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【2022-4期】This Week in Extracellular Vesicles

首先,祝大家新春快乐,阖家团圆,身体健康,万事如意!然后~ 本周hzangs在最新文献中选取了15篇分享给大家,第1篇文章主要阐释了ICAM-1介导粘附在外泌体诱导T细胞抑制中的功能作用;第2篇文章介绍了低氧状态下肿瘤微环境中外泌体的功能作用;第3、4篇都是关于细胞外囊泡用于新冠治理的逻辑验证;第5篇文章介绍了细胞外囊泡携带的环状RNA对代谢重编程的调节作用;第9篇文章介绍了肠道菌群来源细胞外囊泡对宿主免疫的调控;第10篇文章分析了影响尿液外泌体排出率的因素,并且强调了肾单位质量应当作为尿液外泌体标准化定量中的考虑因素;第15篇分析了树突状细胞来源的MUC1工程化的细胞外囊泡作为肿瘤疫苗的潜在可行性。
1. ICAM-1-mediated adhesion is a prerequisite for exosome-induced T cell suppression.
ICAM-1介导的粘附是外泌体诱导的T细胞抑制的先决条件。
[Dev Cell] PMID: 35085484
摘要:肿瘤来源的细胞外囊泡(TEV)抑制CD8 + T 细胞的增殖和细胞毒性,从而有助于肿瘤免疫逃避。在这里,我们报告粘附分子细胞间粘附分子 1 (ICAM-1) 与外泌体上的程序性死亡配体 1 (PD-L1) 共定位;ICAM-1 和 PD-L1 均被干扰素-γ 上调。外泌体 ICAM-1 与 LFA-1 相互作用,后者在活化的 T 细胞中上调。在 TEV 上阻断 ICAM-1 可减少 TEV 与 CD8 + T 细胞的相互作用,并减弱 PD-L1 介导的 TEV 抑制作用。在本研究中,我们通过 SorTagging (ETIDS) 系统建立了细胞外囊泡-靶细胞相互作用检测,以评估 TEV 配体与其靶细胞受体之间的相互作用。使用该系统,我们证明了在没有 ICAM-1 的情况下,TEV PD-L1 与 T 细胞上的程序性细胞死亡 1 (PD-1) 的相互作用显着降低。我们的研究表明 ICAM-1-LFA-1 介导的 TEV 和 T 细胞之间的粘附是外泌体 PD-L1 介导的免疫抑制的先决条件。
2. Exosomes in the hypoxic TME: from release, uptake and biofunctions to clinical applications.
缺氧 TME 中的外泌体:从释放、摄取和生物功能到临床应用。
[Mol Cancer] PMID: 35039054
摘要:缺氧是肿瘤微环境(TME)的一个显着特征。当面临选择压力时,肿瘤细胞表现出各种适应性特征,例如癌症标志物表达的变化(增殖增加、细胞凋亡抑制、免疫逃避等)和更频繁的细胞通讯。由于癌细胞对缺氧的适应,探索细胞通讯介质与缺氧之间的关联变得越来越重要。外泌体是细胞间通讯的重要信息载体。大量证据证明,TME 中的缺氧效应是由外泌体介导的,偶尔会形成反馈回路。在这篇综述中,我们同样关注癌症衍生的外泌体的生物发生和异质性及其在缺氧条件下的功能,并描述了外泌体和缺氧的已知和潜在机制。值得注意的是,我们提请注意缺氧癌细胞衍生的外泌体的大小变化,这是一个长期被忽视的特征,并提出了这种大小变化的一些可能影响。最后,结合对外泌体和肿瘤理解的最新进展,我们描述了该领域迫切需要解决的值得注意的问题,以便更好地研究和临床应用。
