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【2022-46期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家,第1篇文章介绍了外周血外泌体PD-L1水平与骨肉瘤患者预后相关性的研究结果;第2篇文章介绍了诱饵外泌体用于抑制阿霉素对心脏的毒性;第4篇文章报道了细胞外囊泡对胶质瘤分子特征的反映情况;第7篇文章报道了IL1β分选进入外泌体的机制;第8篇文章介绍了烟草烟雾影响内皮细胞细胞外囊泡囊泡miRNA从而诱发肺动脉高压的机制。

1.Circulating exosomal PD-L1 at initial diagnosis predicts outcome and survival of patients with osteosarcoma.

初步诊断时循环外泌体 PD-L1 可预测骨肉瘤患者的预后和生存。

[Clin Cancer Res] PMID: 36374561

摘要:由于缺乏有效的预后参数,在初步诊断时很难预测骨肉瘤 (OS) 患者的预后。我们目前正在评估初始诊断时循环血清外泌体 PD-L1(Sr-外泌体 PD-L1)水平与随访期间肿瘤学结果之间的关系。前瞻性招募了 67 名新诊断为 OS 的患者。收集空腹血并使用超速离心法进行外泌体分离。 Sr-外泌体PD-L1的评价分别采用免疫金标法和ELISA法进行。评估了初始诊断时 Sr-外泌体 PD-L1 水平与临床危险因素之间的相关性。平均随访时间为 46.7 个月。 2年和5年总生存率分别为96.9%和62.5%。 2年和5年无病生存率分别为85.0%和31.4%。结果显示,循环外泌体的高 PD-L1 负荷与肺转移、多发转移和死亡等临床病理疾病标志物之间存在显着正相关。在最后一次随访时死于疾病的患者在初始诊断时的 Sr-外泌体 PD-L1 水平高于在最后一次随访时仍然存活的患者。初始诊断时≤4.23 pg/ml Sr-外泌体 PD-L1 组患者的 DFS 低于初始诊断时 <14.23 pg/ml 组患者。初始诊断时≤5.96 pg/ml 组的患者与初始诊断时 <25.96 pg/ml 组的患者相比,OS 较差。在初步诊断时使用循环外泌体 PD-L1 的液体活检为新诊断的骨肉瘤患者提供了一种预测预后的可靠方法。

2.Decoy Exosomes Offer Protection Against Chemotherapy-Induced Toxicity.

诱饵外泌体可防止化疗引起的毒性。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 36058003

摘要:癌症患者经常面临化疗引起的严重器官毒性。其中,化疗引起的肝毒性和心脏毒性是导致癌症患者死亡的主要原因。化疗引起的心脏毒性甚至创造了一门名为“心脏肿瘤学”的新学科。因此,减轻化疗引起的毒性已成为提高癌症患者生存率和生活质量的关键问题。在这项工作中,具有“GC”丰富四面体 DNA 纳米结构(TDN) 的间充质干细胞外泌体被修饰以形成诱饵外泌体 (Exo-TDN)。 Exo-TDN 减少了 DOX 诱导的肝毒性,因为“GC”碱基对清除 DOX。此外,带有心肌病肽的 Exo-TDN (Exo-TDN-PCM) 被设计用于特异性靶向心肌细胞。注射Exo-TDN-PCM 可显着降低 DOX 诱导的心脏毒性。有趣的是,Exo-TDN-PCM 还可以促进巨噬细胞极化为 M2 型以进行组织修复。此外,这些诱饵外泌体不会影响 DOX 的抗癌作用。这种诱饵外泌体策略可作为一种有前途的疗法来减少化疗引起的毒性。

3.Digital Decoding of Single Extracellular Vesicle Phenotype Differentiates Early Malignant and Benign Lung Lesions.

