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【2023-06期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了13篇分享给大家,第1篇文章讨论了目前细胞外囊泡和纳米粒子相关研究中存在的主要问题,值得大家关注一下;第2篇那文章介绍了使用细胞外囊泡递送RNA编辑工具的新策略;第3篇文章介绍了山药来源的细胞外囊泡样结构可以改善骨质疏松;第5篇文章介绍了细胞外囊泡调控肿瘤化疗耐受的新机制;第7篇文章介绍了细胞外囊泡用于改善药物在肿瘤内的分布;第8篇文章介绍了初诊时循环细胞外囊泡PD-L1水平对预测骨肉瘤患者的预后和生存期的指导意义;第12/13篇文章是质谱分析团体关于谱分析细胞外囊泡成分的指南。

1.Extracellular vesicles and nanoparticles: emerging complexities.

细胞外囊泡和纳米粒子:新出现的复杂性。

[Trends Cell Biol] PMID: 36737375

摘要:细胞外囊泡 (EV) 和纳米颗粒 (NP) 的研究正在迅速扩展,因为最近的发现揭示了比几年前人们所认识到的复杂性和多样性要大得多。最近描述了新型 EV 和 NP。以前被认为包装在外泌体中的蛋白质和核酸似乎在不同类型的 EV 和最近发现的两种无膜 NP、外泌体和超聚体中更为丰富。因此,我们对 EV 和 NP 的释放促进的细胞生物学和细胞间通讯的理解处于不断变化的状态。在这篇综述中,我们描述了不同类型的 EV 和 NP,重点介绍了最近的进展,并提出了主要的悬而未决的问题。

2.Engineered Extracellular Vesicle-Delivered CRISPR/CasRx as a Novel RNA Editing Tool.

工程细胞外囊泡递送 CRISPR/CasRx 作为新型 RNA 编辑工具。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 36727818

摘要:工程化细胞外囊泡 (EV) 被认为是各种治疗剂(包括核酸、蛋白质、药物和纳米材料)的优秀运载工具。最近,几项研究表明,由 EV 递送的CRISPR/Cas9可实现高效的 DNA 编辑。然而,EV 提供的RNA 编辑工具仍然不可用。在这里,开发了一种信号肽优化和 EV 递送的向导 RNA (gRNA) 和 CRISPR/CasRx (Cas13d) 系统,能够在执行其功能后通过快速分解代谢快速抑制目标基因的表达。具有 CRISPR/CasRx 和靶向关键细胞因子的串联 gRNA 的 EV 被进一步包装,其水平在急性炎症性疾病过程中显着增加,并且发现这些工程化 EV 在体外抑制巨噬细胞活化。更重要的是,该系统在急性期减轻了脂多糖(LPS)引发的急性肺损伤和败血症,减轻了器官损伤并改善了体内预后。总之,为短效RNA编辑提供了一种有效的工具,它可以成为治疗急性疾病的强大治疗平台。

3.Yam-derived exosome-like nanovesicles stimulate osteoblast formation and prevent osteoporosis in mice.

