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【2022-41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篇文章介绍脂肪细胞衍生外泌体抑制铁死亡促进结直肠癌化疗耐药的功能机制;第2篇我恩张介绍了肿瘤来源外泌体携带miRNA调控巨噬细胞向M2极化并促进胶质瘤进展的功能;第4篇文章阐释了肿瘤来源细胞外囊泡通过诱捕抗PD-L1抗体来实现肿瘤细胞免疫治疗耐受;第6篇文章综述了植物来源细胞外囊泡用于口服药物递送的研究进展;第10、11两篇文章探讨了转染用脂质体材料对细胞外囊泡的影响进而对实验结论的影响。

1.Adipocyte-Derived Exosomal MTTP Suppresses Ferroptosis and Promotes Chemoresistance in Colorectal Cancer.

脂肪细胞衍生的外泌体 MTTP 抑制铁死亡并促进结直肠癌的化疗耐药性。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 35978266

摘要:肥胖与晚期结直肠癌 (CRC) 患者的不良预后密切相关,但其机制仍不清楚。铁死亡是一种非凋亡性细胞死亡形式,其特征是脂质活性氧 (ROS) 积累和铁依赖性,并且与肿瘤的化学抗性有关。在这里,表明脂肪衍生的外泌体降低了 CRC 中铁死亡的易感性,从而促进了对奥沙利铂的化学抗性。研究发现,高体脂率结直肠癌患者血浆外泌体微粒体甘油三酯转移蛋白(MTTP)表达增加,可作为铁死亡的抑制剂,降低对化疗的敏感性。从机制上讲,MTTP/富含脯氨酸的酸性蛋白 1 (PRAP1) 复合物抑制锌指 E-box 结合同源框 1 的表达并上调谷胱甘肽过氧化物酶 4 和 xCT,导致多不饱和脂肪酸比率和脂质 ROS 水平降低。此外,在类器官中进行了实验,并在肥胖小鼠中建立了肿瘤植入模型,证明抑制 MTTP 增加了对化疗的敏感性。结果揭示了一种由脂肪来源的外泌体介导的新型细胞内信号通路,并表明靶向分泌型 MTTP 的治疗可能会逆转 CRC 中的奥沙利铂耐药性。

2.Tumor-derived exosomes deliver the tumor suppressor miR-3591-3p to induce M2 macrophage polarization and promote glioma progression.

肿瘤衍生的外泌体传递肿瘤抑制因子miR-3591-3p 以诱导 M2 巨噬细胞极化并促进胶质瘤进展。

[Oncogene] PMID: 36085418

摘要:外泌体可以选择性地从细胞中分泌有害代谢物质以维持细胞稳态,并且外泌体与胶质瘤免疫微环境中的肿瘤相关巨噬细胞(TAM)之间会发生复杂的串扰。然而,这些外泌体包裹的货物产生免疫抑制微环境的确切机制仍不清楚。在这里,我们研究了胶质瘤衍生的外泌体 (GDE) 对巨噬细胞极化和胶质瘤进展的影响。我们对胶质瘤患者的脑脊液 (CSF) 和肿瘤组织进行了测序分析,以鉴定功能性 microRNA (miRNA)。在 CSF 和 GDE 中发现了高水平的 miR-3591-3p,但在正常脑组织或神经胶质细胞中没有发现。在功能上,GDEs 和 miR-3591-3p 显着诱导 M2 巨噬细胞极化并增加 IL10 和TGFβ1 的分泌,进而促进胶质瘤的侵袭和迁移。此外,胶质瘤细胞系中的 miR-3591-3p 过表达导致 G2/M 期阻滞并显着增加细胞凋亡。机制上,miR-3591-3p 可以分别直接靶向巨噬细胞和胶质瘤细胞中的 CBLB 和 MAPK1,并进一步激活 JAK2/PI3K/AKT/mTOR、JAK2/STAT3 和 MAPK 信号通路。体内实验证实,用 miR-3591-3p 慢病毒转导的巨噬细胞可以显着促进胶质瘤进展。因此,我们的研究表明,胶质瘤细胞中的肿瘤抑制性 miR-3591-3p 可以通过外泌体分泌并靶向 TAM 以诱导免疫抑制微环境的形成。总的来说,这些发现为胶质瘤外泌体 miRNA 在介导免疫抑制性肿瘤微环境的建立中的作用提供了新的见解,并表明miR-3591-3p 可能是一种有价值的生物标志物,并且阻断 miR-3591-3p 封装到外泌体中可能成为一种新型的胶质瘤免疫治疗策略。

3.Atrophic skeletal muscle fibre-derived small extracellular vesicle miR-690 inhibits satellite cell differentiation during ageing.

