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【2018-19期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了9篇分享给大家,其中5 篇提供中文摘要。第1篇介绍了使用脂质体和外泌体融合形成融合纳米颗粒,这种颗粒兼具脂质体和外泌体的特性,可以用于体内递送比较大的基因表达系统,作者使用该融合颗粒递送CRISPR/Cas9并取得了一定的成功;第2篇介绍了脂肪来源的细胞外囊泡传递miR-27a远距离作用于骨骼肌细胞,影响骨骼肌细胞胰岛素抵抗,文章阐释了一种可能的肥胖与糖尿病的作用关系。其余各文章也各有特色,感兴趣的朋友可以读读。相关文章的原文在周一前会发布到论坛同名贴下,需要的可以到论坛下载。

1.  Exosome-Liposome Hybrid Nanoparticles DeliverCRISPR/Cas9 System in MSCs.外泌体 - 脂质体融合纳米颗粒向MSC中递送CRISPR / Cas9系统。 [Adv Sci] IF=9.034  PMID:29721412

摘要:将CRISPR/Cas9系统靶向递送至受体细胞对于体内基因编辑是必不可少的。近来,外泌体作为有前景的靶向药物递送载体,学者们对其进行了深入研究,但目前一直受限于其包封大核酸的低效率的限制。在这里,通过简单的温育来开发一种具有脂质体的杂合外泌体。与最初的外泌体不同,所得的杂化纳米颗粒具有与脂质体类似地高效包封大质粒,包括CRISPR-Cas9表达载体的能力。此外,得到的杂化纳米颗粒可被内吞,并在间充质干细胞(MSC)中表达被封装的基因,而这些基因不能被脂质体单独转染。总之,外泌体 - 脂质体混合纳米颗粒可以向MSC中递送CRISPR-Cas9系统,因此在体内基因操作中是有应用前途的。

PS:文章使用了脂质体对一些大核酸分子进行包裹,然后将脂质体与外泌体进行融合,构建出外泌体-脂质体融合纳米颗粒。这种颗粒兼具了脂质体对核酸包装的高效性和外泌体传递核酸物质的高效性。实验发现该系统可以用于体内递送特定的基因用于不同的用途。作者使用了CRISPR/Cas9进行探索性尝试并取得了成功。

 

2. Adipocyte-Derived Exosomal MiR-27a Induces InsulinResistance in Skeletal Muscle Through Repression of PPARγ.脂肪细胞衍生的外泌体MiR-27a通过抑制PPARγ诱导骨骼肌胰岛素抵抗。 [Theranostics] IF=8.766  PMID:29721071

摘要:尚未完全了解脂肪细胞衍生的内分泌因素促进骨骼肌胰岛素抵抗的机制。 MiR-27a在早期糖尿病患者和T2DM肥胖个体的血清中高度表达,主要由脂肪组织衍生。因此,由脂肪组织分泌到循环中的miR-27a可能调节骨骼肌中的胰岛素抵抗。我们探究了在肥胖幼年高脂饮食诱导的miR-27a敲低肥胖小鼠,db / db小鼠和过表达miR-27a的C2C12细胞中miR-27a与骨骼肌胰岛素抵抗之间的关联。通过棕榈酸酯处理的3T3-L1脂肪细胞制备的条件培养基孵育C2C12细胞来测定外泌体miR-27a介导的在脂肪组织和骨骼肌之间的信号通讯。我们发现肥胖幼年小鼠血清miR-27a水平与肥胖和胰岛素抵抗呈正相关,并且血清miR-27a水平与瘦素受体缺陷型db / db小鼠的胰岛素抵抗和肥胖和胰岛素抵抗相关,同时与高脂饮食喂养的C57BL / 6J小鼠肥胖和胰岛素抵抗相关。从高脂饮食喂养的C57BL / 6J小鼠的脂肪细胞释放的MiR-27a与甘油三酯积累有关。来源于这些脂肪细胞的MiR-27a通过miR-27a介导的对PPARγ及其下游基因的抑制来参与肥胖发展,在C2C12骨骼肌细胞中诱导胰岛素抵抗。综上所述,这些结果确定了脂肪组织和骨骼肌之间在胰岛素抵抗发展过程中的新型交叉通讯信号通路,并且表明脂肪组织来源的miR-27a可能在肥胖引发的骨骼肌胰岛素抵抗发生中起关键作用。

