外泌體（exosomes）是由細胞內多泡體與細胞膜融合后，釋放到細胞外基質(zhì)中的一種直徑約 30-120nm 的膜性囊泡。幾乎所有種類(lèi)的細胞都能分泌外泌體，并存在于人體各種體液之中，包括血液、尿液、唾液、乳汁、腦脊髓液等。外泌體含有細胞特異的蛋白、脂質(zhì)和核酸，能作為信號分子傳遞給其他細胞從而改變其他細胞的功能，參與免疫反應、抗原遞呈、腫瘤轉移、心腦血管系統、神經(jīng)系統等生理和病理過(guò)程 。
外泌體可運載不同種類(lèi)的核酸，如 DNA、mRNA 和 miRNA，rRNA，snoRNA 等，其中 miRNA 受到最多的關(guān)注，由于它在基因表達調控上有著(zhù)重要作用。miRNA 是一類(lèi) 17-24nt 長(cháng)的小的非編碼 RNAs，是一類(lèi)重要的 sRNA（small RNA，sRNA）。miRNA 通過(guò)與 mRNA 的 3’ UTR 或者開(kāi)放閱讀框 ORF 區域結合，能介導基因的轉錄后沉默，與細胞增殖分化、遷移、疾病發(fā)生和疾病進(jìn)展都有關(guān)系。外泌體的脂質(zhì)雙層膜結構，能很好的保護其包被的 miRNA，使其可作為疾病診斷和預后的生物標志物[2]，影響腫瘤生長(cháng)、增殖和轉移。
外泌體smallRNA 測序可以得到不同組織、不同發(fā)育階段、不同疾病狀態(tài)下 sRNA 的表達情況，其中 miRNA、siRNA 以及 piRNA 是研究的熱點(diǎn)，也是項目分析的重點(diǎn)。外泌體smallRNA 測序可以找到不同樣本間差異表達的miRNA，也可以鑒定新的miRNA。通過(guò)生信分析得到其靶位點(diǎn)所在基因的 GO 功能注釋以及KEGG pathway 注釋?zhuān)罱K可以得到外泌體 small RNA 在生物體中參與的生命活動(dòng)的一個(gè)清晰的生物信息圖譜。
數據量：10M clean reads/樣
檢測范圍廣：既能鑒定已知小RNA，又能發(fā)現新的小RNA。
（13）已知miRNA的堿基編輯分析；
（3）mir2disease注釋.
晚期卵巢癌細胞通常會(huì )發(fā)生大網(wǎng)膜脂肪組織處的轉移，但是網(wǎng)膜基質(zhì)細胞來(lái)源的分子對卵巢癌生長(cháng)的影響還未見(jiàn)太多報道。本文通過(guò)二代測序技術(shù)發(fā)現腫瘤相關(guān)的脂肪細胞和成纖維細胞中miR21的表達量明顯高于卵巢癌細胞。通過(guò)功能研究發(fā)現，腫瘤相關(guān)的脂肪細胞和成纖維細胞的miR21可以轉移到卵巢癌細胞中，從而抑制卵巢癌細胞凋亡并通過(guò)結合一個(gè)新發(fā)現的靶mRNA—APAF1賦予其化療抗性。這些數據表明，轉移性卵巢癌細胞的惡性表型可通過(guò)從相鄰網(wǎng)膜基質(zhì)細胞來(lái)源的外泌體遞送miR21來(lái)獲得，抑制基質(zhì)細胞來(lái)源的miR21可能是治療轉移性或復發(fā)性卵巢癌的一個(gè)新策略。
圖2 卵巢腫瘤組織和腫瘤細胞系中miR21的表達差異情況
案例（2）外泌體miRNA可用于非小細胞肺癌的早期診斷
該研究從早期非小細胞肺癌（NSCLC）患者的血漿中分離腫瘤來(lái)源的外泌體。利用miRNA-seq對46個(gè)I期NSCLC患者和42個(gè)健康個(gè)體的外泌體miRNA進(jìn)行分析，以鑒定和驗證腺癌（AC）和鱗狀細胞癌（SCC）的特異性miRNA。與健康個(gè)體相比，AC和SCC患者分別有11個(gè)和6個(gè)miRNA表達水平顯著(zhù)增高，13個(gè)和8個(gè)miRNA表達水平顯著(zhù)降低。不同的腺癌和鱗癌特異性的外泌體miRNA進(jìn)一步被驗證。與以前研究報道一致，miRNA-seq數據證實(shí)了可用于診斷NSCLC和其他癌癥的潛在miRNA，如let-7、miR-21、miR-24和miR-486。結果表明，miR-181-5p、miR-30a-3p、miR-30e-3p和miR-361-5p為AC特異性的，miR-10b-5p、miR-15b-5p和miR-320b為SCC特異性的。采用AUC值為0.899、0.936和0.911，分別檢測NSCLC、AC和SCC，評估三種組合miRNA組的診斷準確度。這些miRNA在用于早期NSCLC診斷并用于高度敏感的非侵入性生物標志物是非常有希望的。
圖1 鑒定和定量健康個(gè)體、AC患者和SCC患者腫瘤來(lái)源的外泌體
LPS患者樣本中PBV和PB的miRNA表達情況
[1] Au Yeung et al. Exosomal transfer of stroma-derived miR21 confers paclitaxel resistance in ovarian cancer cells through targeting APAF1. Nature Communications, 2016.
[2] Jin et al. Evaluation of tumor-derived exosomal miRNA as potential diagnostic biomarkers for early stage non-small-cell lung cancer using next-generation sequencing. Clinical Cancer Research, 2017.
[3] Casadei et al. Exosome-derived miR-25-3p and miR-92a-3p stimulate liposarcoma progression.Cancer Research, 2017.
