(MCAO后2、14和24小时静脉注射NSC-EV或PBS治疗),其中临床相关终点用于评估更具转化性的大型动物模型中的恢复情况,NSC-EVs显著改善了MCAO后的神经组织保存和功能水平,表明NSC-EVs可能是一种改变中风治疗模式的药物(Stroke. 2018 May;49(5):1248-1256.    IF=8.4   1区);Sabe SA等发现代谢综合征MS和慢性心肌缺血的猪模型,人骨髓来源外泌体治疗与抗血管生成蛋白的表达减少有关,这可能有助于增加慢性缺血心肌的血流量和动脉生成(J Thorac Cardiovasc Surg. 2023 Jul;166(1):e5-e14.    IF=6.0   1区)。

 

恩泽康泰在家畜外泌体研究中的积累

1)恩泽康泰前期接过一些家畜外泌体研究的项目,涉及血浆、精浆、卵泡液、肝脏/肌肉/脂肪等组织样本外泌体分离鉴定,以及miRNA或蛋白质组学。且,在猪外泌体研究领域与客户合作发表了3篇文章。

 

您以为这样就算可以接服务了吗,No!

2)恩泽康泰专门找了猪的不同组织部位,进行外泌体分离、鉴定和全转录组学+蛋白质组学检测,以确定恩泽康泰的服务体系适用于猪/牛/羊/鸡家畜动物。(为什么选择组织样本?因为组织外泌体分离比较困难,但是研究更新颖啊!您get到了吗?)

首先,通过对6种不同的组织,经切片、酶透化、差速离心+超离、SEC+UF,最终提取到各个组织的外泌体;然后,进行了标准的电镜和nanoFCM粒径检测;最后,对各个组织外泌体进行了miRNA和蛋白质组学检测。虽然每种组织只有1个样本,但也初步得到了一些结论。

 
a.家猪各部位组织外泌体得率分析

大部分组织样本外泌体得率相近,脾脏单位克重外泌体得率较高。提取的外泌体RNA无明显18S/28S细胞核酸特征峰,也从另一方面反映了提取的组织外泌体细胞污染极低。

b.家猪各部位组织外泌体电镜和粒径表征

电镜结果表明,各组织分离的囊泡具有典型的一侧半凹陷的膜状结构(茶托样结构);粒径分析结果表明获得的囊泡平均粒径约80nm左右,颗粒浓度约1E+11 particles/ml。

 
c.家猪各部位组织全转录组学数据展示

6个组织外泌体进行基于分子条形码UMI的小RNA测序分析,经过去除大片段和小片段以及比对到其他类型ncRNA的数据过滤后,最终剩余的可用有效数据(Unannotated reads)在2-6Mb reads,均>1Mb reads。MiRNA测序数据质量良好。共计检测到438个miRNA (已知283个和新预测155个)。

针对长链RNA测序数据,6个组织外泌体共计检测到11835个genes(编码基因,已知基因11510个/新预测325个);共计检测到1907个lncRNA(长链非编码RNA,1352个已知lncRNA/新预测555个),各样品分别与参考基因组序列比对,比对效率从65.04%到77.26%不等。长链RNA测序数据质量良好。

对比两两组织外泌体间差异表达外泌体miRNA、mRNA和lncRNA,初步得到了各个组织外泌体特异性表达的miRNA、mRNA和lncRNA,说明不同部位外泌体携带不同的miRNA/mRNA/lncRNA,可能以不同机制参与该组织部位的生理学功能调控。

 
d.家猪各部位组织蛋白质组学数据展示

完成6个样品的Thermo QE HF-X 平台direct-DIA蛋白组学数据采集分析,一共检测到4626个蛋白质,平均检测到3100个蛋白/样本。对比两两组织外泌体间差异表达外泌体蛋白,初步得到了各个组织外泌体特异性表达的蛋白,这些组织特异性外泌体蛋白可能对于该组织部位的生理功能发挥了重要作用。

看了这么多文献的介绍,这么多数据的展示,您是否正好是猪/牛/羊/鸡家畜领域的研究者呢?您是否还在为外泌体分离鉴定表征困难发愁?您是否还在为实验方案设计发愁?您是否还在为不知道做什么组学发愁?欢迎垂询恩泽康泰,我们提供猪/牛/羊/鸡家畜体液、细胞上清和组织外泌体分离、电镜和粒径表征鉴定、外泌体小RNA组学+长链RNA组学、外泌体蛋白质组学服务噢!

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