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【2022-15期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了11篇分享给大家,第1篇文章研究了昼夜节律对细胞释放细胞外囊泡的内容物的改变;第2篇文章介绍了血浆中细胞外囊泡外部有一层蛋白冠结合,并且该蛋白冠对于血管的生成等过程发挥调控作用;第3篇文章使用超高分辨率显微镜分析了不同巨噬细胞的单细胞来源细胞外囊泡的异质性,阐释了细胞层面细胞外囊泡的异质性;第9篇文章介绍了细菌利用细胞外囊泡将铜离子排除菌体外的解毒策略;第10篇文章介绍了成骨细胞来源细胞外囊泡对于骨的形成和溶解平衡的调控作用。

1.Circadian regulation of protein cargo in extracellular vesicles.
细胞外囊泡中蛋白质货物的昼夜节律调节。
[Sci Adv] PMID: 35394844
摘要:生物钟控制着生理学的许多方面,但参与组织间细胞间通讯的细胞外囊泡 (EVs)(包括外泌体)是否以昼夜节律模式进行调节仍未被描述。我们使用液相色谱-质谱法在昼夜同步的肌腱成纤维细胞中展示了小型 EV 中单个蛋白质的 24 小时节律性丰度。此外,富含 RNA 结合蛋白的小 EV 的释放在时间上与富含细胞骨架和基质蛋白的小 EV 分离,后者在光相结束时达到峰值。最后,我们针对外泌体生物发生途径中的蛋白质分选机制,并确定(通过敲除昼夜节律调节的 flotillin-1)肌腱成纤维细胞小型细胞外囊泡中的基质金属蛋白酶 14 丰度受 fllotillin-1 调节。总之,我们已经确定了肌腱成纤维细胞释放的小型 EV 的蛋白质组学时间特征,这支持了生物钟调节 EV 中参与细胞间串扰的蛋白质货物的观点。
 
2.A functional corona around extracellular vesicles enhances angiogenesis, skin regeneration and immunomodulation.
细胞外囊泡周围的功能性蛋白冠增强血管生成、皮肤再生和免疫调节。
[J Extracell Vesicles] PMID: 35398993
摘要:纳米粒子可以获得定义其生物学特性的血浆蛋白冠。在这里,我们证明了来自治疗级人类胎盘扩张 (PLX) 基质细胞的纳米级 EV 被可成像的功能性蛋白冠包围。通过切向流过滤 (TFF) 和减法串联质量标签 (TMT) 蛋白质组学从细胞分泌的可溶性因子中分离出可扩展的 EV,并揭示了蛋白冠主要是免疫调节和促血管生成蛋白的显着富集。蛋白质印迹、基于钙黄绿素的流式细胞术、超分辨率和电子显微镜验证了 EV 身份。PLX-EV 部分保护了蛋白冠蛋白免受蛋白酶消化。EVs 在体内显着改善人体皮肤再生和血管生成,在免疫细胞中诱导差异信号,并在体外剂量依赖性地抑制 T 细胞增殖。通过尺寸排除或超速离心去除蛋白冠则消除了血管生成功能。通过用荧光白蛋白作为模型蛋白或确定的促血管生成因子掩盖 EV 来重新建立人工蛋白冠,通过超分辨率显微镜、电子显微镜和 zeta 电位偏移进行了描述,并作为概念验证。了解 EV 蛋白冠的形成将改进合理的 EV 启发的纳米治疗设计。
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3.Heterogeneity in extracellular vesicle secretion by single human macrophages revealed by super-resolution microscopy.
超分辨率显微镜显示单个人类巨噬细胞分泌细胞外囊泡的异质性。
[J Extracell Vesicles] PMID: 35415881
摘要:与细胞外囊泡 (EV) 相关的分离程序意味着它们通常以群体为对象进行研究,与其亲代细胞的关系不明确。在这里,我们使用超分辨率显微镜直接比较单个人类单核细胞衍生巨噬细胞 (MDM) 分泌的 EV。MDM 被区分为 M0、M1 或 M2 样,激活后所有三种极化类型的细胞分泌 EV 的密度相似。然而,M0 样细胞比 M1 和 M2 样巨噬细胞分泌更大的 EV。蛋白质组学分析揭示了不同大小的 EV 的含量以及不同 MDM 表型分泌的 EV 之间的差异。单细胞分泌物的超分辨率显微镜分析发现MHC II 蛋白 HLA-DR 在约 40% 的 M1 样 MDM 分泌的 EV 上表达,这是 M0 样和 M2 样 EV 观察到的频率的两倍.引人注目的是,从癌症患者切除的肺中分离出的人类巨噬细胞分泌的 EVs 表达 HLA-DR 的频率是 M1 样 EVs 的两倍,强度更高。对所有四种巨噬细胞表型的单细胞 EV 谱的定量分析揭示了不同的分泌类型,其中五种在多个样本队列中是一致的。M1 样 MDM 的一个亚群分泌与肺巨噬细胞相似的 EV,这表明在癌症患者的肺部内具有特定 EV 分泌谱的细胞的扩增或募集。因此,EV 异质性的定量分析可用于单细胞分析和揭示新的巨噬细胞生物学。
 