萎缩性骨骼肌纤维衍生的小细胞外囊泡 miR-690在衰老过程中抑制卫星细胞分化。

[J Cachexia Sarcopenia Muscle] PMID: 36237168

摘要:少肌症是一种常见的进行性骨骼肌疾病,其特征是肌纤维萎缩和收缩功能障碍。越来越多的证据表明,随着衰老,卫星细胞 (SC) 的数量和功能会下降并受损,这可能导致再生能力受损。肌肉纤维释放的一系列肌细胞因子/小细胞外囊泡 (sEV) 在肌肉萎缩期间以自分泌/旁分泌/内分泌的方式调节肌肉和肌外组织的代谢。目前尚不清楚源自肌肉纤维的肌动蛋白/sEVs是否会影响衰老过程中的卫星细胞功能。老年小鼠用于研究衰老引起的肌肉萎缩过程中SCs 的生肌能力的变化。通过生化方法和免疫荧光染色研究了萎缩性肌管衍生的 sEVs 对卫星细胞分化的影响。进行小 RNA 测序以鉴定对照肌管和萎缩肌管之间差异表达的 sEV microRNA (miRNA)。通过生物信息学分析预测miRNA的靶基因并通过荧光素酶活性测定进行验证。通过肌内注射腺相关病毒 (AAV) 以在骨骼肌中过表达或沉默 miRNA,研究了鉴定的 miRNA 对体内 SCs 生肌能力的影响。我们的研究表明,老年小鼠胫骨前肌SCs的生肌能力显着降低(50%,n=6,P<0.001)。我们发现萎缩性肌管衍生的 sEV 在体外(n=3,P<0.001)和体内(35%,n=6,P<0.05)抑制卫星细胞分化。我们还发现 miR-690 是所有筛选出的萎缩肌管 sEV miRNA 中富集最高的 miRNA [Log 2 (Fold Change) = 7, P < 0.001],并在验证小鼠(三倍,n = 6,P<0.001)和老年男性(2.8 倍,n = 10,P<0.001)的萎缩肌肉中得到了验证。 MiR-690 可通过靶向肌细胞增强因子 2(包括 Mef2a、Mef2c 和 Mef2d)在体外(n=3,P<0.05)和体内(n=6,P<0.05)抑制 SCs 的生肌能力。 miR-690在肌肉中的特异性沉默可促进卫星细胞分化(n=6,P<0.001)并缓解老年小鼠的肌肉萎缩(n=6,P<0.001)。我们的研究表明,萎缩性肌纤维衍生的 sEV miR-690 可能通过在衰老过程中靶向肌细胞增强因子 2 来抑制卫星细胞分化。

4.Tumor extracellular vesicles mediate anti-PD-L1 therapy resistance by decoying anti-PD-L1.

肿瘤细胞外囊泡通过诱骗抗 PD-L1 介导抗 PD-L1 治疗抗性。

[Cell Mol Immunol] PMID: 36220994

摘要:PD-L1 + 肿瘤来源的细胞外囊泡 (TEV) 会导致全身免疫抑制,并可能对抗 PD-L1 抗体 (αPD-L1) 阻断产生耐药性。然而,PD-L1 + TEVs 是否以及如何介导 αPD-L1 治疗抗性尚不清楚。在这里,我们表明 PD-L1 + TEVs 基本上诱骗了 αPD-L1,并且与 TEV 结合的αPD-L1 被巨噬细胞更快地清除,导致肿瘤 PD-L1 的阻断不足和随后的αPD-L1 治疗抗性。通过 Rab27a 或 Coro1a 敲除抑制 TEV 的内源性产生可逆转 αPD-L1 治疗抗性。由临床药物pexidartinib介导的增加的αPD-L1剂量或巨噬细胞耗竭消除了αPD-L1治疗抗性。而且,在αPD-L1总治疗剂量相同的治疗周期中,高剂量低频治疗比低剂量高频治疗具有更好的抗肿瘤效果,诱导更强的抗肿瘤免疫记忆,消除αPD -L1 治疗抵抗。值得注意的是,在具有人异种移植肿瘤的人源化免疫系统小鼠中,增加αPD-L1剂量以及高剂量和低频治疗均增强了αPD-L1的抗肿瘤作用。此外,增加剂量的 αPD-L1 和 αPD-1 具有相当的抗肿瘤作用,但 αPD-L1 扩增的 PD-1 + Treg 细胞较少,这是导致肿瘤过度进展的原因。总之,我们的结果揭示了TEV 介导的αPD-L1 特异性治疗耐药机制,从而为提高αPD-L1疗效提供了有希望的策略。

5.Bio-distribution and longevity of mesenchymal stromal cell derived membrane particles.