源自山药的外泌体样纳米囊泡可刺激成骨细胞形成并预防小鼠骨质疏松症。

[J Control Release] PMID: 36736431

摘要:植物释放类外泌体纳米囊泡 (PEN) 包含 miRNA、生物活性脂质、mRNA 和蛋白质,以发挥抗氧化、抗炎和再生活性。据报道,从山药中提取的物质可促进骨骼再生中的成骨细胞生长,从而防止骨质疏松症中的骨骼变弱和变脆。在此,我们描述了源自山药的外泌体样纳米囊泡 (YNV) 对促进成骨细胞分化和矿化以促进去卵巢 (OVX) 诱导的骨质疏松小鼠骨再生的有益作用。YNVs 被成功分离和表征。 YNVs 刺激成骨细胞的增殖、分化和矿化,增加骨分化标志物(OPN、ALP 和 COLI)。有趣的是,YNV 不含已知主要发挥山药成骨活性的皂苷,包括薯蓣皂苷元和薯蓣皂苷。相反,YNV 的成骨活性被发现是由 BMP-2/p-p38 依赖性 Runx2 通路的激活引起的。因此,YNVs 在体内促进 OVX 诱导的骨质疏松小鼠胫骨的纵向骨生长和矿物质密度,这些结果与成骨细胞相关参数的显着增加呈正相关。此外,口服的 YNVs 通过胃肠道转运并通过小肠吸收,通过组织学分析和肝/肾毒性试验确定了其出色的全身生物安全性。总之,YNVs 可以作为治疗骨质疏松症的安全且口服有效的药物。

4.Tumor Cell Derived Lnc-FSD2-31:1 Contributes to Cancer-Associated Fibroblasts Activation in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma Progression through Extracellular Vesicles Cargo MiR-4736.

肿瘤细胞衍生的 Lnc-FSD2-31:1 通过细胞外囊泡货物 MiR-4736 促进胰腺导管腺癌进展中癌症相关的成纤维细胞激活。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 36727832

摘要:胰腺导管腺癌 (PDAC) 具有高死亡率和短总生存期。癌症相关成纤维细胞 (CAF) 在 PDAC 中充当癌细胞的避难所。需要探索 CAF 和癌细胞之间的细胞内通讯机制。长链非编码 RNA (lncRNA) 参与 PDAC 的肿瘤发生和肿瘤进展的调节;然而,具体的lncRNA及其在肿瘤微环境中的作用机制尚未明确。这项工作旨在鉴定参与 PDAC 中癌细胞和 CAF 之间细胞相互作用的新型 lncRNA。为此,筛选了长期和短期生存 PDAC 患者之间差异表达的 lncRNA。发现 Lnc-FSD2-31:1 在长期存活患者中显着增加。然后,这项工作发现肿瘤来源的lnc-FSD2-31:1 在体外和体内通过细胞外囊泡 (EV) 转运的 miR-4736 抑制 CAF 激活。从机制上讲,EV 衍生的 miR-4736 抑制自噬并通过靶向 ATG7 促进 CAF 激活。此外,阻断 miR-4736 可抑制 PDAC 基因工程 KPC(LSL-KrasG12D/+、LSL-Trp53R172H/+和 Pdx-1-Cre)小鼠模型中的肿瘤生长。这项研究表明,瘤内 lnc-FSD2-31:1 调节 CAF 中的自噬,导致它们通过 EV 衍生的 miR-4736 激活。靶向 miR-4736 可能是 PDAC 的潜在生物标志物和治疗靶点。

5.Deubiquitylation of Rab35 by USP32 promotes the transmission of imatinib resistance by enhancing exosome secretion in gastrointestinal stromal tumours.

USP32 对 Rab35去泛素化,从而通过增强胃肠道间质瘤的外泌体分泌来促进伊马替尼耐药性的传递。

[Oncogene] PMID: 36725886

摘要:伊马替尼是一种酪氨酸激酶抑制剂,广泛用于对抗胃肠道间质瘤(GIST)。然而,对伊马替尼的继发性耐药是 GIST 治疗中的一个重要挑战。最近的研究表明,癌症衍生的纳米外泌体在细胞间通讯中起着关键作用,但外泌体在伊马替尼耐药 GIST 中的作用知之甚少。在这里,我们揭示了从伊马替尼耐药 GIST 释放的外泌体将耐药性传递给伊马替尼敏感肿瘤。通过使用 iTRAQ 技术,我们证明 Ras 相关蛋白 Rab-35 (Rab35) 在伊马替尼耐药 GIST 中差异上调。Rab35 的缺失会减少外泌体分泌,从而阻碍伊马替尼耐药性向敏感肿瘤的传递。从机制上讲,我们发现泛素的旋转酶体系统参与了 Rab35 表达的升高,并且泛素特异性蛋白酶 32 (USP32)(一种去泛素化酶)与 Rab35 结合。进一步的实验表明,这种蛋白酶通过减少 Lys48 (K48)-泛素化来保护 Rab35 免受蛋白酶体降解。此外,我们发现转录因子 ETV1 是 GIST 中的一种谱系存活因子,可促进 USP32 的表达。总的来说,我们的结果表明外泌体在 GIST 中传递伊马替尼耐药性,并且去泛素化在调节传递过程中起着关键作用。USP32-Rab35 轴提供了一个潜在的干预目标,以减少 GIST 中伊马替尼耐药性的发生。

