一、文献基础信息

1. 核心信息

• 期刊：ACS Omega（ACS 旗下权威综合期刊）

• 发表日期：2021 年 8 月 5 日

• DOI：10.1021/acsomega.1c03248

• 标题：Combined Analysis of Surface Protein Profile and microRNA Expression Profile of Exosomes Derived from Brain Microvascular Endothelial Cells in Early Cerebral Ischemia

2. Abstract 核心提炼

本研究首次在体外 OGD 缺血模型中，联合miRNA 测序与PBA 单外泌体表面蛋白检测，解析早期脑缺血时脑微血管内皮细胞（bEnd.3）外泌体的分子特征：筛选出346 个差异 miRNA，集中调控血管生成、细胞增殖发现bFGF、CD146、EPHA2、ABCB5、ITGB2等表面蛋白显著升高构建79 个 miRNA + 24 个膜蛋白关联调控网络为缺血性脑卒中BBB 保护、早诊标志物、治疗靶点提供全新方向。

二、样本、方法、研究路线、结论

1. 样本（Samples）

• 细胞：小鼠脑微血管内皮细胞 bEnd.3
• 分组：正常对照组（CON）
• 糖氧剥夺组（OGD 3h，模拟早期脑缺血）
• 提取：细胞上清外泌体

2. 核心方法（Methods）

• 模型构建：OGD 3h 模拟脑缺血
• 外泌体验证：TEM、NTA、Western blot（CD63/CD81/Alix）
• 测序：miRNA 高通量测序
• 单外泌体蛋白：PBA 近邻条形码分析
• 生信：GO/KEGG、t-SNE、FlowSOM、调控网络分析
• 验证：qRT-PCR

3. 研究路线（Research Progress）

1. 构建 bEnd.3 细胞 OGD 缺血模型
2. 提取并鉴定外泌体
3. miRNA 测序筛选差异 miRNA
4. PBA 检测单外泌体表面蛋白谱
5. 联合分析构建miRNA - 表面蛋白网络
6. 功能富集与 qPCR 验证
7. 提出脑梗早期外泌体标志物与保护靶点

4. 结论（Conclusion）

• 早期缺血显著改变内皮细胞外泌体miRNA 与表面蛋白谱
• 差异分子集中参与血管生成、细胞增殖、炎症调控
• 外泌体可能是缺血后代偿性修复的重要信号载体
• 联合 miRNA + 蛋白可作为脑梗早期诊断与 BBB 保护新靶点

三、实验结果

Figure 1 缺血内皮外泌体表征（质控图）

• A/B：NTA 粒径分布，CON≈118nm，OGD≈132nm
• C：TEM 电镜图，典型茶托状外泌体
• D：WB 阳性表达 CD63、CD81、Alix，纯度合格

意义：证明外泌体提取合格，可用于后续测序。

Figure 2 外泌体 miRNA 测序分析

• A：各类 RNA 分布，miRNA 占比稳定
• B：差异 miRNA 热图，OGD 与 CON 明显分离
• C：火山图，159 个上调，187 个下调
• D：KEGG 前 30 通路，富集代谢、MAPK、mTOR、Wnt 等

意义：明确缺血显著改变外泌体 miRNA 谱。

Figure 3 GO 富集与 miRNA 调控网络

• A：GO 富集，集中在生物学过程、细胞组分、分子功能
• B：核心 miRNA 网络，miR-379-5p、miR-122-5p、miR-412-5p 处于核心

意义：锁定关键 miRNA，指向细胞修复、血管生成。

Figure 4 qPCR 验证 8 个核心 miRNA

• A–H：分别验证 miR-379-5p、miR-122-5p、miR-494-3p、miR-412-5p、miR-369-3p、miR-409-3p、miR-214-3p、miR-127-3p
• 全部显著下调，与测序趋势一致

意义：验证测序结果可靠。

Figure 5 PBA 单外泌体表面蛋白分析（核心图）

• A：t-SNE 图，OGD 与 CON 外泌体明显分开
• B：U1（1 个蛋白）、U2（2 个）、U3（3 个）外泌体数量，OGD 显著增多
• C：单蛋白差异，CD146、ABCB5、ITGB2、bFGF 等升高
• D：双蛋白组合差异显著
• E：三蛋白组合差异显著（如 ABCB5+bFGF+EPHA2）

意义：证明缺血改变外泌体表面蛋白，筛选出高特异性组合标志物。

Figure 6 miRNA - 表面蛋白联合网络

• 红色八角：上调 miRNA
• 绿色八角：下调 miRNA
• 蓝色方块：表面蛋白

• 79 个 miRNA 与 24 个膜蛋白关联

  ，如 miR-379-5p→ITGAX，miR-494-3p→ADAM10

  
  

意义：揭示 miRNA 与膜蛋白协同调控缺血修复机制。

小结

这项发表在ACS Omega的研究，首次把单外泌体蛋白 + miRNA 双组学引入脑梗早期研究，直接找到了一批能预警 BBB 损伤、提示血管修复的新型标志物。未来，通过一管血检测外泌体双组学，就能在超早期预警脑梗死、评估血脑屏障状态，真正实现脑卒中的早发现、早保护、早治疗！