间充质基质细胞衍生的膜颗粒的生物分布和寿命。

[J Control Release] PMID: 36063958

摘要:基于囊泡的药物对治疗开发具有很大的前景,但缺乏关于给药后囊泡的生物分布和寿命的基本知识。我们从人间充质基质细胞 (MSC) 的膜中产生了囊泡,并且我们之前证明了这些所谓的膜颗粒 (MP) 介导靶细胞中的免疫调节和再生反应。在本研究中,我们检查了小鼠静脉内给药后 MP 的生物分布和寿命。虽然大多数囊泡跟踪方法基于成像技术,需要标记囊泡并且只能检测到囊泡的密集堆积,但我们使用蛋白质组学分析来检测多个器官和组织中 MP 衍生蛋白的存在。 MP 蛋白在注射后 1 小时主要存在于血浆和白细胞中,这表明 MP与整个 MSC 相比在第一次传代时不会在肺部积聚,而是保持在循环中。 24 小时后,MP 蛋白仍存在于血浆中,但在肝脏中含量最多。肝脏的 RNA 测序表明 MP 影响肝功能,特别是诱导代谢途径。这些数据提供了 MP 的生物分布和寿命的清晰视图,这很可能可以外推到其他类型的囊泡,并证明 MP 循环长达 24 小时,并且可能是靶向肝脏的工具。

6.Plant-derived extracellular vesicles as oral drug delivery carriers.

植物来源的细胞外囊泡作为口服给药载体。

[J Control Release] PMID: 36037973

摘要:口服给药是最方便和广泛使用的给药方法之一。然而,由于口服生物利用度差,许多药物难以口服给药。设计安全有效的口服给药系统是克服口服生物利用度差的基本策略之一。植物来源的细胞外囊泡 (PDEVs) 在多种植物中被发现,并且具有与哺乳动物 EVs 相似的物理和化学性质。已经证明,PDEVs可以有效地封装亲水和疏水药物,在恶劣的胃肠道环境中保持稳定,并跨越生物屏障到达靶组织。此外,PDEVs的生物活性使其能够与药物发挥协同治疗作用。此外,PDEV 的安全性和高产率表明它们具有作为口服药物载体的潜力。在这篇综述中,我们介绍了 PDEV 的生物发生、分离、表征和药物递送方法,描述了它们的稳定性、运输、递送和治疗应用。最后,讨论了 PDEV 作为药物载体的潜力和挑战。

7.Multi-omics analysis revealed the role of extracellular vesicles in hepatobiliary & pancreatic tumor.

多组学分析揭示了细胞外囊泡在肝胆胰肿瘤中的作用。

[J Control Release] PMID: 35963466

摘要:液体活检以其微创的独特优势迅速成长为研究热点,而细胞外囊泡(EVs)作为新发现的活性物质载体也有望成为诊断技术体系的重要支柱。越来越多的研究强调了细胞外囊泡在肿瘤进展中的重要贡献。可以在 EV 中检测到疾病进展过程中的分子变化。然而,细胞外囊泡的诊断应用并不普遍。结合肝胆胰肿瘤的特点,我们总结了EVs各种组学分析的最新进展。此外,我们通过多组学分析探讨了 EV 在肝胆和胰腺肿瘤早期诊断中的作用。

8.Plasmofluidic-Based Near-Field Optical Trapping of Dielectric Nano-Objects Using Gold Nanoislands Sensor Chips.

使用金纳米岛传感器芯片的介电纳米物体的基于等离子体流体的近场光学捕获。

[ACS Appl Mater Interfaces] PMID: 36240070

摘要:近场光学操纵已广泛用于引导和捕获靠近光学活性界面的纳米级物体。这种近场操作为具有大面积捕获和原位检测能力的下一代生物传感开辟了机会。在本文中,我们使用有限元方法(FEM)分析了近场光学中纳米物体(50-500 nm)的运动机制,特别是局部表面等离子体共振(LSPR)。计算了亚波长纳米粒子(<500 nm)在不同流体动力学速度场中的尺寸依赖性光学力和流体动力学力。当局部电场强度增加时,具有二维金纳米岛 (AuNI) 的 LSPR 显示出在AuNI 界面附近操纵纳米物体的能力有所提高。通过原位干涉测试50-500 nm具有常数浓度或体积分数的纳米物体的实验,证实了局部等离子体近场能够捕获小于200 nm的介电聚苯乙烯珠。通过测试生物纳米囊泡,例如外泌体(40-200 nm)和高密度和低密度脂蛋白(10-200 nm),进一步验证了等离子体流体系统。这种直接介电纳米物体操作的概念能够实现生物纳米囊泡的大规模平行捕获和动态传感,而无需分子结合系链或标记。

9.Rapid production method with increased yield of high-purity extracellular vesicles obtained using extended mitochondrial targeting domain peptide.

