两亲螺旋肽(AH肽)为基础的荧光探针被开发用于分析外泌体膜表面的脂质排列缺陷(LPDs)。本研究选用两种AH肽序列:源自载脂蛋白A-I的C端序列(ApoC)和人类α-突触核蛋白(p2-23),它们的疏水面存在插入LPDs的差异。通过合成脂质体模型分析AH肽插入深度和竞争性结合,发现ApoC肽可作为深部LPDs的结合探针,而p2-23肽更倾向识别浅层LPDs。这些与尼罗红(NR)偶联的探针能够通过荧光增强响应评估目标LPDs丰度,并通过发射波长差异反映周围膜特性。
研究显示,ApoC-NR探针在结合深部LPDs时表现出显著的荧光增强(在DOPC脂质体中达4.8倍),而p2-23-NR对浅层LPDs的响应较低(DOPC中为2.2倍)。通过比率法分析(590/650nm荧光强度比值),发现外泌体膜极性呈现显著差异:MCF7来源外泌体的深部LPDs周围膜极性最低(F590/F650值最高),而A549来源外泌体的膜极性最高。竞争结合实验表明,ApoC和p2-23肽分别针对不同深度的LPDs,验证了其结合特异性。
对三种癌细胞(A549、Hela和MCF7)来源外泌体的分析显示,外泌体膜表现出独特的结构特征:深部LPDs丰度顺序为ExoMCF7 > ExoHela > ExoA549,而浅层LPDs仅在ExoHela中检测到。与传统探针(如Laurdan和DPH)相比,本方法能够特异性揭示局部膜特性差异。研究还发现,外泌体膜特性显著依赖于供体细胞类型,这为理解外泌体在细胞通讯中的功能提供了新视角。
该探针系统具有以下优势:1)通过疏水面差异实现LPDs深度分辨;2)尼罗红的溶致变色特性可报告膜极性变化;3)无需预标记的"混合即读"分析模式。局限性在于当前探针需纯化外泌体,后续需开发针对复杂生物样本的靶向探针。本研究为外泌体膜结构分析提供了工具,有望推动其在疾病诊断(如癌症标志物检测)和膜生物学研究中的应用。
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