文章题目：Thermophoretic glycan profiling of extracellular vesicles for triple-negative breast cancer management

发表期刊：Nature Communications

影响因子：16.6

通讯单位：北京大学、中国科学院

        三阴性乳腺癌(TNBC)是一种高度转移和异质性的乳腺癌，预后较差。由于缺乏TNBC生物标志物，精确、无创的TNBC诊断、监测和预后方法尤其具有挑战性。EV是一种由大多数细胞类型分泌的脂质双分子层封闭的纳米囊泡，肿瘤来源的EV还富含糖缀合物。本文介绍了一种快速、敏感、低成本和基于适配体的热电泳检测方法（EVLET），使用少量血清或血浆样本来分析血浆样品中的EV聚糖谱。

图1. EVLET系统的总体工作流程

        EVLET系统的总体工作流程如图1所示，首先，将稀释10倍的血浆与FITC偶联凝集素孵育，在EV表面特异性标记TNBC相关聚糖。样品经自动振动膜过滤系统（VMF）处理，通过去除未结合的凝集素、可溶性糖蛋白和脂蛋白，自动分离和纯化凝集素结合的EV。然后将分离的EV转移到蓝宝石衬底微室中，然后对EV进行热电泳积累，以放大凝集素结合EV的荧光信号。利用一组凝集素，将获得的EV聚糖标记用于TNBC的诊断、治疗反应监测和TNBC患者的预后。

图2. VMF用于分离和纯化BC细胞衍生的EV和血浆样品中的EV

        从SEM图像中可以看出，分离的EV保持圆形，同时还观察到小于100 nm的EV。VMF对MDA-MB-231 乳腺细胞系EV的回收率比无振动高1.9倍。VMF对其他4种乳腺细胞系的EV的回收率相似。

图3. EVLET热电泳检测EV聚糖

        如图3所示，接下来文章采用热电泳法对荧光凝集素标记的EV聚糖进行灵敏检测。实验研究证实，FITC- ConA标记的MDA-MB-231 EV在密闭区域内产生扩增的荧光信号，荧光信号强度与EV浓度呈线性相关。总的来说，VMF在10min内能够有效去除> 99%的脂蛋白和未结合的凝集素，获得了高纯度的EV。该方法的灵敏度比基于凝集素的酶联免疫吸附试验高2个数量级。

图4. 使用一组凝集素通过EVLET测量EV聚糖谱

        如图4所示，文章使用一组凝集素(ConA、WGA、RCA I、SBA和UEA I)，通过EVLET分析了来自不同乳腺细胞系(MDA-MB-231、MDA-MB-453、BT-474、MCF-7和MCF- 10A)的EV上的聚糖表达。来自侵袭性乳腺癌细胞系的EV的ConA和WGA水平较高，RCA I, SBA和UEA I水平较低。流式细胞术分析显示，EV与其亲代细胞之间存在良好的相关性。使用分层聚类，不同类型的EV被分为两个主要集群。另外，主成分分析(PCA)对35种凝集素的所有可能组合进行降维，确定了3组(TNBC EV、其他BC EV和良性EV)的类间距离。ConA、WGA和RCA I组合获得的类间距离最大，因此RCA I被选择用于进一步的实验。

        此外，临床试验表明EV聚糖标记在监测TNBC患者的治疗反应和预后方面优于血清CA 15-3, CA 15-3是乳腺癌中最广泛使用的血清标志物。

图5. EV聚糖标记(TNBCEGM标记)用于监测治疗反应

(PR:部分缓解; SD :病情稳定;PD: 进展性疾病)

        文章进一步研究了EV聚糖谱是否可以用于评估TNBC的治疗反应。通过EVLET检测，常用的有效治疗药物处理的细胞分泌的ConA-、WGA-和RCA i偶联的MDA-MB-231 EV水平下降，并观察到凝集素标记的MDA-MB-231细胞与分泌的EV之间的荧光强度有很强的相关性，这表明EV聚糖谱可以被认为是药物疗效的一个有效指标。

        如图5所示，为了对治疗反应进行纵向监测，文章使用EVLET系统对化疗前(基线)和化疗后13位TNBC患者血浆样本中的EV聚糖进行了分析。分析结果表明，EV聚糖标记在监测TNBC患者的治疗反应和预后方面优于血清CA 15-3（CA 15-3是乳腺癌中最广泛使用的血清标志物）。

        总结：文章介绍了一种基于凝集素的热泳测定(EVLET)、简化了振动膜过滤(VMF)和热泳扩增并可以快速、敏感、选择性和经济高效地分析TNBC血浆中的EV聚糖的方法。研究表明，EV聚糖标记在TNBC检测中准确率较高。此外，文章证明了EV聚糖标记在预测TNBC进展方面的潜力。该EVLET系统为EV聚糖的非侵入性癌症管理奠定了基础。

        原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-46557-5

作者：林念

审核：李全才、吕友晶

编辑：邵萌

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