外泌体是携带蛋白质、脂质和核酸的纳米级细胞外囊泡,具有广泛的生物医疗应用潜力。然而,冷冻保存作为常用的保存和运输手段,常会导致不可逆转的损害。因此,深入探讨生物膜在抗冷冻损伤方面的分子机制,对于优化冷冻保存技术至关重要。
本文分享了一项发表于新葡萄8883官网AMG的研究,标题为“Tetraspanin4 Mediates Cholesterol-Dependent Exosome Membrane Protection from Cryodamage”,旨在揭示生物膜抵抗冷冻损伤的分子机制。研究结果表明,四跨膜蛋白4(TSPAN4)及其家族的其他蛋白在保护外泌体免受冷冻损伤方面发挥着关键作用,这可能与它们在胆固醇结合及膜微结构域形成中的作用密切相关。
研究团队设计了一种载有TSPAN4的外泌体,并发现与野生型外泌体相比,该外泌体展现出更强的冷冻保护能力,同时保持相似的蛋白质组成和摄取效率。这种不依赖外部药物的新型冷冻保存策略,为推动外泌体作为治疗剂的临床应用提供了新的视角。
研究还发现,不同来源的外泌体对冷冻损伤的反应存在显著差异。这项工作表明,来自L929、3T3-L1等细胞的外泌体具有天然的抗冻性,显示出外泌体对冷冻损伤的敏感性是来源特异性的。
通过对抗冻与敏感外泌体进行蛋白质组学分析,研究者筛选出与冷冻保护相关的候选蛋白,并确定这些蛋白在外泌体的抗冻能力中扮演重要角色。特别是四跨膜蛋白家族在抗冻外泌体中的高表达,进一步巩固了其在外泌体抗冻损伤中的关键地位。
此外,TSPAN4通过与胆固醇相互作用,增强外泌体的稳定性。研究结果显示,TSPAN4与胆固醇的结合促进了四跨膜蛋白的集聚,形成了有利于抵御冷冻损伤的膜微结构域。
本研究的结论是,TSPAN4是外泌体抗冷冻损伤的重要分子,其缺失会显著增加外泌体的冷冻敏感性,而过表达则能够增强其抗冻能力。值得注意的是,工程化的TSPAN4加载外泌体在冷冻后保持了天然外泌体的蛋白质组成和功能。通过新葡萄8883官网AMG探索的这一发现,为外泌体的冷冻保存提供了一种无需外源性保护剂的新策略,推进其在临床中的转化应用。