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【2022-27期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了10篇分享给大家,第1篇文章主要介绍了利用细胞外囊泡开发可通过雾化吸入使用的新冠疫苗;第2篇文章综述了细胞外囊泡在肾脏病治疗中的应用前景;第3篇文章主要介绍了筛选到的促进细胞外囊泡释放的药物;第6篇文章介绍了M2型巨噬细胞来源细胞外囊泡用于抑制炎症因子风暴;第9篇文章报道了脓毒症条件下细胞外囊泡的多组学研究;第10篇文章介绍了使用工程化细胞外囊泡用于治疗糖尿病伤口。

  1. Exosomes decorated with a recombinant SARS-CoV-2 receptor-binding domain as an inhalable COVID-19 vaccine.装饰有重组 SARS-CoV-2 受体结合域的外泌体作为可吸入的 COVID-19 疫苗。[Nat Biomed Eng] PMID: 35788687

摘要:监管机构批准的前两种针对严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 感染的 mRNA 疫苗需要冷链,旨在通过肌肉注射引发全身免疫。在这里,我们报告了一种可吸入病毒样颗粒作为 COVID-19 疫苗的设计和临床前测试,该疫苗在冻干后可在室温下稳定超过三个月。该疫苗由与肺源性外泌体结合的重组 SARS-CoV-2 受体结合域 (RBD) 组成,就脂质体而言,该外泌体可增强 RBD 在粘液衬里的呼吸道和肺实质中的保留。在小鼠中,疫苗在动物肺中引发 RBD 特异性 IgG 抗体、粘膜 IgA 反应以及具有 Th1 样细胞因子表达谱的 CD4 + 和 CD8 + T 细胞,并在攻击后清除它们的 SARS-CoV-2 假病毒.在仓鼠中,两剂疫苗在用活的 SARS-CoV-2 攻击后减轻了严重的肺炎并减少了炎症浸润。可吸入和室温稳定的病毒样颗粒可能成为有希望的候选疫苗。

 

  1. Extracellular vesicles for renal therapeutics: State of the art and future perspective.用于肾脏治疗的细胞外囊泡:现有技术和未来展望。[J Control Release] PMID: 35779658

摘要:随着肾脏疾病负担的不断增加,开发新疗法来控制这种疾病的需求从未如此强烈。细胞外囊泡 (EV) 是存在于几乎所有生物体中的天然膜状纳米颗粒。鉴于其在体内的出色输送能力,细胞外囊泡已成为药物输送的前沿技术,并有可能开创肾脏疾病纳米药物的新时代。这篇综述的重点是为什么 EV 是如此引人注目的药物载体,以及如何充分发挥其在肾脏治疗中的潜力。我们讨论了 EV 与人造纳米颗粒相比的独特特征,并概述了开发基于 EV 的疗法的工程技术和步骤,重点是靶向肾细胞和延长肾脏保留的新兴方法。我们还探讨了细胞外囊泡作为天然疗法或药物载体在治疗肾脏疾病中的应用,并就制造细胞外囊泡作为下一代肾脏疗法的关键挑战提出了我们的看法。

 

  1. Homosalate boosts the release of tumour-derived extracellular vesicles with protection against anchorage-loss property. Homosalate可促进肿瘤来源的细胞外囊泡的释放,并防止锚定损失特性。[J Extracell Vesicles] PMID: 35790086

摘要:包括癌细胞在内的真核细胞分泌高度异质的细胞外囊泡 (EV) 群。 EV 可能具有不同的亚细胞来源、组成和功能特性,但区分 EV 亚型的工具却很少。在这里,我们用纳米荧光素酶标记三阴性乳腺癌细胞分泌的 CD63 或 CD9 阳性 EV,以建立一种小型化方法来量化这两种 EV 亚型直接在细胞上清液中的分泌。我们进行了基于细胞的高内涵筛选,以确定临床批准的能够影响 EV 分泌的药物。已确定的热门产品之一是 Homosalate,这是一种在防晒霜中发现的抗炎药,可大幅增加 EV 的释放。将 Homosalate 诱导的 EV 与 Bafilomycin A1 诱导的 EV 进行比较,我们证明:(1) 这两种药物作用于不同亚细胞区室中产生的 EV,(2) Homosalate 释放的 EV,但不是 Bafilomycin A1 处理的细胞可增强对另一个受体上皮肿瘤细胞系中的锚定损失的抵抗力。总之,我们确定了一种改变 EV 释放的新药物,并证明在不同药物的影响下,三阴性乳腺癌细胞会释放来自不同亚细胞来源的具有不同功能特性的 EV 亚群。

