担心破坏外泌体结构？试试用DNA水凝胶分离吧……

外泌体可作为疾病诊断的生物标志物或治疗药物，然而从复杂生物样本中分离外泌体仍面临不少困难。

外泌体参与细胞间通讯并调节一系列生理、病理过程，因此在疾病早期诊断、发病机制分析和预后监测等方面具有较大的应用潜力。从复杂生物样本中获得高纯度、低损伤的外泌体是其用于下游生物分析的先决条件，但这在目前仍然较难实现。

为解决上述难题，本文作者尝试采用基于DNA水凝胶的外泌体分离方式，实现对复杂样本中外泌体的特异性、低损伤分离。

DNA水凝胶是一种主要由DNA参与形成的三维网状聚合物材料，DNA适配体是一类筛选得到的对目标物质（如外泌体）具有良好特异性与亲和力的寡核苷酸序列，利用DNA的序列可编程性和适配体的分子识别功能，可开发出高特异性的外泌体分离方案。

作者设计可以特异性识别CD63（外泌体表面标志物）的适配子，并通过滚环扩增反应合成含有多聚适配体的DNA超长单链，将该单链加入含有外泌体的反应体系中，由于适配体对CD63的高亲和力，外泌体锚定在DNA超长单链上。

随后加入另一条DNA超长单链，两条DNA单链通过碱基互补杂交形成DNA水凝胶，在这个过程中，捕获的外泌体被包裹到固态网络水凝胶中，实现了与反应体系中其他成分的分离。

完成对外泌体的捕获后，通过酶解法或链置换法处理DNA水凝胶，可将包裹其中的外泌体重新释放出来，且外泌体保持良好的结构和成分完整性。

以上述分离方法为基础，作者将分子信标/单探针整合到DNA水凝胶中，对外泌体中的miRNA进行检测，从而实现了外泌体的分离-检测一体化。将乳腺癌临床样本和健康供体的外泌体作为检测对象，对该检测方法进行验证，结果显示能够实现对两类样本的精准区分。

此外，作者探究了DNA水凝胶捕获外泌体后用于疾病治疗的潜力。以心肌梗死大鼠模型为实验对象，将捕获间充质干细胞来源外泌体的DNA水凝胶注射到大鼠胸腔，一段时候后，大鼠心脏功能得到改善，这提示DNA水凝胶可能成为外泌体局部给药和高效释放的一种理想载体。

通过以上研究，作者得出结论，DNA水凝胶能够实现对复杂生物样本中外泌体的分离，且几乎不对外泌体造成损伤。此外，该方法具有应用于疾病诊断和治疗的潜力，有望推动外泌体在生物医学领域的发展和应用。

Tang J, Jia X, Li Q, Cui Z, Liang A, Ke B, Yang D, Yao C. A DNA-based hydrogel for exosome separation and biomedical applications. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Jul 11;120(28):e2303822120. doi: 10.1073/pnas.2303822120. Epub 2023 Jul 3. PMID: 37399419.