3. Circulating ACE2-expressing extracellular vesicles block broad strains of SARS-CoV-2.
循环中表达 ACE2 的细胞外囊泡可阻断广泛的 SARS-CoV-2 菌株感染。
[Nat Commun] PMID: 35058437
摘要:严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 已引起 COVID-19 的大流行,并引起人们关注。寻找针对广泛的 SARS-CoV-2 病毒株的新方法仍然很紧迫,这些病毒株通过受体血管紧张素转换酶 2 (ACE2) 感染宿主细胞。在此,我们报告了 COVID-19 患者血浆中表达 ACE2 (evACE2) 的循环细胞外囊泡 (EVs) 增加,其水平与严重的发病机制相关。重要的是,从人血浆或细胞中分离出的 evACE2 通过与细胞 ACE2 竞争来中和 SARS-CoV-2 感染。与不含囊泡的重组人 ACE2 (rhACE2) 相比,evACE2 在阻断病毒刺突蛋白 RBD 结合方面的效力高出 135 倍,在预防假型和真实 SARS-CoV-2 感染方面的效力高出 60 至 80 倍。一致地,evACE2 保护 hACE2 转基因小鼠免受 SARS-CoV-2 诱导的肺损伤和死亡。此外,evACE2 抑制 SARS-CoV-2 变体(α、β 和 δ)感染的效力与野生型菌株相同或更高。这些结论支持 evACE2 的广谱抗病毒机制用于治疗开发以阻断现有病毒的感染以及未来使用 ACE2 受体的冠状病毒。
4. HACE2-Exosome-Based Nano-Bait for Concurrent SARS-CoV-2 Trapping and Antioxidant Therapy.
用于同时捕获 SARS-CoV-2 和抗氧化治疗的基于 HACE2-外泌体的纳米诱饵。
[ACS Appl Mater Interfaces] PMID: 35067058
摘要:由严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 引起的 COVID-19 大流行正在严重威胁人类健康。感染 SARS-CoV-2 后,免疫细胞浸润会产生炎症和氧化微环境,可导致肺炎、严重急性呼吸综合征、肾衰竭,甚至死亡。临床上,安全有效的治疗策略仍有待建立。在此,开发了一种通过重定向病毒攻击同时缓解炎症来抑制 SARS-CoV-2 感染的纳米诱饵策略。具体来说,纳米诱饵基于外泌体包裹的聚多巴胺 (PDA@Exosome) 纳米颗粒,该纳米颗粒是通过 H293T 细胞中的 PDA 纳米颗粒的胞吐作用产生的。在这种方法中,PDA@Exosome 通过预先设计的表达从 H293T 细胞的源细胞中继承了 ACE2 的表面展示。由此产生的 PDA@Exosome 可以在暴露前或暴露后途径与表达 ACE2 的上皮细胞竞争 S 蛋白结合。此外,依靠 PDA 拦截和灭活自由基物种的能力,PDA@Exosome 可以通过介导氧化应激(器官损伤的主要原因)显着降低炎症细胞因子的水平。由于其高诱捕能力、多重抗氧化能力和良好的生物相容性,基于 HACE2 外泌体的纳米诱饵是一种有前途的强大抗病毒纳米疗法,可用于持续的 COVID-19 大流行。
5. Exosomal circCARM1 from spheroids reprograms cell metabolism by regulating PFKFB2 in breast cancer.
来自类器官球的外泌体 circCARM1 通过调节乳腺癌中的 PFKFB2 来重新编程细胞代谢。
[Oncogene] PMID: 35027669
摘要:癌症干细胞(CSC)是临床上癌症治疗的主要障碍。外泌体是一种囊泡,含有参与细胞间通讯的环状 RNA (circRNA)。然而,乳腺癌肿瘤干细胞 (BCSC) 外泌体的作用仍不清楚,该研究的目的是研究 BCSC 外泌体中 circRNA 对乳腺癌细胞代谢的重编程。circRNA 阵列分析了 MDA-231 类器官球分泌的外泌体中的circRNA。BCSC外泌体中的circCARM1高于亲代乳腺癌细胞。进一步的研究表明,BCSC 外泌体 circCARM1 通过 miR-1252-5p/PFKFB2信号轴在乳腺癌细胞糖酵解中发挥了重要作用。总之,BCSC外泌体衍生的circCARM1通过调节PFKFB2表达的miR-1252-5p在乳腺癌细胞糖酵解中发挥重要作用。