 

  1. Bioinformatics strategies for studying the molecular mechanisms of fungal extracellular vesicles with a focus on infection and immune responses.研究真菌细胞外囊泡分子机制的生物信息学策略,重点是感染和免疫反应。[Brief Bioinform] PMID: 35794708

摘要:真菌细胞外囊泡 (EVs) 在发病过程中释放,在大多数情况下是机会性感染。细胞外囊泡对其宿主具有免疫能力,并为药物输送和治疗包括癌症在内的复杂疾病的新生物医学方法铺平了道路。随着计算和处理的进步,用于评估真菌 EV 中涉及的各种参数的生物信息学工具的兴起已经蓬勃发展。在这篇综述中,我们编写并探索了生物信息学工具来分析宿主-病原体相互作用、毒性、组学和发病机制,并使用一系列特定工具描述了细胞外囊泡作为治疗剂的载体/载体的能力,并作为一个潜在的主题用于免疫治疗。我们还讨论了 EV 在宿主系统中的产生、运输、致病作用和免疫相互作用所涉及的产生和途径。为了代表概述,我们展示了一个计算机研究模型来描绘人类隐球菌的相互作用。

 

  1. Scale-out production of extracellular vesicles derived from natural killer cells via mechanical stimulation in a seesaw-motion bioreactor for cancer therapy.在用于癌症治疗的生物反应器中通过机械刺激从自然杀伤细胞中大规模生产细胞外囊泡。[Biofabrication] PMID: 35793612

摘要:源自免疫细胞的细胞外囊泡 (EVs) 已显示出巨大的抗癌治疗潜力。然而,细胞外囊泡的低效率极大地阻碍了基于细胞外囊泡的基础研究和临床转化的发展。在这里,我们开发了一种跷跷板运动生物反应器 (SMB) 系统,该系统利用剪切应力和湍流等机械刺激从自然杀伤 (NK) 细胞中生成高质量和大量的细胞外囊泡。与传统静态培养中的 EV 生产(每天每细胞 229 ± 74 个颗粒)相比,SMB 以每细胞每天 438 ± 50 个颗粒的更高速率生产 NK-92MI 衍生的 EV,通过连续动态流体培养超过两周,总共产生 2 × 10^11 个 EV。此外,由 SMB 中的 NK-92MI 细胞产生的 EV 与传统静态培养产生的 EV 具有相似的形态、大小分布和蛋白质谱。最重要的是,SMB 中源自 NK-92MI 的 EV 在体外 2D 和 3D 培养条件下在杀死黑色素瘤和肝癌细胞以及抑制体内黑色素瘤生长方面具有功能活性。我们认为,SMB 是生产高质量和大量细胞外囊泡的一种有吸引力的方法;它还可以提高 NK92-MI 细胞的 EV 产量,并促进 EV 的基础研究和转化研究。

 

  1. Peritoneal M2 macrophage-derived extracellular vesicles as natural multitarget nanotherapeutics to attenuate cytokine storms after severe infections.腹膜 M2 巨噬细胞衍生的细胞外囊泡作为天然多靶点纳米治疗药物,可减轻严重感染后的细胞因子风暴。[J Control Release] PMID: 35792186