PS:脂肪来源的外泌体携带miR-27a通过PPARγ影响骨骼肌的胰岛素抵抗。肥胖和糖尿病之间存在一定的关系,但是研究并不十分透彻,这篇文章介绍了脂肪来源的外泌体在骨骼肌胰岛素抵抗过程中发挥的作用。

3. Targeting and Therapy of Glioblastoma in a Mouse ModelUsing Exosomes Derived From Natural Killer Cells.利用天然杀伤细胞来源的外泌体在小鼠模型中靶向和治疗胶质母细胞瘤。 [Front Immunol] IF=6.429  PMID:29740437

摘要:成胶质细胞瘤是一种高度侵袭性的原发性脑肿瘤,对放疗和化疗均耐药。自然杀伤(NK)细胞已被用于治疗难治愈的癌症。最近的研究已经研究了NK细胞衍生的外泌体(NK-Exo)用于治疗难治性癌症例如黑素瘤,白血病和成神经细胞瘤的有效性;然而,NK-Exo尚未用于治疗成胶质细胞瘤。在本研究中,我们研究了NK-Exo在体外和体内对侵袭性成胶质细胞瘤的抗肿瘤作用,并通过进行荧光成像确定了NK-Exo的肿瘤靶向能力。用增强的萤火虫萤光素酶(effluc)和thy1.1基因转染U87 / MG细胞;使用微珠选择thy1.1阳性细胞。 U87 / MG / F细胞通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR),蛋白质印迹和荧光素酶活性测定进行评估。通过超速离心分离NK-Exo,通过密度梯度离心纯化,并通过透射电子显微镜,动态光散射(DLS),纳米颗粒追踪分析(NTA)和western印迹进行表征。通过进行酶联免疫吸附测定(ELISA)NK-Exo中的细胞因子水平与NK细胞和NK细胞培养基中的细胞因子水平进行比较。通过流式细胞术和western印迹证实NK-Exo诱导的癌细胞凋亡。通过荧光成像在异种移植小鼠模型中评估NK-Exo针对胶质母细胞瘤的体内治疗效果和特异性。用NK-Exo处理异种移植小鼠,其通过尾静脉施用七次。通过生物发光成像(BLI)监测肿瘤生长,并通过超声成像测量肿瘤体积。在NK-Exo注射之前2小时腹膜内注射硫酸葡聚糖以降低肝摄取并增加NK-Exo的肿瘤特异性。RT-PCR和Western blotting分析证实U87 / MG / F细胞中有丝分裂的基因和蛋白表达,U87 / MG / F细胞的生物发光活性随着细胞数量的增加而增加。 NTA和DLS结果表明NK-Exo的大小为〜100nm,蛋白质印迹结果证实NK-Exo表达外泌体标志物CD63和Alix。我们通过BLI证实了NK-Exo对U87 / MG / F细胞的体外细胞毒性作用,并且通过CCK-8和MTT测定法测量了对U87 / MG和U87MG / F细胞的杀伤作用(p <0.001)。 ELISA结果表明NK-Exo含有肿瘤坏死因子-α和颗粒酶B。体内NK-Exo处理与对照小鼠相比有抑制肿瘤生长(p <0.001)的作用。在用NK-Exo处理前2小时用硫酸葡聚糖预处理异种移植小鼠与对照NK-Exo单独处理的小鼠相比,前处理增加了NK-Exo的抗肿瘤作用(p <0.01)。NK-Exo在体外和体内靶向并对胶质母细胞瘤细胞发挥抗肿瘤作用,表明了它们用于治疗难治性胶质母细胞瘤的可行性。