6. Engineered exosome as targeted lncRNA MEG3 delivery vehicles for osteosarcoma therapy.
工程外泌体作为骨肉瘤治疗的靶向 lncRNA MEG3 递送载体。
[J Control Release] PMID: 35077741
摘要:外泌体作为纳米级膜囊泡,可以通过用靶配体修饰来靶向递送治疗剂。外泌体衍生的非编码 RNA 在肿瘤的发展中起着至关重要的作用。先前的证据表明,长链非编码RNA母体表达基因3(lncRNA MEG3)具有抗肿瘤特性。然而,外泌体来源的 lncRNA MEG3 在骨肉瘤 (OS) 中的抑制作用仍然很大程度上未知。在这项研究中,我们利用工程技术将外泌体和 lncRNA 结合起来进行 OS 的肿瘤靶向治疗。我们阐明了 lncRNA MEG3 的抗 OS 作用,然后制备了 c(RGDyK) 修饰和装载 MEG3 的外泌体 (cRGD-Exo-MEG3)。工程化的外泌体 cRGD-Exo-MEG3 可以在体外和体内更有效地递送至 OS 细胞。这样,在增强的肿瘤靶向治疗的帮助下,cRGD-Exo-MEG3 显着促进了 MEG3 的抗 OS 作用。该研究阐明了将工程外泌体作为靶向 lncRNA MEG3 递送载体对 OS 具有潜在的治疗作用。
7. Using genetically modified extracellular vesicles as a non-invasive strategy to evaluate brain-specific cargo.
使用转基因细胞外囊泡作为评估大脑特异性货物的非侵入性策略。
[Biomaterials] PMID: 35033904
摘要:缺乏追踪体内脑细胞行为的技术阻碍了监测活体大脑中细胞状态的能力。几乎所有脑细胞都会释放细胞外囊泡 (EVs)。EV 使用反映其源细胞状态和组成的脂质、糖类、蛋白质和核酸货物在组织之间进行交流。目前,脑源性EV稀释在大量血液和外周组织源性 EV 中,因此确定脑源性 EV 的起源一直具有挑战性。在这里,我们开发了一个敏感的平台来选择血液中预先标记的脑源性 EV,作为研究脑细胞分子指纹的平台。这项原理验证研究使用了一种可转导的结构标记四跨膜蛋白 (TSN) CD63,这是 EV 的跨膜标志,配备有亲和力、生物发光和荧光标签,以提高检测灵敏度和捕获从预标记细胞分泌的 EV 的稳健性。我们的平台使神经 EV 从血液中以前所未有的高效分离成为可能。这些源自预先标记的小鼠脑细胞或移植的人类神经元祖细胞 (hNPCs) 的 EV 按照多生物分子 EV 载体进行了多重分析,包括转录本和蛋白质水平。总体而言,我们在复杂生物流体中追踪脑源性 EV 的新策略为研究从近端和远端隔室中的预标记细胞释放到生物流体源中的 EV 开辟了新途径。
8. Cancer exosomes and natural killer cells dysfunction: biological roles, clinical significance and implications for immunotherapy.