使用扩展的线粒体靶向域肽获得的高纯度细胞外囊泡产量增加的快速生产方法。

[J Extracell Vesicles] PMID: 36239712

摘要:细胞外囊泡 (EVs) 是参与细胞间通讯和各种生理和病理过程的纳米级膜结构。在这里,我们提出了一种使用来自 Noxa 的肽 eMTD快速(在 15分钟内)大规模生产高纯度细胞外囊泡的新方法。在经过胰蛋白酶化和随后的 eMTD刺激后,在化学成分确定的蔗糖缓冲液中用轨道摇动处理源自人间充质干细胞,导致 EV 产量显着增加(约 30 倍),纯度显着提高(约 45-折叠)。这些 EV (TS-eEV) 在 48 小时后显示出比从培养基中获得的天然 EV 更高的再生和免疫调节潜力。钙螯合剂 BAPTA-AM 和钙蛋白酶抑制剂 ALLM,而非天然 EV 生物发生抑制剂 GW4869,阻断了 eMTD诱导的 TS-eEV 产生,表明 eMTD 介导的细胞内钙水平和钙蛋白酶活性的调节密切相关。与 TS-eEV 的快速、大规模生产有关。本研究可能会在基于 EV 的药物开发和生产用于细胞治疗的干细胞衍生 EV 方面取得相当大的进展。

10.Contaminating transfection complexes can masquerade as small extracellular vesicles and impair their delivery of RNA.

污染的转染复合物可以伪装成小的细胞外囊泡并损害它们的 RNA 传递。

[J Extracell Vesicles] PMID: 36214496

摘要:最受关注的小细胞外囊泡 (sEV) 的功能之一是将 RNA 输送到靶细胞的细胞质中的能力。这些研究通常通过将 RNA 转染到产生 sEV 的细胞中来进行,以便随后纯化和研究 sEV 的 RNA 传递。转染复合物和其他递送载体在形成 sEV 的晚期内体中积累,超过 50% 的转染复合物或递送载体通过胞吐作用再次释放到细胞外空间。这增加了转染复合物可能改变 sEV 并污染 sEV 制剂的可能性。我们发现广泛使用的转染试剂包括 RNAiMax 和 INTERFERin 在晚期内体中积累。这些转染复合物具有与 sEV 相似的大小,并像 sEV 一样通过超速离心纯化。关注基于脂质的转染试剂 RNAiMax,我们发现从转染细胞制备的 sEV 含有来自转染复合物的脂质,并且转染的 siRNA 主要在具有转染复合物密度的颗粒中,而不是 sEV。这表明转染复合物,例如基于脂质的 RNAiMax,可能经常污染 sEV 制剂,并且可以解释一些 sEV 介导的核酸递送的报道。细胞转染还损害了 sEV 传递稳定表达的 siRNA 的能力,这表明细胞转染可能会改变 sEV 并阻止研究其将 RNA 传递到靶细胞的内源性能力。

11.Transfection reagent artefact likely accounts for some reports of extracellular vesicle function.

转染试剂人工制品可能解释了一些关于细胞外囊泡功能的报告。

[J Extracell Vesicles] PMID: 36214493

摘要:细胞外囊泡 (EV) 是细胞通讯和生理学的重要介质。 EVs 经常通过用质粒 DNA 瞬时转染细胞以产生用感兴趣的蛋白质或核酸修饰的 EVs 进行研究。 DNA 转染试剂复合物 (DTC) 的大小与 EV 大致相同,这增加了某些纯化程序可能无法分离这两个物种的可能性,并且由携带 DTC产生的活性可能被错误地归因于 EV。我们发现差速超速离心是一种常用的 EV 分离程序,它不会将 EV 与瞬时转染细胞的细胞培养上清液中存在的 DTC 分开。我们证明 EV 导向的Cre 重组酶的生物活性是由于污染质粒 DNA 而不是 EV 介导的 Cre 蛋白递送。此外,从 EV 样本中去除质粒 DNA 的常用步骤,例如介质交换和核酸酶处理,在避免这种伪影方面无效。由于这些细胞分析中质粒 DNA 的有害性质,一些关于 EV 功能的报告可能是由污染 DTC 产生的人工制品。 EV 和DTC 可以通过密度梯度超速离心分离,突出了在使用 EV 产生细胞的瞬时转染来询问 EV 功能时验证消除 DTC 的重要性。

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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