摘要:细胞因子风暴是严重感染(如 SARS-CoV-2)后多器官损伤和死亡的主要原因。然而,目前单一的细胞因子靶向策略显示出有限的治疗效果。在这里,我们报告腹膜 M2 巨噬细胞衍生的细胞外囊泡 (M2-EVs) 是可用于解决细胞因子风暴的多靶点纳米治疗药物。详细地说,原代腹膜 M2 巨噬细胞表现出比固定细胞系更好的抗炎潜力。全身给药的 M2-EV 进入主要器官并被吞噬细胞(例如巨噬细胞)吸收。 M2-EV治疗有效地减少了体外和体内过量的细胞因子(例如,TNF-α和IL-6)释放,从而减弱了内毒素诱导的细胞因子风暴中的氧化应激和多器官(肺、肝、脾和肾)损伤。此外,M2-EVs 通过调节复杂的 miRNA-基因和基因-基因网络同时抑制多个关键的促炎途径(例如,NF-kB、JAK-STAT 和 p38 MAPK),这种作用是由许多功能性货物(miRNAs和蛋白质)共同介导的。在细胞外囊泡中,除了直接的抗炎作用外,人腹膜 M2-EV 还表达血管紧张素转换酶 2 (ACE2),这是 SARS-CoV-2 刺突蛋白的受体,因此可以作为纳米诱饵来预防 SARS-CoV-2 假病毒体外感染。作为细胞衍生的纳米材料,M2-EVs 的治疗指数可以通过基因/化学修饰或装载特定药物进一步提高。该研究强调,腹膜 M2-EV 是有前景的多功能纳米疗法,可减轻与传染病相关的细胞因子风暴。

 

  1. Photo-Activatable Silencing Extracellular Vesicle (PASEV) Sensitizes Cancer Immunotherapy.光激活沉默细胞外囊泡 (PASEV) 可提高癌症免疫疗法的敏感性。[Adv Mater] PMID: 35793475

摘要:免疫疗法在对抗肿瘤恶性肿瘤方面取得了令人瞩目的成果。然而,肿瘤微环境(TME)内的免疫浸润不足和免疫原性差极大地影响了患者的反应率。在这里,开发了一种用于致敏癌症免疫治疗的光激活沉默细胞外囊泡 (PASEV)。 PAK4 是一种新发现的与免疫排斥相关的肿瘤细胞内在“守卫”。针对 PAK4 (siPAK4) 的 siRNA (siPAK4) 设计并与光激活活性氧 (ROS) 敏感聚合物组装在一起,形成纳米复合物核心,该核心被来自 M1 巨噬细胞的细胞外囊泡进一步伪装。 PASEV 不仅可以作为 siPAK4 的包装、肿瘤积累和 ROS 响应释放的载体,以实现有效的 PAK4 沉默,还可以通过免疫原性光疗激活肿瘤微环境 (TME),从而同时促进肿瘤内浸润和免疫激活。联合免疫疗法可引发强大的抗癌免疫,从而显示出对抗癌症的巨大希望。我们的工作开辟了一条新途径,可以同时促进致敏癌症免疫治疗的肿瘤内浸润和免疫激活。

 

  1. Blood extracellular vesicles carrying synaptic function- and brain-related proteins as potential biomarkers for Alzheimer's disease.携带突触功能和脑相关蛋白的血液细胞外囊泡作为阿尔茨海默病的潜在生物标志物。[Alzheimers Dement] PMID: 35779041

摘要:迫切需要针对阿尔茨海默病 (AD) 和其他痴呆症的客观和可测的标志物。我们将与突触功能相关的蛋白质 NMDAR2A 鉴定为中枢神经系统 (CNS) 衍生的血浆细胞外囊泡 (EV) 的新标志物,并开发了一种基于流式细胞术的技术,可轻松检测此类血浆 EV。该测定最初在我们的横断面研究中进行测试,以区分 AD 患者与健康对照 (HC) 或帕金森病 (PD) 患者,随后使用从多个医疗中心收集的独立队列进行验证。脑脊液 AD 分子特征用于确认所有 AD 参与者的诊断。与两个队列中的 HC 相比,AD 中可能的 CNS 衍生的 EV 在血浆中显着减少。包括 CNS 衍生的 EV 标记和 EV 上存在的 AD 标记在内的综合模型在发现队列中达到曲线下面积 0.915,在验证队列中达到 0.810。这项研究表明,对外周血中单个神经元衍生的突触功能相关 EVs 的稳健和快速分析可以作为 AD 和痴呆症突触功能障碍的有用标志物。

