外泌體(Exosome)作為直徑30–150nm的細胞外囊泡,攜帶蛋白質、miRNA、mRNA及脂質等生物活性分子,是細胞間通訊的重要載體,在腫瘤轉移、免疫調控、干細胞治療、液體活檢等領域均是研究熱點。然而,許多科研人員在開展外泌體相關實驗時,常常遭遇NTA定量偏高、WB標志物出現雜帶、測序結果混入異種核酸、平行實驗重復性差等問題。排查一圈后才發現,問題并非出在提取方法或操作手法,而是細胞培養體系中最基礎的添加劑——胎牛血清(FBS)本身就攜帶著大量牛源外泌體,成為實驗數據失真的核心內源干擾源。
一、為什么外泌體實驗總做不準?血清內源囊泡是隱形干擾源
常規胎牛血清取自健康胎牛血液,牛體內各類細胞會持續向外周血液分泌大量囊泡。在傳統血清制備流程中,僅進行除菌過濾,并無專門去除外泌體的工藝步驟,因此成品血清中天然富含牛源細胞外囊泡。據文獻報道,普通胎牛血清中外泌體顆粒濃度可達109–1010particles/mL級別,攜帶CD9、CD63、TSG101等經典外泌體標志物以及大量牛源miRNA。
當研究者用含普通血清的wan全培養基培養細胞并收集上清提取外泌體時,最終得到的樣本實際上是"細胞分泌外泌體+血清本底牛源外泌體"的混合物。這種混合體會從多個維度干擾實驗結果:
1、定量層面:NTA納米顆粒跟蹤分析會將牛源囊泡一并計入,導致顆粒數顯著偏高,無法準確反映細胞真實的外泌體分泌量。
2、蛋白層面:Western Blot檢測CD63、CD81等標志物時,會出現血清來源的雜帶,影響目的條帶的灰度定量;蛋白質譜分析則會混入大量牛源白蛋白、免疫球蛋白等高豐度蛋白,掩蓋細胞來源的低豐度功能蛋白。
3、核酸層面:牛源外泌體攜帶的miRNA、mRNA會污染測序文庫,造成轉錄組數據背景噪音大、差異基因篩選失真,尤其在進行miRNA測序、circRNA分析時影響更為顯著。
4、功能層面:血清外泌體本身具有生物學活性,可促進細胞增殖、遷移、抗凋亡,在開展外泌體功能獲得/缺失實驗時,會造成假陽性結果,嚴重干擾機制解讀。
發表于Journal of Extracellular Vesicles的研究指出,18小時超速離心方案可去除胎牛血清中約95%含RNA的細胞外囊泡,并顯著降低血清囊泡對上皮細胞遷移的促進作用,從實驗層面證實了血清內源囊泡的功能干擾效應。
二、什么是無外泌體胎牛血清?定義與制備工藝詳解
無外泌體胎牛血清(Exosome-Depleted FBS)是專為外泌體研究開發的特種細胞培養血清,以優質胎牛血清為原料,通過多級物理去除工藝最大限度清除內源牛源囊泡,同時完整保留生長因子、氨基酸、激素、維生素等細胞增殖必需的營養組分,兼顧培養性能與實驗純凈度。
主流制備工藝采用"超速離心+納米過濾"聯合方案,核心流程如下:
第一步:原料篩選。選用來源清晰、無瘋牛病(BSE)風險區域的健康胎牛血清,經初篩確保內毒素、血紅蛋白、總蛋白等基礎指標達標。
第二步:多級超速離心。將血清稀釋后置于超速離心機中,以100,000×g以上的相對離心力連續離心18小時左右,利用密度差異使外泌體等納米級囊泡沉降至管底,棄去沉淀,收集上層澄清血清。超速離心是目前認可的外泌體去除金標準方法,Shelke等人的對比研究證實,18小時離心時長在去除效率與營養保留之間達到最佳平衡。
第三步:納米級終端過濾。離心后的上清依次通過0.22μm、0.1μm乃至更小孔徑的無菌濾膜,進一步截留殘余囊泡顆粒與微生物,實現除菌與除囊泡雙重目的。
第四步:質控與分裝。成品需通過NTA顆粒濃度檢測、CD63蛋白定量、細胞增殖驗證、支原體檢測、內毒素檢測等多重質控,合格后無菌分裝凍存。
以愛必信無外泌體胎牛血清為例,由無菌采集健康胎牛血清過濾而成,外泌體經典標志物CD63含量可降至3.125pg/mL以下,內源外泌體去除率達96%以上。
三、無外泌體胎牛血清vs普通胎牛血清:核心差異在哪里?
很多研究者會擔心:去除了這么多囊泡,會不會影響細胞生長?實際上,二者的基礎營養組分高度一致,核心區別僅集中于外泌體含量與實驗適配性,細胞常規培養性能并無本質差異。
| 對比維度 | 普通胎牛血清 | 無外泌體胎牛血清 |
| 外泌體含量 | 高(天然存在大量牛源囊泡) | 極低(去除率>96%) |
| CD63水平 | 數百~數千pg/mL | <3.125pg/mL |
| 生長因子/氨基酸 | 完整保留 | 完整保留 |
| 細胞增殖速率 | 正常 | 與普通血清無顯著差異 |
| 細胞貼壁狀態 | 良好 | 良好 |
| 外泌體提取背景 | 牛源囊泡嚴重干擾 | 背景干凈,結果真實 |
| 適用場景 | 常規細胞傳代、擴增培養 | 外泌體相關高精度實驗 |
| 價格成本 | 較低 | 略高(工藝附加值) |
簡言之,無外泌體胎牛血清只"減去"了干擾實驗的囊泡,不"損失"細胞需要的營養。對于不涉及外泌體檢測的常規細胞培養,普通血清夠用;但只要實驗終點涉及外泌體的分離、鑒定、組學或功能研究,無外泌體血清就是剛需配置。
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Absin無外泌體胎牛血清(貨號:abs993)專為外泌體研究設計,由無菌采集的健康胎牛血清經多級超速離心聯合納米過濾工藝制備,去除96%以上的內源外泌體,成品CD63含量<3.125pg/mL,同時完整保留生長因子與營養組分,細胞增殖、貼壁性能優異,適配腫瘤細胞、間充質干細胞、上皮細胞等多種細胞系的外泌體分離鑒定、功能研究與組學測序實驗,助力科研人員獲得穩定、可重復的高質量實驗數據。
| 貨號 | 品名 | 規格 |
| abs993 | 無外泌體胎牛血清 | 50ml |
參考文獻
1.Shelke GV, et al. Importance of exosome depletion protocols to eliminate functional and RNA-containing extracellular vesicles from fetal bovine serum. Journal of Extracellular Vesicles, 2014, 3: 24783.
2.Lobb RJ, et al. Optimized exosome isolation protocol for cell culture supernatant and human plasma. Journal of Extracellular Vesicles, 2015, 4: 27031.
3.Patel GK, et al. Efficient ultrafiltration-based protocol to deplete extracellular vesicles from fetal bovine serum. Journal of Extracellular Vesicles, 2019, 8(1): 1422674.
4.Théry C, et al. Exosomes: composition, biogenesis and function. Nature Reviews Immunology, 2002, 2(8): 569-579.
5.Toxavidis V, et al. The dark side of foetal bovine serum in extracellular vesicle studies. Journal of Extracellular Vesicles, 2022, 11(10): 12268.
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