关于迁移体(Migrasomes)的流式应用

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前阵子听了一个讲座，重新关注到这个不算很热的东西——迁移体/迁移小体，搜了一下相关的流式应用不是很多，所以结合了也是前一阵子的一篇文献简单总结了一下在流式上的应用，供大家讨论。

一、什么是迁移体：

迁移体(Migrasomes)是迁移细胞后缘的收缩纤维上形成的囊状细胞器，直径大多约为500-3000nm，因为大囊泡含有各种形状像石榴的较小囊泡和细胞内容物，也被称为石榴样结构（PLS）囊泡，迁移体在迁移细胞中形成并介导细胞间通讯和物质转移。迁移体具有重要的生理功能，包括器官形态发生、线粒体质量控制和细胞间蛋白质和mRNA的横向转移。

迁移体与其他EV不同，不仅在大小上不同，在囊泡的内容和释放机制上也不一样。迁移体是在迁移细胞后端形成的微尺度EV，与其他EV类似，它们可以募集细胞内容物并富集许多生物分子如生长因子、细胞因子、趋化因子和形态发生素。因此，迁移体被认为是新的细胞信使，可以释放其携带的物质并影响周围细胞的生理和病理过程。此外，迁移体似乎通过同时刺激靶细胞中的多个关键信号来充当“组合信号”，从而在斑马鱼胚胎发育中发挥重要作用。目前大多数研究都集中在迁移体的基础生物学上，少部分研究关注于疾病的病理生理学相关性上，例如：脑卒中后神经元丢失、SARS-CoV-2等。

二、迁移体的提取方法：

目前研究发现，多种细胞和器官都可以产生迁移体，如血管和人血清、人乳腺癌、卵巢癌、胃癌、胰腺癌和结肠癌细胞等。与EV的分离类似，可以通过超速离心和密度梯度离心的组合从体液和条件细胞培养基中提取迁移体，与使用蔗糖梯度分离作为EV分离金标准的传统方法不同，发现者俞立的实验室使用Optiprep（Sigma-Aldrich，D1556）作为密度介质（https://liyu-lab-tsinghua.github.io/protocols/），其他的方法例如：马永宾等人近来提出的离心去除细胞和碎片后，通过0.45μm过滤器获得收集的上清液，随后对所得滤液进行超速离心以沉淀迁移小体衍生的纳米颗粒（MDNP），将过滤器倒置并用医用注射器挤压以收集迁移体。

三、迁移体的标记物：

迁移体的形成依赖于一种重要的四跨膜蛋白—TSPAN4。TSPAN4在迁移体中富集，目前用作迁移体的标志物，当用绿色荧光蛋白（GFP）标记时最清晰。虽然TSPAN4和整合素在迁移体中含量丰富，但它们也出现在外泌体中，因此很难通过检测TSPAN4和整合素作为标记物来区分迁移体和外泌体。目前有以下方法可以表征迁移体：

1、透射电子显微镜（TEM）成像是确认迁移体的唯一方法，但不便于扩展到临床样本。

2、小麦胚芽凝集素（WGA）是一种理想的迁移体跟踪器，可以快速标记迁移体、回缩纤维和细胞。

3、BODIPY神经酰胺可用作迁移体的替代或附加染色剂，类似于WGA。

4、使用核酸染色SYTO14作为迁移体的二级标记来标记迁移体mRNA。

5、基于涂有聚丙烯酸的量子点的荧光人工抗原（FAA），通过对单个FAA标记的量子点粒子进行跟踪，捕获了活体DC2.4树突状细胞（DCs）的扩展膜网络，并以超高分辨率表征了DC细胞膜纤维和迁移体形态。

四、一种新型的迁移体定量分析方法：

中国药科大学梁宏伟、南京大学曾科、刘志红及南京医科大学第一附属医院袁杨刚为共同通讯作者在Journal of Extracellular Vesicles 在线发表题为“Quantification of urinary podocyte-derived migrasomes for the diagnosis of kidney disease”的研究论文，该研究介绍了一种简化、有效的方法用以捕获和定量检测迁移体水平。这种方法采用小麦胚芽凝集素(WGA)包被磁珠富集迁移体和通过流式细胞术分析迁移体(称为WBFC)。使用WBFC技术检测了伴有足细胞损伤的肾病(KD)患者和健康志愿者尿液中的迁移体水平，用以准确地区分川崎病患者和健康个体从而辅助诊断。结果如下：

迁移体捕获和检测平台。（a、b）通过电子显微镜（a）和免疫荧光显微镜（b）分析用WGA偶联磁珠捕获的迁移体 ...

迁移体捕获和检测平台。（a、b）通过电子显微镜（a）和免疫荧光显微镜（b）分析用WGA偶联磁珠捕获的迁移体。（c-e）通过蛋白质印迹 （c）、电子显微镜 （d）、纳米颗粒跟踪分析 （NTA） （e） 表征从小麦胚芽凝集素 （WGA） 偶联磁珠中分离的迁移体。（f、g）通过流式细胞术通过针对迁移体标记蛋白（包括 TSPAN4、ITGA5、CPQ、NDST1 和 EOGT）的抗体表征从 WGA 偶联磁珠中分离的迁移小体。来自三个独立实验（n = 3）的数据以平均值±标准差表示。 （h） 通过流式细胞术对针对偏移体标记蛋白 TSPAN4 和 ITGA5 的抗体共染色，表征从 WGA 偶联磁珠中分离的迁移体。1st Ab：一抗;2ndnd二抗。ns： p > 0.05; *p < 0. 05; ** p < 0.05; ***p < 0.01。

五、对目前相关流式应用的一些想法：

1、迁移体不同于更小的外泌体类型囊泡，它包含了更多的细胞器，也包含了更多的细胞间通讯信息和功能性。可能是受困于部分技术的限制，目前看迁移体表征方法还是很局限，富集、捕获等手段也待进一步开发。

2、迁移体涉及到体内不同的功能细胞种类，随着现在微小颗粒分析和分选流式的发展，可以把迁移体甚至其包含的细胞器如细胞一样进行多维甚至高维分型并分选，从而进行来源和疾病相关性分析。

3、结合小颗粒、成像、光谱等新流式的发展，随着临床上的研究更加深入，对于一些疾病辅助诊断未来可能大有所为。

4、另有一些免疫细胞代谢的研究也涉及到迁移体的作用，未来在代谢流式分析与迁移体流式分析之间必然也会碰撞出亮点。

一点点感想，欢迎讨论。

参考资料：

1.Jiang D, Li Y, Yu L. Detection, Purification, Characterization, and Manipulation of Migrasomes. Curr Protoc. 2023 Aug;3(8):e856. doi: 10.1002/cpz1.856. PMID: 37540780.

2.Jiang Y, Liu X, Ye J, Ma Y, Mao J, Feng D, Wang X. Migrasomes, a new mode of intercellular communication. Cell Commun Signal. 2023 May 8;21(1):105. doi: 10.1186/s12964-023-01121-4. PMID: 37158915; PMCID: PMC10165304.

3.Yang R, Zhang H, Chen S, Lou K, Zhou M, Zhang M, Lu R, Zheng C, Li L, Chen Q, Liu Z, Zen K, Yuan Y, Liang H. Quantification of urinary podocyte-derived migrasomes for the diagnosis of kidney disease. J Extracell Vesicles. 2024 Jun;13(6):e12460. doi: 10.1002/jev2.12460. PMID: 38853287; PMCID: PMC11162892.