6.Dendritic cell derived exosomes loaded neoantigens for personalized cancer immunotherapies.

树突状细胞衍生的外泌体装载新抗原,用于个性化癌症免疫疗法。

[J Control Release] PMID: 36470333

摘要:尽管癌症疫苗潜力巨大,但其在临床试验中的疗效有限,迫切需要改进方法。在这里,我们设计了一个纳米疫苗平台,其中包含树突状细胞衍生的外泌体载体和用于个体化免疫疗法的患者特异性新抗原。纳米疫苗表现出方便的货物装载和促进货物运输到淋巴结,随后引发有效的抗原特异性广谱 T 细胞和 B 细胞介导的免疫反应,具有良好的生物安全性和生物相容性。引人注目的是,在治疗性、预防性和转移性 B16F10 黑色素瘤以及治疗性 MC-38 模型中,新抗原-外泌体纳米疫苗的递送显着抑制了肿瘤生长,延长了生存期,延迟了具有长期记忆的肿瘤发生,消除了肺转移。此外,由于外泌体蛋白的存在,基于外泌体的纳米疫苗显示出优于脂质体制剂的协同抗肿瘤反应。总的来说,我们的研究表明了无细胞疫苗的改进策略,并提出了基于外泌体的纳米平台用于癌症免疫治疗和个性化纳米技术。这些发现代表了一种快速生成用于临床应用的个体化纳米疫苗的强大途径。

7.Bioinspired nanovehicle of furoxans-oxaliplatin improves tumoral distribution for chemo-radiotherapy.

呋喃-奥沙利铂的仿生纳米载体改善了放化疗药物的肿瘤分布。

[J Control Release] PMID: 36470332

摘要:治疗药物在肿瘤中的时空分布仍然是放射介导治疗的一个重要挑战。在此,我们合理设计了一种受巨噬细胞微泡启发的一氧化氮供体-奥沙利铂 (FO) 偶联物(M-PFO) 纳米载体,旨在促进化疗-放疗的瘤内渗透和分布曲线。FO 在细胞内酸性环境中响应性地从 M-PFO 中释放出来,然后以程序化的方式被谷胱甘肽 (GSH) 激活为活性奥沙利铂和 NO 分子。M-PFO 在肿瘤组织中表现出显着的积累、渗透和癌细胞可及性。放疗时大量产生反应性过氧亚硝酸盐(ONOO - ),可扩散到距肿瘤血管400μm以上的区域,并在放疗24小时后可检测到,从而在改善肿瘤时空分布方面表现出优越的功效。此外,M-PFO 介导的化放疗对肿瘤生长产生显着抑制作用,HT-29 肿瘤模型的抑制率为 89.45%,CT-26 肿瘤模型的抑制率为 92.69%。因此,这种仿生设计为改善肿瘤内时空分布以协同放化疗提供了一个令人鼓舞的平台。

8.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期。

[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患者的预后。我们评估了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 名新诊断的骨肉瘤患者。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。两年和五年总生存率 (OS) 分别为 96.9% 和 62.5%。两年和五年无病生存率(DFS)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。在末次随访时死于疾病的患者在初始诊断时的 Sr-外泌体 PD-L1 水平高于末次随访时仍然存活的患者。初始诊断时>14.23 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>25.96 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。

9.Prostate cancer extracellular vesicle digital scoring assay - a rapid noninvasive approach for quantification of disease-relevant mRNAs.

