PBA文献分享:DSCAML1+ 细胞外囊泡作为急性心肌梗死新型标志物与治疗靶点

本文通过PBA技术,首次在心血管疾病领域实现了单外泌体表面蛋白组学分析,解析出17个异质性EV亚群,发现DSCAML1阳性外泌体亚群在AMI中特异性富集。通过体外功能实验与小鼠心肌梗死模型验证,证实DSCAML1-EVs具有促进心肌修复和血管新生的治疗潜力。进一步结合RNA测序,发现其通过上调EREG基因并选择性激活下游ERK信号通路,从而发挥促血管生成与心脏保护作用。

PBA样本: 人血浆,健康对照(n=13)、冠状动脉粥样硬化狭窄(n=13)和急性心肌梗死(n=13)

文章信息

题目|DSCAML1+ extracellular vesicles revealed by single-vesicle proteomics as a novel biomarker and therapeutic target in myocardial infarction

期刊Journal of Nanobiotechnology (2026)

影响因子12.6

DOI10.1186/s12951-026-04307-3


实验设计

实验结果

Figure 1:Proximity barcoding assay (PBA) for single-EV proteomic biomarker analysis in plasma from healthy controls (HC), coronary artery stenosis (CAS), and acute myocardial infarction (AMI) patients.

  • A:三组血浆中检测到的 EV 数量,组间无显著差异
  • B:三组检测到的总蛋白数量
  • C:单个 EV 上平均蛋白数(约 6.76 个)
  • D:所有样本差异蛋白表达热图,显示组间蛋白谱差异
  • E–G:火山图展示 CAS vs HC、AMI vs HC、AMI vs CAS 的差异蛋白
  • H:6 个关键蛋白(DSCAML1/CR1/ACE2/FN1/CDH15/C5b-9)在 AMI 组显著升高
  • I:ROC 曲线证明这些蛋白可有效区分 AMI 与健康人,DSCAML1 的 AUC=0.7692

Figure 2:Alterations of EV subpopulations in plasma from HC, CAS, and AMI patients

  • A:FlowSOM 无监督聚类将 EV 分为17 个亚群,t-SNE 可视化
  • B:各簇高表达特征蛋白(≥70% EV 表达)
  • C:17 个亚群在 HC/CAS/AMI 中的分布比例
  • D:单样本 t-SNE 分布图,展示组间 EV 亚群差异
  • E:簇 1、8、9 主要来源于 AMI 患者
    • 簇 1(DSCAML1+):AMI 占 64.18%
    • 簇 8(ALCAM+)、簇 9(CR1+):AMI 占比均超 50%
  • F:簇 1/8/9 中 Top10 蛋白表达频率

Figure 3:Plasma EVs from AMI and CAS patients enhance endothelial cell function.

  1. A:NTA 显示血浆 EV 直径约 60 nm
  2. B:TEM 电镜图,EV 呈典型杯状 / 球形膜结构
  3. C:WB 验证 EV 标志物(CD63/Alix/Syntenin-1)阳性,Calnexin 阴性
  4. D:HUVEC 可有效摄取 PKH26 标记的 EV
  5. E–F:AMI-EV、CAS-EV 显著提高 HUVEC 活力与增殖
  6. G–H:AMI-EV 最强促进 HUVEC 迁移
  7. I:AMI-EV 显著促进 HUVEC 血管成管

Figure 4:DSCAML1-EVs promote angiogenesis in HUVECs.

  1. A:构建过表达 DSCAML1/CR1/ACE2 的 293T 稳转株
  2. B:重组 EV 电镜图,形态典型
  3. C:WB 验证 EV 高表达对应蛋白,并表达 HSP70、ALIX
  4. D:重组 EV 浓度与粒径分布(约 80 nm)
  5. E:HUVEC 可有效摄取各类重组 EV
  6. F–G:DSCAML1-EV 显著提升 HUVEC 活力与增殖
  7. H–K:DSCAML1-EV 促迁移能力最强
  8. L–M:DSCAML1-EV 促血管成管效果最显著

Figure 5:DSCAML1-EVs mediate myocardial repair and angiogenesis in mice.

  1. A:小鼠心梗造模与 EV 治疗方案
  2. B:Cy5 标记 EV 可在缺血心脏富集
  3. C:TTC 染色显示 DSCAML1-EV、ACE2-EV 缩小心梗面积
  4. D:Masson 染色显示 DSCAML1-EV 减轻心肌纤维化
  5. E:H&E 显示 DSCAML1-EV 减轻心梗区炎症浸润
  6. F:超声心动显示 DSCAML1-EV 显著提升 LVEF、LVFS
  7. G:TUNEL 显示 DSCAML1-EV 最强抑制心肌细胞凋亡
  8. H–I:CD31、α-SMA 染色显示 DSCAML1-EV 最强促进血管新生

Figure 6:DSCAML1-enriched EVs regulate EREG expression and activate the ERK signaling pathway in HUVECs.

  1. A:RNA-seq 显示 DSCAML1-EV 处理后 509 个差异基因
  2. B:KEGG 富集到MAPK 信号通路最显著
  3. C:差异基因与通路关联弦图,突出 EREG
  4. D:qPCR 验证 DSCAML1-EV 上调 EREG mRNA
  5. E–F:WB 与免疫荧光证实 EREG 蛋白升高
  6. G:DSCAML1-EV 特异性激活ERK 磷酸化,不影响 p38/JNK

本研究通过单囊泡蛋白质组首次发现DSCAML1 阳性 EV 亚群是急性心肌梗死的新型特异性诊断标志物,并证实其通过EREG/ERK 通路促进心肌修复与血管新生,兼具诊断与治疗双重转化价值,为心梗的精准诊疗提供全新方向。

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