单个细胞外囊泡表型的数字解码可区分早期恶性和良性肺部病变。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 36394090

摘要:准确识别肺部恶性病变是合理临床管理以降低肺癌发病率和死亡率的前提。然而,很难将肺结节分为恶性和良性病例,因为它们在计算机断层扫描和有时正电子发射断层扫描成像中显示出相似的特征,因此有必要进行侵入性组织活检。为了解决评估不确定结节的挑战,作者研究了小细胞外囊泡 (sEV) 的分子特征,通过基于液体活检的方法区分恶性和良性肺结节。为了表征恶性和良性群体之间的表型,他们开发了一种单分子分辨率数字 sEV 计数检测 (DECODE) 芯片,该芯片可以询问三种与肺癌相关的 sEV 生物标志物和一种通用 sEV 生物标志物,以创建 sEV 分子图谱. DECODE 在纳米结构柱状芯片上捕获 sEV,限制单个 sEV,并通过表面增强拉曼散射条形码分析 sEV 生物标志物的表达。作者利用 DECODE 在 33 人的队列中生成数字获取的 sEV 分子图谱,包括恶性和良性肺结节患者以及健康个体。值得注意的是,DECODE 揭示了 sEV 特异性分子谱,可以区分恶性与良性(曲线下面积,AUC = 0.85),这有望用于肺癌筛查中发现的肺结节的非侵入性表征,并需要进一步的临床验证更大的队列。

4.Extracellular vesicles as source for the identification of minimally invasive molecular signatures in glioblastoma.

细胞外囊泡作为鉴定胶质母细胞瘤微创分子特征的来源。

[Semin Cancer Biol] PMID: 36375777

摘要:细胞外囊泡 (EV) 作为癌症生物标志物来源的分析是一个新兴领域,因为低侵入性生物标志物的需求量很大。 EV 构成了大多数体液中存在的小膜囊泡的异质群体。它们由所有细胞类型释放,包括癌细胞,它们的货物由核酸、蛋白质和代谢物组成,并根据分泌细胞的生物病理状态而变化。因此,EV 被认为是可靠的癌症生物标志物的潜在来源。液体活检中的 EV 生物标志物可以成为补充当前癌症诊断医学技术的宝贵工具,因为它们的取样是微创的,并且可以随着时间的推移重复进行以监测疾病进展。在这篇综述中,我们重点介绍了用于癌症诊断、预后和治疗监测的 EV 生物标志物研究的进展。我们特别关注 EV 衍生的胶质母细胞瘤生物标志物。胶质母细胞瘤的诊断和监测仍依赖影像学技术,不足以反映胶质母细胞瘤高度异质性和侵袭性。因此,我们讨论了 EV 生物标志物的使用如何克服胶质母细胞瘤诊断和监测中面临的挑战。

5.Improving the circulation time and renal therapeutic potency of extracellular vesicles using an endogenous ligand binding strategy.

使用内源性配体结合策略改善细胞外囊泡的循环时间和肾脏治疗效力。

[J Control Release] PMID: 36375619

摘要:肾脏疾病是全球范围内严重的健康问题,迫切需要新的治疗方法。细胞外囊泡 (EV) 已成为有效的药物递送系统 (DDS),但它们的治疗潜力受到循环时间短和肾滞留不足的限制。在这里,我们报告内源性配体(白蛋白,ALB)结合是一种有效的修饰策略,可以提高基于 EV 的 DDS 对肾脏疾病的治疗效力。表面白蛋白结合肽 (ABP) 展示的 EV (ABP-EV) 是通过用 ABP-Lamp2b 融合质粒转染亲本细胞产生的。与未修饰的 EV (NC-EV) 相比,ABP-EV 在体外显示出与 ALB 的结合增加,并且在全身 (iv) 注射后循环时间和体内多器官滞留时间增加。此外,通过涉及微血管损伤和巨蛋白介导的内吞作用的复杂机制,ABP-EVs 在急性肾损伤小鼠中比 NC-EVs 具有更高的肾脏保留。因此,通过 ABP-EV 递送小分子药物(例如,姜黄素)或蛋白质(例如,肝细胞生长因子)在体外和体内具有优异的治疗(例如,抗细胞凋亡、抗氧化、抗炎)效果。这项研究强调 ABP-EV 是肾脏疾病的多功能 DDS,并提供了对用于药物输送的工程 EV 新策略的见解。

6.Advances in Extracellular Vesicle Nanotechnology for Precision Theranostics.