癌症外泌体和自然杀伤细胞功能障碍:生物学作用、临床意义和对免疫治疗的影响。
[Mol Cancer] PMID: 35031075
摘要:肿瘤衍生的外泌体 (TDE) 在癌症生物学的多个方面发挥着关键作用。现在很明显,TDE 通过对抗肿瘤免疫产生负面影响也有利于肿瘤生长。作为免疫监视系统的重要哨兵,自然杀伤(NK)细胞可以很早地识别恶性细胞并抵抗肿瘤的发展和转移,而无需额外的激活。基于此原理,体外扩增的 NK 细胞/NK 细胞系(如 NK-92 细胞)的过继转移引起了极大的关注,并作为一种有前途的癌症治疗免疫疗法被广泛研究。然而,通过利用各种策略,包括分泌外泌体,癌细胞能够破坏 NK 细胞的反应。本文回顾了 TDE 在癌症诱导的 NK 细胞损伤中的作用,并提供了机制见解。还讨论了在癌症免疫治疗中消除 TDEs 对 NK 细胞影响的临床意义和潜在方法。
9. Extracellular vesicles produced by the human commensal gut bacterium Bacteroides thetaiotaomicron affect host immune pathways in a cell-type specific manner that are altered in inflammatory bowel disease.
由人类共生肠道细菌 Bacteroides thetaiotaomicron 产生的细胞外囊泡以细胞类型特异性方式影响宿主免疫通路,这种方式在炎症性肠病中会发生改变。
[J Extracell Vesicles] PMID: 35064769
摘要:胃肠道 (GI) 拥有一个复杂的微生物群落,这有助于其体内平衡。破坏的微生物组可导致与胃肠道相关的疾病,包括炎症性肠病 (IBD),因此识别宿主-微生物相互作用对于更好地了解肠道健康至关重要。释放到肠腔中的细菌细胞外囊泡 (BEV) 可以穿过粘液层并进入下方的免疫细胞。为了研究 BEV 与宿主的相互作用,我们研究了由肠道共生细菌 Bacteroides thetaiotaomicron 产生的 BEV 对宿主免疫细胞的影响。单细胞 RNA 测序数据和宿主-微生物蛋白质-蛋白质相互作用网络用于预测 BEV 对树突状细胞、巨噬细胞和单核细胞的影响,重点是 Toll 样受体 (TLR) 通路。我们确定了在每种免疫细胞类型和细胞类型特定过程中受影响的生物过程,包括骨髓细胞分化。TLR 通路分析强调 BEV 靶标在细胞之间以及在健康与疾病(溃疡性结肠炎)条件下的相同细胞之间存在差异。计算机研究结果在 BEV 单核细胞共培养物中得到验证,证明在 BEV 引发的 NF-kB 激活中需要 TLR4 和含有 Toll-interleukin-1 受体结构域的衔接蛋白 (TIRAP)。这项研究表明,细胞类型和健康状况都会影响 BEV 与宿主的交流。该研究策略和结果可以促进基于 BEV 的 IBD 疗法。
10. Nephron mass determines the excretion rate of urinary extracellular vesicles.
肾单位质量决定了尿细胞外囊泡的排泄率。
[J Extracell Vesicles] PMID: 35064766
摘要:尿细胞外囊泡 (uEV) 正在成为各种肾脏疾病的非侵入性生物标志物,但尚不清楚肾单位质量的差异如何影响 uEV 排泄。为了解决这个问题,在人肾供体肾切除术和大鼠肾切除术之前和之后测量了 uEV 排泄。在男性和女性供体中,使用纳米粒子追踪分析 (NTA)、EVQuant 和 CD9 时间分辨荧光免疫测定法对无细胞的 24 小时尿液样本中的 uEV 进行量化。女性捐献者的肾脏总体积 (TKV) 显着更低,而排出的 uEV 比男性捐献者少 49%。uEV 排泄与估计的肾小球滤过率 (eGFR)、肌酐清除率和 TKV 呈正相关(R 在 0.6 和 0.7 之间)。将 uEV/肌酐乘以 24 小时尿肌酐后,也可以从尿液中预测 uEV 排泄率。供体肾切除术使eGFR降低了36%±10%,但uEVs的排泄量仅降低了16%(CD9+ uEVs -37%,CD9- uEVs没有减少)。在校正肾切除术时,供体肾切除术使 uEV 中的足细胞标志物 WT-1 和近端小管标志物 NHE3、NaPi-IIa 和cubilin 增加了 2 到 4 倍。在大鼠中,GFR和肾重量的变化与uEV排泄率的变化相关(R=0.46和0.60,P<0.01)。此外,估计的肥大程度与 uEV 排泄率的变化相匹配。总之,我们的数据显示 uEV 排泄取决于肾单位质量,并且基于代偿性肥大导致的肾单位损失,肾切除术减少 uEV 排泄低于预期。我们研究结果的主要含义是,在比较个体之间的 uEV 生物标志物时,应包括对肾单位质量或 uEV 排泄率的测量。
11. A cascade synergetic strategy induced by photothermal effect based on platelet exosome nanoparticles for tumor therapy.