前列腺癌细胞外囊泡数字评分测定 - 一种快速无创的疾病相关 mRNA 定量方法。

[Nano Today] PMID: 36711067

摘要:优化前列腺癌 (PCa) 的结果需要精确描述疾病状态。这项工作旨在开发用于检测转移和监测 PCa 进展的 PCa 细胞外囊泡 (EV) 数字评分分析 (DSA)。PCa EV DSA 由EV 纯化装置(即 EV Click Chip)和逆转录液滴数字 PCR 组成,可量化纯化的 PCa 衍生 EV 中的 11 种 PCa 相关 mRNA。使用加权 Z 评分方法基于11 个基因组的表达计算每个血浆样本的 Met 评分。在优化条件下,EV Click 芯片优于超速离心或沉淀法从人工血浆样品中纯化 PCa 衍生的 EV。使用 PCa EV DSA,Met评分区分转移性 (n = 20) 和局限性 PCa (n = 20),特征曲线下的面积为 0.88 (95% CI:0.78-0.98)。此外,对三名 PCa 患者的纵向分析显示,即使疾病无法通过影像学检测,Met 评分的动态反映了临床行为。总体而言,开发了一种敏感的 PCa EV DSA 来识别转移性 PCa 并无创地揭示动态疾病状态。这种测定可以补充当前的成像工具和基于血液的测试,以便及时检测转移进展,从而改善对 PCa 患者的护理。

10.Faeces-derived extracellular vesicles participate in the onset of barrier dysfunction leading to liver diseases.

粪便来源的细胞外囊泡参与导致肝病的屏障功能障碍的发生。

[J Extracell Vesicles] PMID: 36708245

摘要:来自粪便的细胞外囊泡 (EV) (fEV) 和小循环 EV (cEV) 在非酒精性脂肪病 (NAFLD) 和非酒精性脂肪性肝炎 (NASH) 等肝脏疾病中的作用尚未得到证实。分离并表征了健康供体、NAFLD 和 NASH 患者的 fEV和 cEV。在肠道、内皮细胞、枯否细胞和星状细胞中评估了 EV的作用。在体内使用非肌肉肌球蛋白轻链激酶 (nmMLCK) 缺陷小鼠。通过 16s rDNA 基因测序分析 fEV 的细菌来源。fEV 和小型 cEV 由原核和真核起源组成。只有 NASH-fEV 会产生有害影响。NASH-fEVs 增加了肠道通透性并减少了 nmMLCK 抑制所阻止的紧密连接蛋白的表达,增加了内皮细胞通透性和需要 TLR4/脂多糖途径的炎性细胞因子和趋化因子。NASH-fEVs 和 NASH-cEVs 激活肝星状细胞的促纤维化和促炎蛋白。用 NASH-fEVs 治疗可引起野生型小鼠肠道通透性增加,但 nmMLCK 缺陷小鼠则不会。NAFLD 和 NASH 患者的fEV 细菌来源不同,16 个扩增子序列变异的丰度不同。我们证明 fEVs 积极参与导致肝损伤的屏障功能障碍,强调了 fEVs 携带的 nmMLCK 和脂多糖的作用。

11.Mesenchymal stromal cells ameliorate diabetes-induced muscle atrophy through exosomes by enhancing AMPK/ULK1-mediated autophagy.