4.VAP-A and its binding partner CERT drive biogenesis of RNA-containing extracellular vesicles at ER membrane contact sites.
VAP-A 及其结合蛋白 CERT 在内质网膜接触位点驱动含有 RNA 的细胞外囊泡的生物发生。
[Dev Cell] PMID: 35421371
摘要:通过细胞外囊泡 (EV) 转移 RNA 会影响细胞表型;然而,缺乏关于含有 RNA 的 EV 的生物发生的信息限制了该领域的进展。在这里,我们将内质网膜接触位点 (ER MCS) 确定为生成含有 RNA 的 EV 的平台。我们确定了一个小型 EV 亚群,其高度富含 RNA 并由 ER MCS 连接蛋白 VAP-A 调节。在功能上,VAP-A 调节的 EVs 对于细胞间的 miR-100 转移和体内肿瘤形成至关重要。VAP-A-knockdown EVs 的脂质分析显示 EV 生物合成脂质神经酰胺减少。敲除 VAP-A 结合神经酰胺转移蛋白 CERT 导致 EV RNA 含量存在类似缺陷。成像实验表明,VAP-A 促进多泡体 (MVB) 的腔内填充,CERT 定位于 MVB,产生神经酰胺的酶中性鞘磷脂酶 2 与 VAP-A 阳性 ER 共定位。我们证实了通过 VAP-A-CERT 连接的神经酰胺转移驱动选定的含有 RNA 的 EV 群体的生物发生。
 
5.Glucocorticoid-induced loss of beneficial gut bacterial extracellular vesicles is associated with the pathogenesis of osteonecrosis.
糖皮质激素诱导的有益肠道细菌细胞外囊泡的丢失与骨坏死的发病机制有关。
[Sci Adv] PMID: 35417243
摘要:股骨头坏死 (ONFH) 通常发生在糖皮质激素 (GC) 治疗后。肠道微生物群 (GM) 参与调节宿主健康,其组成可以被 GC 改变。在这里,这项研究表明,与健康小鼠同居或与来自正常小鼠的 GM 定植可减弱 GC 诱导的 ONFH。16 S rRNA 基因测序显示,与健康小鼠同居可挽救 GC 诱导的肠道动物乳杆菌减少。口服补充动物乳杆菌通过增加血管生成、增加成骨和减少细胞凋亡来减轻 GC 诱导的 ONFH。来自动物乳杆菌的细胞外囊泡 (L. animalis -EVs) 含有丰富的功能蛋白,可以进入股骨头发挥促血管生成、促成骨和抗凋亡作用,而其丰度在暴露于 GC 后会降低。我们的研究表明,GM 通过转移细菌 EV 参与保护股骨头,而 L. animalis 及其 EV 的丧失与 GC 诱导的 ONFH 的发展有关。
 