PS:自然杀伤细胞来源的外泌体用于肿瘤治疗的一篇报道。自然杀伤细胞来源的外泌体能够杀伤肿瘤细胞的报道比较多见,这篇文章换了一个肿瘤类型,做了新的尝试。

4. HCC-derived exosomes elicit HCC progression andrecurrence by epithelial-mesenchymal transition through MAPK/ERK signallingpathway.HCC衍生的外泌体通过MAPK / ERK信号传导途径引起上皮 - 间质转化导致HCC进展和复发。 [Cell Death Dis] IF=5.965  PMID:29725020

摘要:肝癌是全球癌症相关死亡的第二大常见原因。大约70-90%的原发性肝癌是肝细胞癌(HCC)。目前,由于高转移性和手术后高复发率,HCC患者预后不令人满意。因此迫切需要新的抑制转移和复发的治疗方法。外泌体是涉及肿瘤发展和转移的小的脂质双层囊泡。 Rab27a是一种小GTP酶,通过介导质膜内的多囊泡内体调节外泌体分泌。然而,Rab27a是否参与HCC细胞来源的外泌体胞吐尚不清楚。上皮 - 间质转化(EMT)经常引发转移。 HCC细胞来源的外体在EMT中的作用仍然未知。基于上述问题,我们进行了研究。我们发现来自高度转移性MHCC97H细胞的外泌体可以与低转移性HCC细胞相互作用,增加它们的迁移,趋化和侵袭。 Rab27a敲除抑制了MHCC97H衍生的外泌体分泌,因此促进了亲本MHCC97H细胞的迁移,趋化和侵袭。机制研究表明,MHCC97H衍生的外泌体或具有减少的自身外源体外泌体分泌的MHCC97H细胞处理的HCC细胞产生了一定的生物学改变,这些改变是通过经由MAPK / ERK信号传导诱导EMT引起的。动物实验表明,阻断外泌体分泌与亲本MHCC97H细胞的肺和肝内转移增强有关,而在MHCC97H细胞中异位过表达Rab27a可挽救体内转移的增强。通过尾静脉注射MHCC97H细胞衍生的外泌体能够促进体内HLE肿瘤的肝内复发。临床上,Rab27a与血清甲胎蛋白(AFP)水平,血管浸润和肝硬化呈正相关。我们的研究阐明了外泌体在HCC转移和复发中的作用,对于HCC患者,它们有希望的治疗和预后目标。

PS:这篇文章介绍了肝细胞癌来源外泌体对肝细胞癌进展的影响。但也有比较有新意的研究结果。文章敲掉的Rab27a,通常敲掉这个基因后大家会考虑是否影响其他细胞的功能,但这篇文章另辟蹊径,关注了一下母细胞的功能。发现敲掉 Rab27a之后能够是母细胞的转移能力增强,而不敲的情况下母细胞释放的外泌体可以促进其他细胞的转移。挺有意思的结果。

5. MicroRNA-378 suppresses myocardial fibrosis through aparacrine mechanism at the early stage of cardiac hypertrophy followingmechanical stress.在机械应力影响下,MicroRNA-378通过心脏肥大早期的旁分泌机制抑制心肌纤维化。 [Theranostics] IF=8.766  PMID:29721099

