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저자정보
Jang Yoon Ok (Yonsei University) Ahn Hee-Sung (Department of Convergence Medicine Asan Medical Center) Dao Thuy Nguyen Thi (Department of Biotechnology College of Life Science and Biotechnology Yonsei University) Hong JeongYeon (Asan Institute for Life Sciences Asan Medical Center) Shin Wangyong (Department of Neurology Asan Medical Center University of Ulsan College of Medicine) Lim Young Min (Department of Neurology Asan Medical Center University of Ulsan College of Medicine Seoul Korea) Chung Sun Ju (Department of Neurology Asan Medical Center University of Ulsan College of Medicine) Lee Jae-Hong (Department of Neurology Asan Medical Center University of Ulsan College of Medicine) LiuHuifang (연세대학교) Koo Bonhan (연세대학교) Kim Myoung Gyu (연세대학교) Kim Kyunggon (Asan Institute for Life Sciences Asan Medical Center) Lee Eun-Jae (Department of Neurology Asan Medical Center University of Ulsan College of Medicine) Shin Yong (연세대학교)
저널정보
한국생체재료학회 생체재료학회지 생체재료학회지 제27권
발행연도
2023.3
수록면
595 - 613 (19page)
DOI
10.1186/s40824-023-00353-2

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Brain-derived exosomes released into the blood are considered a liquid biopsy to investigate the pathophysiological state, reflecting the aberrant heterogeneous pathways of pathological progression of the brain in neurological diseases. Brain-derived blood exosomes provide promising prospects for the diagnosis of neurological diseases, with exciting possibilities for the early and sensitive diagnosis of such diseases. However, the capability of traditional exosome isolation assays to specifically isolate blood exosomes and to characterize the brain-derived blood exosomal proteins by high-throughput proteomics for clinical specimens from patients with neurological diseases cannot be assured. We report a magnetic transferrin nanoparticles (MTNs) assay, which combined transferrin and magnetic nanoparticles to isolate brain-derived blood exosomes from clinical samples.The principle of the MTNs assay is a ligand-receptor interaction through transferrin on MTNs and transferrin receptor on exosomes, and electrostatic interaction via positively charged MTNs and negatively charged exosomes to isolate brain-derived blood exosomes. In addition, the MTNs assay is simple and rapid (< 35 min) and does not require any large instrument. We confirmed that the MTNs assay accurately and efficiently isolated exosomes from serum samples of humans with neurodegenerative diseases, such as dementia, Parkinson's disease (PD), and multiple sclerosis (MS). Moreover, we isolated exosomes from serum samples of 30 patients with three distinct neurodegenerative diseases and performed unbiased proteomic analysis to explore the pilot value of brain-derived blood protein profiles as biomarkers.Using comparative statistical analysis, we found 21 candidate protein biomarkers that were significantly different among three groups of neurodegenerative diseases.The MTNs assay is a convenient approach for the specific and affordable isolation of extracellular vesicles from body fluids for minimally-invasive diagnosis of neurological diseases.
#Brain-derived blood exosome #Neurological disease #Extracellular vesicle #Magnetic nanoparticle #Liquid chromatography−mass spectrometry

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