 

  1. The multiomics landscape of serum exosomes during the development of sepsis.脓毒症发展过程中血清外泌体的多组学景观。[J Adv Res] PMID: 35777909

摘要:脓毒症是一种感染引起的严重炎症性疾病,可导致多器官功能障碍。它仍然是一种高度致命的疾病,早期诊断和治疗效果不理想。含有脓毒症生物标志物和介质的循环外泌体最近受到关注,但进展远非最佳。本研究侧重于血清外泌体的分子动力学特征,并探讨脓毒症过程中血清外泌体的潜在分子机制。我们使用高效液相色谱-串联质谱和 RNA-seq 检测了 3 名健康个体和 9 名不同阶段脓毒症患者血清外泌体中外泌体蛋白和 RNA(包括 mRNA、lncRNA 和 miRNA)的动态谱。然后进行综合多组学分析,并通过 qRT-PCR、LiquiChip 测定和代谢组学分析对接受盲肠结扎和穿刺 (CLP) 建模的小鼠进行验证。脓毒症患者血清外泌体中共有 354 种蛋白质、195 种 mRNA、82 种 lncRNA 和 55 种 miRNA 被鉴定为差异表达分子。综合多组学分析表明,外泌体成分与细胞因子风暴、补体和凝血级联、内皮屏障、20S 蛋白酶体依赖性蛋白质降解和维生素代谢有关。重要的是,用来自经受 CLP 的小鼠的血清外泌体进行预处理显着抑制了脓毒症小鼠的促炎细胞因子表达并减轻了组织损伤。进一步的代谢组学分析表明,用脓毒症血清外泌体预处理显着影响了 CLP 小鼠中与维生素消化和吸收相关的代谢物。我们的研究首次描述了脓毒症发展过程中血清外泌体的分子动力学情况,并通过综合多组学分析提出了一些假设的分子机制,这可能为正在进行的脓毒症斗争提供有用的诊断和治疗见解。

 

  1. VH298-loaded extracellular vesicles released from gelatin methacryloyl hydrogel facilitate diabetic wound healing by HIF-1α-mediated enhancement of angiogenesis. 从明胶甲基丙烯酰水凝胶释放的装载 VH298 的细胞外囊泡通过 HIF-1α 介导的血管生成增强糖尿病伤口愈合。[Acta Biomater] PMID: 35580827

摘要:内皮功能障碍是糖尿病患者血管生成受损的原因,从而导致糖尿病伤口愈合延迟。外泌体或细胞外囊泡 (EV) 已成为将药物货物运送到患病细胞的潜在治疗载体。在本研究中,EVs 被报道为通过将 VH298 递送至内皮细胞来治疗糖尿病伤口的新方法。首先,从表皮干细胞(ESCs)衍生的EVs装载VH298(VH-EVs),并识别VH-EVs的特性。 VH-EVs 通过激活 HIF-1α 信号通路对体外人脐静脉内皮细胞 (HUVECs) 的功能具有促进作用。还发现 VH-EV 对体内的伤口愈合和血管生成具有治疗作用。我们进一步制备了用于缓释 VH-EV 的明胶甲基丙烯酰 (GelMA) 水凝胶,该水凝胶具有高生物相容性和适当的机械性能。在糖尿病小鼠中,含有 VH-EVs (Gel-VH-EVs) 的 GelMA 水凝胶通过局部增强血液供应和血管生成来有效促进伤口愈合。增强血管生成的潜在机制可能与 HIF-1α/VEGFA 信号通路的激活有关。总的来说,我们的研究结果表明了一种有前途的基于 EV 的策略,用于将 VH298 递送至内皮细胞,并为糖尿病伤口治疗提供一种新的生物活性敷料。

 

 

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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