用于精密治疗的细胞外囊泡纳米技术的进展。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 36373730

摘要:细胞外囊泡 (EV) 越来越多地被认为是影响许多病理生理过程的重要细胞替代物,包括细胞稳态、癌症进展、神经系统疾病和传染病。这些行为使细胞外囊泡在疾病诊断和治疗的临床应用中具有广阔的应用前景。许多研究表明,EV 在用于早期疾病诊断的药物输送和循环生物标志物方面优于传统的合成载体,为现代治疗学开辟了新领域。尽管具有这些临床潜力,但含有多种细胞成分(如核酸、蛋白质和代谢物)的 EV 具有高度异质性和小尺寸。 EV 的制备、工程和分析技术的局限性对临床转化造成了技术障碍。本文旨在对 EV 领域的生物医学应用新兴技术及其临床转化中涉及的挑战进行批判性概述。讨论了当前用于隔离和识别 EV 的方法。此外,还介绍了为增强可扩展生产和改进货物装载以及肿瘤靶向而开发的工程策略。阐明了 EV 的卓越临床潜力,特别是在不同细胞来源及其在下一代诊断和治疗平台中的应用方面。

7.The Ras GTPase-activating-like protein IQGAP1 bridges Gasdermin D to the ESCRT system to promote IL-1β release via exosomes.

Ras GTPase 激活样蛋白 IQGAP1 将 Gasdermin D 桥接至 ESCRT 系统,以促进通过外泌体释放 IL-1β。

[EMBO J] PMID: 36373462

摘要:在肠上皮细胞 (IEC) 中以 Gasdermin D (GSDMD) 依赖性方式激活炎性体后,IL-1β 可以作为外泌体货物离开胞质溶胶。迄今为止,将炎性体激活与外泌体的生物发生联系起来的机制联系在很大程度上仍然难以捉摸。在这里,我们报告了 Ras GTPase 激活样蛋白 IQGAP1 作为一种衔接子发挥作用,将 GSDMD 桥接至运输 (ESCRT) 机制所需的内体分选复合物,以促进含有 pro-IL-1β 的外泌体的生物发生以响应 NLPR3炎性小体激活。我们通过无偏蛋白质组学分析将 IQGAP1 鉴定为 GSDMD 相互作用蛋白。功能研究表明 IQGAP1-GSDMD 相互作用是 LPS 和 ATP 诱导的外泌体释放所必需的。进一步分析表明,IQGAP1 充当衔接子,将 GSDMD 和相关的 IL-1β 复合物与 Tsg101(ESCRT 复合物的一个组分)连接起来,并使 GSDMD 和 IL-1β 能够包装到外泌体中。重要的是,该过程依赖于 LPS 诱导的 GTP 结合CDC42 增加,这是一种已知可激活 IQGAP1 的小GTP 酶。总之,这项研究表明 IQGAP1 是炎性体激活与GSDMD 依赖性、ESCRT 介导的 IL-1β 外泌体释放之间的联系。

8.MiR-1249 on Endothelial Extracellular Vesicles Mediates Cigarette Smoke-Induced Pulmonary Hypertension by Inhibiting HDAC10 (Histone Deacetylase 10)-NFκB (Nuclear Factor κB)-CaSR (Calcium-Sensing Receptor) Cascade.