6.Targeting the liver X receptor with dendrogenin A differentiates tumour cells to secrete immunogenic exosome-enriched vesicles.
用 dendrogenin A 靶向肝脏 X 受体可分化肿瘤细胞以分泌富含免疫原性外泌体的囊泡。
[J Extracell Vesicles] PMID: 35411723
摘要:肿瘤细胞的特征是已经失去了它们的分化状态。它们能够组成性地分泌称为外泌体的小细胞外囊泡 (sEV)。Dendrogenin A (DDA) 是一种内源性肿瘤抑制因子胆固醇衍生代谢物。它是一类新的核肝 X 受体 (LXR) 配体,可调节胆固醇稳态和免疫。我们假设诱导肿瘤细胞分化、抑制肿瘤生长和免疫细胞浸润到肿瘤中的 DDA 可以在功能上修饰肿瘤细胞分泌的 sEV。在这里,我们已经证明 DDA 通过作用于 LXRβ 来区分肿瘤细胞。这导致包括外泌体在内的 sEV (DDA-sEV) 产量增加。与对照细胞分泌的 sEV (C-sEV) 相比,从 DDA 处理的细胞分泌的 DDA-sEV 的含量和活性进行了表征。相对于 C-sEV,DDA-sEV 富含多种蛋白质和脂质,例如分化抗原、“吃我”信号、脂化 LC3 和内体磷脂双(单酰基甘油)磷酸酯,可刺激树突状细胞成熟和 Th1 T淋巴细胞极化。此外,与对照条件相比,DDA-sEV 抑制了植入免疫活性小鼠体内的肿瘤的生长。该研究揭示了通过核受体对富含外泌体的肿瘤 sEV 分泌、组成和免疫功能进行药理学控制。靶向 LXR 可能是一种重新编程肿瘤细胞和 sEV 以刺激对癌症免疫的新方法。
 
7.Virally programmed extracellular vesicles sensitize cancer cells to oncolytic virus and small molecule therapy.
病毒编程的细胞外囊泡使癌细胞对溶瘤病毒和小分子疗法敏感。
[Nat Commun] PMID: 35393414
摘要:癌症治疗的最新进展清楚地表明需要创新的多重疗法,从多个方面攻击肿瘤。溶瘤或“抗癌”病毒 (OVs) 代表了用于治疗癌症的新兴多机制免疫治疗药物。在这项研究中,我们基于病毒编码的人工 microRNA (amiRNA) 进行了体外筛选,并发现一种独特的 amiRNA(本文称为 amiR-4)赋予 VSVΔ51 OV 平台复制优势。amiR-4 的目标验证揭示了 ARID1A,一种参与染色质重塑的蛋白质,是抗 OV 复制的重要参与者。病毒导向的 ARID1A 靶向结合甲基转移酶 EZH2 的小分子抑制导致感染和未感染肿瘤细胞的合成致死性杀伤。未感染细胞的旁观者杀死是由携带 amiR-4 货物的细胞外囊泡的细胞间转移介导的。总之,我们的研究结果表明,OVs 可以作为 amiRNA 疗法的复制载体,并有可能与小分子和免疫检查点抑制剂疗法相结合。
 
8.Secreted phospholipase A2 modifies extracellular vesicles and accelerates B cell lymphoma.
分泌的磷脂酶 A2 修饰细胞外囊泡并加速 B 细胞淋巴瘤进展。
[Cell Metab] PMID: 35294862
摘要:包括外泌体在内的细胞外囊泡 (EV) 通过转移蛋白质和 microRNA 货物充当细胞间通讯器,但 EV 脂质的作用仍不清楚。在这里,我们研究表明淋巴瘤来源的 EV 的促肿瘤发生作用通过分泌的磷脂酶A2 (sPLA2) 驱动的脂质代谢得到增强。在 Epstein-Barr 病毒 (EBV) 淋巴瘤的巨噬细胞中诱导的 X 组 sPLA2对 EV 磷脂的水解增加了脂肪酸、溶血磷脂及其代谢物的产生。sPLA 2 处理的 EV 更小且自聚集,表现出更好的摄取,并增加了肿瘤相关巨噬细胞中的细胞因子表达和脂质介质信号传导。内源性 sPLA 2 的药理学抑制能够抑制 EBV 感染的人源化小鼠的淋巴瘤生长,而用 sPLA 2 修饰的 EV 治疗逆转了这种表型。此外,人大 B 细胞淋巴瘤中 sPLA 2 的表达与患者存活率呈负相关。总体而言,sPLA 2 介导的 EV 修饰促进了肿瘤的发展,突出了 EV 作为 sPLA 2 的细胞外水解平台的非规范机制作用。
 