间充质基质细胞通过外泌体增强 AMPK/ULK1 介导的自噬来改善糖尿病引起的肌肉萎缩。

[J Cachexia Sarcopenia Muscle] PMID: 36708027

摘要:糖尿病和肥胖与肌肉萎缩有关,肌肉萎缩会降低生活质量并且缺乏有效治疗。基于间充质基质细胞 (MSC) 的疗法可以改善小鼠的高脂饮食 (HFD) 和制动 (IM) 诱导的肌肉萎缩。然而,MSCs对2型糖尿病(T2DM)肌肉萎缩的影响及其潜在机制尚不清楚。在这里,我们评估了人脐带间充质干细胞 (hucMSCs) 和 hucMSC 衍生的外泌体 (MSC-EXO) 对糖尿病和肥胖引起的肌肉萎缩的疗效并探索了分子机制。糖尿病db/db 小鼠、高脂饮食 (HFD) 小鼠、后肢固定(IM) 小鼠和 C2C12 肌管细胞被用于探索hucMSCs 或 MSC-EXO 在减轻肌肉萎缩方面的作用。握力测试和跑步机跑步用于测量骨骼肌力量和性能。身体成分、肌肉重量和肌肉纤维横截面积 (CSA) 用于评估肌肉质量。对胫前肌 (TA) 肌进行 RNA-seq 分析,对肌肉萎缩信号(包括 MuRF1 和 Atrogin 1)进行蛋白质印迹分析,以研究其潜在机制。hucMSCs增加了握力,跑步耐力和肌肉质量,升高肌肉 CSA纤维并减少 Atrogin1和MuRF1 表达。MSC-EXO 复制了所有这些hucMSC 介导的变化。RNA-seq 显示hucMSCs 激活 AMPK/ULK1 信号并增强自噬。敲低AMPK 或用 3-甲基腺嘌呤 (3-MA) 抑制自噬会降低 hucMSC 或 MSC-EXO 的有益抗萎缩作用。我们的研究结果表明,人脐带间充质基质细胞通过外泌体增强 AMPK/ULK1 介导的自噬来减轻糖尿病和肥胖引起的肌肉萎缩,这对应用hucMSCs 或 hucMSC 衍生的外泌体治疗肌肉萎缩具有重要意义。

12.A guide to mass spectrometric analysis of extracellular vesicle proteins for biomarker discovery.

用于生物标志物发现的细胞外囊泡蛋白质谱分析指南。

[Mass Spectrom Rev] PMID: 34747512

摘要:活生物体中的外泌体(小细胞外囊泡)在细胞增殖或细胞间通讯等过程中起着重要作用。最近,外泌体已被广泛研究用于各种疾病的生物标志物发现。外泌体分析的一个重要方面涉及开发用于成功分离外泌体的富集方法。这些方法包括超速离心、尺寸排阻层析、基于聚乙二醇的沉淀、基于免疫亲和的富集、超滤和不对称流场-流动分馏等。为了确认外泌体的存在,已经使用了各种表征方法,例如蛋白质印迹分析、原子力显微镜、电子显微镜、光学方法、zeta 电位、目视检查和质谱法。高分辨率分离、高性能质谱和综合蛋白质组数据库的最新进展都有助于成功分析患者样本中的外泌体。在此,我们回顾了各种外泌体富集方法、表征方法,以及使用基于质谱的方法进行生物标志物发现的外泌体研究的最新趋势。

13.Enriching extracellular vesicles for mass spectrometry.

富集细胞外囊泡用于质谱分析。

[Mass Spectrom Rev] PMID: 34632607

摘要:来自血浆、其他体液和细胞培养基的细胞外囊泡在寻找生物标志物方面具有广阔的前景。特别是外泌体,是在内吞途径中产生后分泌的直径为 30-150 米的囊泡类型,被认为是信号分子的载体,因此可以保存有关健康和健康的宝贵信息。释放它们的细胞的活动状态。外泌体的囊泡性质是所有用于将它们与血浆和其他液体中高丰度蛋白质分离的方法的核心。囊泡的富集对于基于质谱的分析至关重要,因为它们仅代表所有血浆蛋白的一小部分。从超速离心到使用疏水性填料的色谱分离的外泌体分离技术的进展表明,有效富集是可能的,并且外泌体富集的高通量方法是可以实现的。

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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