内皮细胞外囊泡上的 MiR-1249 通过抑制 HDAC10-NFkB-CaSR级联来介导香烟烟雾引起的肺动脉高压。

[Hypertension] PMID: 36252137

摘要:内皮细胞外囊泡 (eEV) 的过度产生与肺动脉高压进展相关,但其确切机制在很大程度上仍不清楚。进行了MicroRNA 芯片和实时聚合酶链反应,以筛选和验证吸烟或不吸烟的大鼠和人类血浆 eEV 中的 microRNA 图谱。培养肺动脉平滑肌细胞以研究信号通路。在野生型和钙敏感受体敲除大鼠中评估肺动脉高压表型,以确定 microRNA 通路的病理生理学意义。 MicroR-1249 主要在暴露于吸烟的大鼠血浆的 eEV 中高表达,并在人类吸烟者血浆的 eEV 以及香烟烟雾提取物处理的肺动脉内皮细胞的 eEV 中得到证实,但在香烟烟雾提取物中没有。在培养的肺动脉平滑肌细胞中,microR-1249下调组蛋白去乙酰化酶 10 的表达,进而增强乙酰化形式的 NFkB水平及其核转位,导致钙敏感受体表达增加。在大鼠中,microR-1249 抑制剂、组蛋白去乙酰化酶 10 过表达或钙敏感受体敲除能够回复EV中microR-1249引起的相关表型。内皮细胞外囊泡中富含香烟烟雾诱导的 microR-1249 促进了肺动脉平滑肌细胞的过度增殖和抗细胞凋亡状态,通过抑制组蛋白脱乙酰酶 10-NFkB-钙敏感受体级联促进肺动脉高压的演变。

9.Exerkine fibronectin type-III domain-containing protein 5/irisin-enriched extracellular vesicles delay vascular ageing by increasing SIRT6 stability.

含有 Exerkine 纤连蛋白 III 型结构域的蛋白 5/富含鸢尾素的细胞外囊泡通过增加 SIRT6 稳定性来延缓血管老化。

[Eur Heart J] PMID: 35929617

摘要:运动可以防止心血管老化,但其机制在很大程度上仍不为人知。本研究旨在探讨含纤连蛋白 III 型结构域的蛋白 5 (FNDC5)/鸢尾素(一种运动相关激素)在血管老化中的作用。此外,还探讨了循环细胞外囊泡 (EV) 中 FNDC5/鸢尾素的存在及其生物学功能。 FNDC5/鸢尾素在自然老化、衰老和血管紧张素 II (Ang II) 处理的条件下减少。 FNDC5 的缺失缩短了小鼠的寿命。此外,FNDC5 缺乏会加重 24 个月大的自然衰老和 Ang II处理小鼠的血管僵硬、衰老、氧化应激、炎症和内皮功能障碍。相反,重组鸢尾素的处理减轻了 Ang II 诱导的小鼠和血管平滑肌细胞的血管僵硬和衰老。 FNDC5 由运动触发,而 FNDC5 敲除消除了运动诱导的针对血管僵硬和衰老的保护作用。有趣的是,在人和小鼠血液来源的 EV 中检测到 FNDC5,并且运动诱导的富含 Irisin 的 EV 在体内和体外显示出有效的抗僵硬和抗衰老作用。腺相关病毒介导的 FNDC5 拯救,特别是在 FNDC5 敲除小鼠的肌肉而非肝脏中,促进富含 FNDC5/鸢尾素的 EV 释放到循环中以响应运动,从而改善血管僵硬、衰老和炎症。从机制上讲,鸢尾素激活 DnaJb3/Hsp40 伴侣系统,以 Hsp70 依赖性方式稳定 SIRT6 蛋白。最后,在一项概念验证人体研究中,血浆鸢尾素浓度与运动时间呈正相关,但与动脉硬度呈负相关。富含 FNDC5/鸢尾素的 EV 有助于运动诱导的血管老化保护。这些发现表明,exerkine FNDC5/irisin 可能是与衰老相关的血管合并症的潜在靶标。

10.Stimulation by Exosomes from Hypoxia Preconditioned Human Umbilical Vein Endothelial Cells Facilitates Mesenchymal Stem Cells Angiogenic Function for Spinal Cord Repair.

