基于单细胞检测技术的细胞与Exosomes相互作用研究

细胞是生命科学中最基本的研究对象之一，其内部存在着多种信息，反映了细胞在整个生命过程中的增殖、分化、代谢及死亡等诸方面的表现。如何准确而快速地获取细胞内的各种信息，是生命科学也是信息科学所面临的重大挑战。Exosome是新近发现的由多种细胞分泌的纳米级囊泡，由于其在细胞间传递信息的重要作用，已成为细胞生物学研究的热点之一。但是限于检测手段，关于exosome如何进入细胞以及传递信息的过程，目前还很不清楚。本项目将以exosome与细胞的相互作用为研究对象，采用最新的P-FPALM技术，集成碟片共聚焦、全内反射荧光显微术和落射荧光显微术的活细胞显微系统，发展亚细胞水平上的原位、实时、动态的，以及高时空分辨的活细胞检测新方法，研究细胞摄入exosome途径与规律，以及exosome的胞内运输及最终命运，最终阐明exosome在细胞间传递信息的规律，同时为细胞信息的检测提供新技术，新方法。

Exosome（外泌体）是由多种细胞分泌的一种纳米级囊泡，通过结合在受体细胞表面或进入受体细胞，参与许多重要的生理、病理过程。但是目前外泌体与细胞相互作用的机理还很不明确。例如外泌体进入受体细胞的方式存在很多争议，外泌体进入细胞后的运输及活性物质释放过程还很不清楚，以及外泌体对受体细胞的功能作用还有待深入研究。本项目以PC12细胞的外泌体与其它PC12细胞作用为研究模型，建立了适宜于研究外泌体与活细胞作用的高时空分辨、高灵敏的单细胞检测技术平台，首次清晰地呈现了细胞外泌体与受体细胞的作用过程，得到了其作用过程的一些重要参数，通过各种相互印证的技术手段明确了外泌体由网格蛋白介导的胞吞和大胞饮进入受体细胞的具体途径。本项目还证实了外泌体可以将miRNA导入到受体细胞，甚至不同物种的受体细胞，并影响多个靶基因的表达。本项目为外泌体的细胞摄入、胞内运输以及最终命运提供了新的认识，研究结果有助于进一步理解外泌体与细胞的相互作用，推动外泌体功能的研究，以及在疾病预防、检测和治疗中的应用。本项目还开展了与外泌体有关联的生物纳米材料方面的研究工作。