基于血小板外泌体纳米颗粒的光热效应诱导的级联协同策略用于肿瘤治疗。
[Biomaterials] PMID: 35078004
摘要:仿生药物递送系统为模拟生物成分以提高肿瘤靶向效率和促进治疗效果提供了新的机会。因此,在本研究中,血小板外泌体和光热敏感脂质体结合并掺入葡萄糖氧化酶(GOx,G)和铁铵(FAC,F)以构成激光控制的纳米系统(FG@PEL)。结果证实 FG@PEL 具有两种级联治疗策略。作为第一个级联治疗策略,FG@PEL由于继承了血小板外泌体的生物学特性来粘附癌细胞并对光热效应引发的血管损伤作出反应,从而实现了级联靶向作用。随后,GOx被用于氧化葡萄糖产生过氧化氢,过氧化氢可被FAC催化实现级联反应以增强化学动力学治疗(CDT)。同时,光热效应可以加快反应速度,通过产生更多的羟基自由基来进一步提高治疗效果。因此通过FG@PEL的协同作用可以获得显着的治疗效果,也阐明了不同治疗之间相互促进的机制。因此,这项研究可能为治愈性肿瘤治疗提供有希望的策略。
12. Biomedical application of small extracellular vesicles in cancer treatment.
小细胞外囊泡在癌症治疗中的生物医学应用。
[Adv Drug Deliv Rev] PMID: 35065142
摘要:细胞外囊泡 (EV) 几乎由体内或体外的所有细胞类型产生。其中,外泌体是具有脂质双层的小纳米囊泡,蛋白质和 RNA 积极参与细胞通讯,这表明它们既可用作生物标志物,也可用于癌症等疾病的治疗目的。此外,将它们用作药物输送载体的想法是一个很有前途的研究领域。在这里,我们回顾了最近显示 EV 重要性的发现,特别关注外泌体作为生物标志物,包括在不同癌症类型中发现的最相关的蛋白质,并讨论了 FDA 批准的在临床实践中使用外泌体的测试。最后,我们概述了过去几年开发的不同嵌合细胞外囊泡,证明它们可以与纳米颗粒、生物分子、抗癌药物等结合,并且可以开发用于特定的癌症治疗。此外,我们总结了将 EV 用于治疗几种癌症类型的临床试验,旨在改善这些致命疾病的预后。
13. Extracellular vesicle-mediated cellular crosstalk in lung repair, remodelling and regeneration.
细胞外囊泡介导的肺修复、重塑和再生中的细胞通讯。
[Eur Respir Rev] PMID: 35082125
摘要:未受干扰的肺是高度静止的,细胞更新水平非常低。然而,一旦受损,肺就会显示出广泛的再生能力,常驻祖细胞群重新进入细胞周期并分化以促进修复。这种快速而显着的修复反应需要肺中 40 多种不同细胞谱系之间的相互作用,而这些过程中的任何一个缺陷都可能导致各种肺部病变。因此,了解肺损伤、修复和再生中的相互作用机制具有相当大的实际和治疗意义。此外,通过细胞疗法替代肺祖细胞及其后代的治疗策略越来越受到关注。在过去十年中,包括外泌体在内的细胞外囊泡 (EV) 通过生物货物的转移被认为是旁分泌介质。最近的研究表明,EV 与肺稳态和疾病有关。此外,源自特定细胞或组织的 EV 已被证明是治疗肺部疾病的一种有前途的无细胞模式。这篇综述强调了 EV 介导的调节肺稳态的细胞串扰,并讨论了 EV 疗法在肺再生医学中的潜力。
14. Circulating cardiomyocyte-derived extracellular vesicles reflect cardiac injury during systemic inflammatory response syndrome in mice.