来自缺氧预处理人脐静脉内皮细胞的外泌体的刺激促进了间充质干细胞的血管生成功能,用于脊髓修复。

[ACS Nano] PMID: 35786851

摘要:血运重建治疗是脊髓修复等组织工程疗法的关键措施。作为多能干细胞,间充质干细胞(MSCs)已被证明可以通过对微环境信号的反馈来调节病变微环境。据报道,微环境中的静脉内皮细胞促进了 MSC 的血管生成能力。随着新出现的证据证明外泌体在细胞-细胞和细胞-微环境通讯中的作用,为了应对治疗创伤性脊髓损伤的缺血并发症,该研究通过使用来源于缺氧预处理 (HPC) 人脐静脉内皮细胞 (HUVEC)。仅 15 分钟缺氧时间段的 HPC 处理有效增强了 EX 在促进 MSCs 血管生成活动中的功能。 HPC-EX 刺激的 MSCs 在 2小时内显示出显着的管形成,并且刺激的 MSCs 的体内移植在大鼠脊髓横断后引起有效的神经组织修复,这可归因于促血管生成和抗炎作用干细胞。通过使用 HPC 定制的 HUVEC 外泌体模拟MSCs,结果提出了一种有效的血管生成神经组织修复策略,用于脊髓损伤治疗,并可为基于干细胞和外泌体的治疗提供灵感。

11.Outer membrane vesicles produced by pathogenic strains of Escherichia coli block autophagic flux and exacerbate inflammasome activation.

大肠杆菌致病菌株产生的外膜囊泡阻断自噬通量并加剧炎性体激活。

[Autophagy] PMID: 35311462

摘要:大肠杆菌菌株是大多数人类肠外感染的罪魁祸首,直接导致巨大的医疗和社会成本。我们之前已经表明,由致病性大肠杆菌携带的大型毒力质粒编码的 HlyF 不是溶血素,而是导致外膜囊泡 (OMV) 过量产生的细胞质酶。在这里,我们发现这些特定的 OMV 通过损害自噬体-溶酶体融合来抑制巨自噬/自噬通量,从而防止酸性自噬溶酶体的形成和自噬体清除。此外,HlyF 相关的 OMV 更容易激活非经典炎症通路。由于自噬和炎症对宿主对感染的反应至关重要,尤其是在败血症期间,我们的研究结果揭示了 OMV 在细菌与其宿主之间的串扰中发挥了意想不到的作用,突出了这些细胞外囊泡加剧了致病特性的事实。

12.Exosomes and prostate cancer management.

外泌体和前列腺癌管理。

[Semin Cancer Biol] PMID: 34384877

摘要:外泌体(和其他细胞外囊泡)现在是癌症研究领域的一部分,既作为病理生理机制的参与者,作为癌症过程的生物标志物,又作为治疗工具。他们尚未采取的一个步骤是进入常规临床实践,前列腺癌的管理就是这种必要成熟的一个例子。与许多其他癌症相比,由于一种可能的替代方法是主动监测(既不去除也不破坏),前列腺癌的诊断不仅涉及检测癌细胞,还涉及确定其真正的侵袭性。通过测量尿液外泌体中的 TRMPRSS2:ERG 融合和 PCA3 转录本,EPI 检测似乎能够帮助做出前列腺活检决定。临床研究的结果表明,它可以减少不必要的活检比例,同时只漏掉一小部分有临床意义的癌症。在转移性前列腺癌中,第一步雄激素剥夺疗法失败后,当必须在第二代雄激素受体 (AR) 信号抑制剂和基于紫杉烷的化疗之间做出选择时,检测 AR 剪接变体 AR-V7循环肿瘤细胞 (CTC) 似乎很有希望。外泌体是否是一种更好的材料(比 CTC 更容易从血流中分离出来?)来检测 AR-V7已被一些研究提出并有待证实。最后,一些探索性研究针对或使用外泌体来治疗前列腺癌,分别抑制它们的分泌(以防止外泌体介导的生物活性致癌因子的转移),或用免疫原性癌症特异性蛋白质加载它们(以产生抗癌剂、疫苗或药物制剂)。然而,仍需要总体努力来确认这些结果,并在前列腺癌管理中推广基于外泌体的诊断、预后或治疗策略。

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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