分享一篇发表在Nature Methods上的文章：Light-induced extracellular vesicle and particle adsorption，通讯作者是来自俄亥俄州立大学的Eduardo Reátegui教授，课题组的研究方向包括分子成像策略、生物材料和微技术，用于筛选生物标志物。

细胞外囊泡（EVs）和颗粒（EPs，合称EVPs）是细胞间通讯的关键介质，在癌症、免疫应答、组织再生等生理和病理过程中扮演重要角色。然而，由于现有技术难以在无标记、可扩展和高分辨率条件下精确操控表面结合的EVPs，相关研究长期受限。为了应对这一挑战，作者提出了“光诱导细胞外囊泡与颗粒吸附”（light-induced extracellular vesicle and particle adsorption，LEVA）技术，首次实现EVPs的亚细胞级精准图案化，为生命科学和医学研究提供了强大工具。

LEVA的核心在于利用数字微镜装置（DMD）驱动的光化学过程，通过紫外光（375 nm）对功能化玻璃表面进行程序化曝光，从而调控EVPs的吸附。具体流程如下：1）表面预处理：在玻璃盖玻片上依次涂覆聚赖氨酸（PLL）、甲氧基聚乙二醇琥珀酰亚胺酯（mPEG-SVA）和光引发剂（PLPP），形成抗吸附的PEG背景层。2）光刻图案化：利用DMD将灰度图像转化为强度可调的紫外光，照射表面导致PEG链光裂解，暴露出带正电的氨基基团。光照强度与曝光时间呈线性关系，形成从完全抗吸附到高吸附的连续梯度区域。3）EVPs吸附：将含EVPs的溶液（如细胞培养上清、生物反应器产物或细菌外膜囊泡）孵育于处理表面，带负电的EVPs通过静电作用选择性吸附于光照区域，未吸附颗粒经简单冲洗去除。整个过程无需抗体、化学标签或捕获分子，实现完全无标记操作。4）多步迭代：通过重复“光照-孵育-清洗”循环，可在同一表面构建多色、多组分的EVP微图案，甚至实现单个囊泡级别的精确定位（分辨率接近1微米）。

随后作者进行了概念验证，他们比较不同来源或大小的EVs，发现吸附的速度和EVs的表面负电荷高度相关。他们还验证了该技术可以实现“浓度梯度”来吸附EVs，只需要图案模板的密度，即可精确控制表面上每一个点的EVs数量，并且测量出合适的EVs数目上限。在建立完方法后，作者在生物学体系中进行了应用研究。作者首先关注的是迁移体migrasome。例如，在胶质母细胞瘤侵袭过程中，在轨迹留下迁移体，其中含有特定信号分子的囊泡轨迹。作者提取了胶质母细胞瘤的EVs并制造成图案轨迹，发现新加入的胶质母细胞会有规律地识别到EVs轨迹上，进行定向迁移，而对照组的EV则不行，这暗示了胶质母细胞EVs上特定的生物活性分子与细胞之间的潜在通讯。

另外，作者还将大肠杆菌外膜囊泡（OMVs）图案化为圆形阵列，随后加入中性粒细胞。发现OMVs诱导中性粒细胞形成“聚集群”， 类似感染早期的免疫应答，为研究宿主-病原体互作提供新模型。

总而言之，作者开发了LEVA技术，它具有无标记、高分辨率、可扩展的特性，并实现了对EVP在表面位置和浓度的精确且可调节的控制，为理解细胞间通讯提供了工具。

本文作者：MB

责任编辑：LZ

DOI：10.1038/s41592-025-02914-w

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41592-025-02914-w