​循环心肌细胞衍生的细胞外囊泡反映了小鼠全身炎症反应综合征期间的心脏损伤。
[Cell Mol Life Sci] PMID: 35059851
摘要:在细胞应激和心肌细胞损伤条件下,细胞外囊泡 (EV) 的释放增加。然而,心肌细胞衍生的 EV 是否最终到达体循环以及它们在血流中的数量是否反映了心脏损伤,仍然未知。在脂多糖 (LPS) 诱导的全身炎症反应综合征 (SIRS) 中研究了野生型 C57B/6 和通过心肌细胞表达绿色荧光蛋白 (GFP) 的条件转基因小鼠。EVs 从无血小板血浆和左心室壁分离心肌细胞的条件培养基中分离出来。释放颗粒的尺寸分布和浓度通过纳米颗粒跟踪分析确定。通过流式细胞术监测 GFP+ 心肌细胞衍生的循环 EV 的存在,并通过超声心动图评估心脏功能。在 LPS 治疗的小鼠中,通过 TNFα、GDF-15 和心肌肌钙蛋白I 的血浆水平升高以及射血分数降低来证实全身炎症和随之而来的心肌病。此外,我们在注射 LPS 的小鼠中证明了循环中小型和中型 EV 水平升高。重要的是,我们在对照小鼠的循环中检测到 GFP + 心肌细胞衍生的 EV,并且这些循环中的 GFP + 囊泡的数量在腹膜内 LPS 给药后显着增加(P = 0.029)。心肌细胞衍生的 GFP + EVs 对囊泡内肌钙蛋白I (cTnI) 和肌肉相关糖原磷酸化酶 (PYGM) 也呈阳性。这是第一次直接证明心肌细胞衍生的 EV 存在于循环中,并且血液中心脏衍生的 EV 数量的增加反映了 LPS 诱导的全身炎症 (SIRS) 中的心脏损伤。
15. An efficient and safe MUC1-dendritic cell-derived exosome conjugate vaccine elicits potent cellular and humoral immunity and tumor inhibition in vivo.
一种高效且安全的 MUC1-树突状细胞衍生的外泌体结合疫苗可在体内引发有效的细胞和体液免疫以及肿瘤抑制。
[Acta Biomater] PMID: 34757230
摘要:抗肿瘤疫苗是一种通过引发抗肿瘤免疫反应和诱导针对肿瘤细胞上表达的特定抗原的保护性免疫来预防或治疗癌症的有前景的策略。增强候选疫苗的体液和细胞免疫反应的疫苗制剂将非常有益,但仍然有限。在这里,我们通过将 MUC1 糖肽抗原与树突状细胞衍生的外泌体 (Dex) 结合,开发了一种抗肿瘤候选疫苗。在体内,MUC1-Dex 构建体诱导高 MUC1 特异性 IgG 抗体滴度,对 MUC1 阳性肿瘤细胞具有强结合亲和力并促进细胞因子分泌。此外,来自免疫小鼠的 CD8 + T 细胞对 MUC1 阳性肿瘤细胞表现出强烈的细胞毒性。重要的是,在预防性和治疗性荷瘤小鼠模型中,该构建体均能抑制肿瘤生长并延长生存期。总的来说,这些结果表明,Dex 是一种很有前途的疫苗载体,可用作增强肿瘤疫苗免疫功效的佐剂。
今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见!

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