外泌體（exosomes）是由細(xì)胞內(nèi)多泡體與細(xì)胞膜融合后，釋放到細(xì)胞外基質(zhì)中的一種直徑約 30-120nm 的膜性囊泡。幾乎所有種類的細(xì)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(xì)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(xì)胞從而改變其他細(xì)胞的功能，參與免疫反應(yīng)、抗原遞呈、腫瘤轉(zhuǎn)移、心腦血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等生理和病理過程 。
外泌體可運(yùn)載不同種類的核酸，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(dá)調(diào)控上有著重要作用。miRNA 是一類 17-24nt 長的小的非編碼 RNAs，是一類重要的 sRNA（small RNA，sRNA）。miRNA 通過與 mRNA 的 3’ UTR 或者開放閱讀框 ORF 區(qū)域結(jié)合，能介導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)錄后沉默，與細(xì)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(jié)構(gòu)，能很好的保護(hù)其包被的 miRNA，使其可作為疾病診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物[2]，影響腫瘤生長、增殖和轉(zhuǎn)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(dá)情況，其中 miRNA、siRNA 以及 piRNA 是研究的熱點(diǎn)，也是項(xiàng)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(dá)的miRNA，也可以鑒定新的miRNA。通過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，最終可以得到外泌體 small RNA 在生物體中參與的生命活動的一個清晰的生物信息圖譜。
數(shù)據(jù)量：10M clean reads/樣
檢測范圍廣：既能鑒定已知小RNA，又能發(fā)現(xiàn)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(xì)胞通常會發(fā)生大網(wǎng)膜脂肪組織處的轉(zhuǎn)移，但是網(wǎng)膜基質(zhì)細(xì)胞來源的分子對卵巢癌生長的影響還未見太多報道。本文通過二代測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)腫瘤相關(guān)的脂肪細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中miR21的表達(dá)量明顯高于卵巢癌細(xì)胞。通過功能研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤相關(guān)的脂肪細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的miR21可以轉(zhuǎn)移到卵巢癌細(xì)胞中，從而抑制卵巢癌細(xì)胞凋亡并通過結(jié)合一個新發(fā)現(xiàn)的靶mRNA—APAF1賦予其化療抗性。這些數(shù)據(jù)表明，轉(zhuǎn)移性卵巢癌細(xì)胞的惡性表型可通過從相鄰網(wǎng)膜基質(zhì)細(xì)胞來源的外泌體遞送miR21來獲得，抑制基質(zhì)細(xì)胞來源的miR21可能是治療轉(zhuǎn)移性或復(fù)發(fā)性卵巢癌的一個新策略。
圖2 卵巢腫瘤組織和腫瘤細(xì)胞系中miR21的表達(dá)差異情況
案例（2）外泌體miRNA可用于非小細(xì)胞肺癌的早期診斷
該研究從早期非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）患者的血漿中分離腫瘤來源的外泌體。利用miRNA-seq對46個I期NSCLC患者和42個健康個體的外泌體miRNA進(jìn)行分析，以鑒定和驗(yàn)證腺癌（AC）和鱗狀細(xì)胞癌（SCC）的特異性miRNA。與健康個體相比，AC和SCC患者分別有11個和6個miRNA表達(dá)水平顯著增高，13個和8個miRNA表達(dá)水平顯著降低。不同的腺癌和鱗癌特異性的外泌體miRNA進(jìn)一步被驗(yàn)證。與以前研究報道一致，miRNA-seq數(shù)據(jù)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(jié)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(zhǔn)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(biāo)志物是非常有希望的。
圖1 鑒定和定量健康個體、AC患者和SCC患者腫瘤來源的外泌體
LPS患者樣本中PBV和PB的miRNA表達(dá)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.
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