摘要:过度的心肌纤维化是心脏重塑和心力衰竭发展的主要病理过程;因此,防止过度的心肌纤维化是十分重要的。我们确定了microRNA-378(miR-378)在心脏组织富集的且心脏重塑过程中高度抑制的。因此,我们提出miR-378在心脏纤维化的调节中起关键作用,并检测miR-378对机械应激后心脏纤维化的影响。我们通过横向主动脉缩窄(TAC)程序对小鼠施加机械应力,并通过拉伸硅盘对心脏成纤维细胞施加机械应力。化学修饰的miR-378模拟物(Agomir)或抑制剂(Antagomir)通过静脉注射施用于小鼠,并通过直接添加至培养基中施用于细胞。构建了MiR-378敲除小鼠。将心脏成纤维细胞培养过程中加入来自miR-378敲除的心肌细胞的条件培养基或加入鞘磷脂酶抑制剂GW4869。使用实时定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测基因和miRNA的表达水平,蛋白质印迹分析,免疫化学和电子显微镜用于机制阐释。我们研究结果表明,机械应激在体内和体外诱导纤维化反应显着增加,包括心肌纤维化,成纤维细胞增生以及胶原和基质金属蛋白酶(MMP)的蛋白质和基因表达。所有这些纤维化反应均通过用化学修饰的miR-378模拟物(Agomir)处理而减弱,但通过用抑制剂(Antagomir)处理后反应会加强。在TAC后,MiR-378敲除小鼠模型表现出加重的心脏纤维化。来自心肌细胞的miR-378消耗或用鞘磷脂酶抑制剂GW4869处理的培养基增强了刺激的心脏成纤维细胞的纤维化应答,证实了miR-378以胞外囊泡依赖性分泌方式抑制纤维化。从机制上看,miR-378诱导的抗纤维化作用部分表现为通过在心脏成纤维细胞中靶向MKK6抑制p38 MAP激酶磷酸化来实现。综上所述,我们认为miR-378在机械应激后由心肌细胞分泌,并通过旁分泌机制作为过度心脏纤维化的抑制剂。

PS:复旦大学中山医院的老师们的报道。文章介绍了miR-378在心肌纤维化过程中的抑制作用,并解释实验证实这一抑制作用是通过细胞外囊泡介导的旁分泌作用实现的。

 

6. A fires novel report of exosomal electrochemicalsensor for sensing micro RNAs by using multi covalent attachment p19 with highsensitivity.一种新型高灵敏度多重共价连接p19检测外泌体miRNA的电化学传感器报道。 [Biosens Bioelectron] IF=7.78  PMID:29734033

PS:这是一篇报道新型外泌体miRNA电化学传感器的技术型研究论文。文章介绍了一种基于电化学原理的外泌体miRNA检测手段。

7. miRNA profiling of magnetic nanopore-isolatedextracellular vesicles for the diagnosis of pancreatic cancer.磁性纳米孔分离细胞外囊泡并分析其miRNA表达谱用于诊断胰腺癌。 [Cancer Res] IF=9.122  PMID:29735554

PS:一个使用磁性纳米孔来分离囊泡并用于后期miRNA表达谱分析诊断疾病的系统。作者使用该系统进行了胰腺癌诊断尝试。这里不再赘述。具体内容可以参看本周的推文:Cancer Res:磁性纳米孔分离胞外囊泡,miRNAs测序寻找标志物,结合机器学习用于胰腺癌诊断

8. Coronary Serum Exosomes Derived from Patients withMyocardial Ischemia Regulate Angiogenesis through the miR-939-mediated NitricOxide Signaling Pathway.来自心肌缺血患者的冠状血管血清外泌体通过miR-939介导的一氧化氮信号通路调节血管生成。 [Theranostics] IF=8.766  PMID:29721064

PS:复旦大学葛均波院士团队的最近研究成果。葛均波院士也是在外泌体领域成果颇丰的一位老师,研究兴趣集中在外泌体对心脏疾病的影响方面。这里不再赘述,具体内容请阅读本周的推文:葛均波院士等:心肌缺血患者冠状血清外泌体通过miR-939介导NO信号通路调节血管新生

9. Altered Extracellular Vesicle Concentration, Cargo andFunction in Diabetes Mellitus.糖尿病患者循环细胞外囊泡浓度、内容物和功能的改变。 [Diabetes] IF=8.684  PMID:29720498

PS:文章主要研究了糖尿病患者循环系统中细胞外囊泡的总体改变和功能变化。具体介绍请阅读本周推文:Diabetes:糖尿病改变了循环细胞外囊泡的浓度、内容物和功能

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