9.Extracellular vesicles as an alternative copper-secretion mechanism in bacteria.
细胞外囊泡作为细菌中一种替代的铜分泌机制。
[J Hazard Mater] PMID: 35259694
摘要:金属稳态是细胞代谢途径最佳性能的基础。在进化过程中,出现了几个系统来保证细胞内金属平衡。当暴露于具有生长挑战性的铜浓度时,革兰氏阴性菌会迅速激活铜解毒机制,这依赖于介导金属流出的跨膜蛋白复合物和金属伴侣。在这里,我们研究发现,囊泡也是一种常见的细菌对高浓度铜的反应机制,并且细胞外囊泡 (EV) 在铜的运输中发挥作用。我们提供的证据表明,来自不同生态位的细菌在暴露于铜时会释放大量的 EV。随着经典解毒系统的激活,我们证明了蓝藻 Synechocystis sp 的铜应激。PCC6803 释放装载有铜结合金属伴侣 CopM 的 EV。在标准生长条件下,装载 CopM 的 EV 也可以从缺乏功能性 TolC 蛋白的集胞藻菌株中分离出来,我们在此将其描述为表现出铜敏感表型。从标准条件下培养的细胞中分离出的集胞藻 tolC 突变体 EV 的分析表明其中存在铜,与野生型相比,铜的含量明显更高。总之,这些结果表明,细菌中 EV 的释放代表了一种新的铜分泌机制,为细菌金属抗性的替代机制提供了启示。
 
10.Osteoblast-derived vesicles induce a switch from bone-formation to bone-resorption in vivo.
成骨细胞衍生的囊泡在体内诱导从骨形成到骨吸收的转变。
[Nat Commun] PMID: 35210428
摘要:骨代谢受骨形成成骨细胞和骨吸收破骨细胞之间的协同活动的调节。然而,介导成骨细胞和破骨细胞阶段之间转换的机制尚未完全阐明。在这里,我们确定了抑制骨形成和增强破骨细胞生成的成熟成骨细胞衍生的细胞外囊泡的特定亚群。活体成像显示成熟的成骨细胞分泌和捕获细胞外囊泡,称为小成骨细胞囊泡 (SOV)。共培养实验表明,SOVs 抑制成骨细胞分化并增强 NF-κB 配体受体激活剂的表达,从而诱导破骨细胞分化。我们还阐明了富含microRNA miR-143 的SOV通过靶向其二聚化伴侣核心结合因子 β 的 mRNA 表达来抑制 Runt 相关转录因子 2(成骨细胞生成的主要调节因子)。总之,我们将 SOV 识别为细胞间通讯的一种模式,控制体内从骨形成阶段到骨吸收阶段的动态转变。
 
11.Using genetically modified extracellular vesicles as a non-invasive strategy to evaluate brain-specific cargo.
使用基因修饰过的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。几乎所有脑细胞释放的细胞外囊泡 (EVs),即纳米级膜包围的囊泡,可能能够报告其在易于获取的生物体液(如血液)中的状态。 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,确定脑源性 EV 的起源一直具有挑战性,因为它们由稀有种群组成,稀释在大量血液和外周组织源性 EV 中。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 可以按照多生物分子 EV 载体进行多重分析,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。
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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