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【2023-10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篇文章介绍了在细胞外囊泡中敲除特定miRNA可以增强细胞外囊泡对心肌梗塞组织修复的能力;第2篇文章介绍了细胞外囊泡携带的Tspan6调控B细胞的趋化潜力;第3篇文章揭示了肥胖人士脂肪来源细胞外囊泡的脂质特征;第7篇文章介绍了通过工程化操作修改细胞外囊泡内容物和表面结合蛋白等用于肿瘤原位重编程巨噬细胞。

​1.Knockdown of deleterious miRNA in progenitor cell-derived small extracellular vesicles enhances tissue repair in myocardial infarction.

 

  • 在祖细胞衍生的小细胞外囊泡中敲除有害 miRNA 可增强心肌梗塞的组织修复。
  • [Sci Adv] PMID: 36867699

 

摘要:小细胞外囊泡 (sEV) 通过递送分子货物和介导细胞信号传导在心脏细胞治疗中发挥关键作用。在 sEV 货物分子类型中,microRNA (miRNA) 特别有效且高度异质。然而,并非 sEV 中的所有 miRNA 都是有益的。之前两项使用计算模型的研究发现 miR-192-5p 和 miR-432-5p 可能对心脏功能和修复有害。在这里,我们表明在心脏 c-kit + 细胞 (CPC) 衍生的 sEV 中敲低 miR-192-5p 和 miR-432-5p 可增强 sEV 在体外和大鼠体内心肌缺血再灌注模型中的治疗能力. miR-192-5p 和 miR-432-5p 耗尽的 CPC-sEV 通过减少纤维化和坏死性炎症反应来增强心脏功能。miR-192-5p 耗尽的 CPC-sEVs 也增强了间充质基质细胞样细胞的动员。从 sEV 中敲除有害的 miRNA 可能是治疗慢性心肌梗死的一种有前途的治疗策略。
2.Tspan6 stimulates the chemoattractive potential of breast cancer cells for B cells in an EV- and LXR-dependent manner.Tspan6 以 EV 和 LXR 依赖性方式刺激乳腺癌细胞对 B 细胞的趋化潜力。[Cell Rep] PMID: 36867531摘要:乳腺癌 (BCa) 中的免疫微环境由各种细胞类型之间复杂的通信网络控制。在这里,我们发现 B 淋巴细胞向 BCa 组织的募集是通过与癌细胞衍生的细胞外囊泡 (CCD-EV) 相关的机制控制的。基因表达谱分析将肝 X 受体 (LXR) 依赖性转录网络确定为控制 CCD-EV 诱导的 B 细胞迁移和 B 细胞在 BCa 组织中积累的关键途径。 CCD-EV 中 LXR(即 25-羟基胆固醇和 27-羟基胆固醇)的氧甾醇配体积累增加受四跨膜蛋白 6 (Tspan6) 调节。 Tspan6 以 EV 和 LXR 依赖性方式刺激 BCa 细胞对 B 细胞的趋化潜力。这些结果表明四跨膜蛋白通过 CCD-EV 控制氧甾醇的细胞间运输。此外,CCD-EV 的氧化甾醇成分和 LXR 信号轴的四跨膜蛋白依赖性变化在肿瘤免疫微环境的特定变化中起着关键作用。3.Lipidomic analysis of adipose-derived extracellular vesicles reveals specific EV lipid sorting informative of the obesity metabolic state.脂肪来源的细胞外囊泡的脂质组学分析揭示了肥胖代谢状态的特定 EV 脂质分类信息。[Cell Rep] PMID: 36862553摘要:脂肪细胞外囊泡 (AdEVs) 运输可能参与肥胖相关代谢功能障碍发展的脂质。本研究旨在通过靶向 LC-MS/MS 方法在健康或肥胖背景下定义小鼠 AdEV 脂质特征。通过主成分分析对 AdEV 和内脏脂肪组织 (VAT) 脂质组进行不同的聚类揭示了与分泌型 VAT 相比特定的 AdEV 脂质分类。与来源 VAT 相比,综合分析确定 AdEV 中神经酰胺、鞘磷脂和磷脂酰甘油种类的富集,其脂质含量与肥胖状况密切相关并受饮食影响。肥胖还会影响 AdEV 脂质组,反映出血浆和 VAT 中的脂质变化。总体而言,我们的研究确定了血浆、VAT 和 AdEV 的特定脂质特征,这些特征可以提供代谢状态信息。在肥胖背景下富含 AdEV 的脂质种类可能构成肥胖相关代谢功能障碍的候选生物标志物或介质。
4.Proteomic analysis of MSC-derived apoptotic vesicles identifies Fas inheritance to ameliorate haemophilia a via activating platelet functions. MSC 衍生的凋亡小泡的蛋白质组学分析确定 Fas 遗传通过激活血小板功能改善血友病。[J Extracell Vesicles] PMID: 36856683摘要:凋亡小泡 (apoVs) 是凋亡细胞衍生的纳米级小泡,在多种病理生理学环境中起着至关重要的作用。然而,它们的详细特征、特定表面标记和生物学特性尚未完全阐明。在这项研究中,我们比较了来自三种不同类型 MSC 的间充质干细胞 (MSC) 衍生的 apoV 和外泌体,包括人骨髓 MSC (hBMSC)、人脂肪 MSC (hASC) 和小鼠骨髓 MSC (mBMSC)。我们建立了 MSC 衍生的 apoV 的独特蛋白质图谱,并确定了 apoV 和外泌体在功能性蛋白质货物和表面标记方面的差异。此外,我们鉴定了 13 种与外泌体相比特别富集于apoV 的蛋白质,这些蛋白质可用作 apoV 特异性生物标志物。此外,我们发现 apoVs 遗传了 Fas 等凋亡印记,通过与血小板的 FasL 结合激活血小板功能,从而改善凝血因子 VIII 敲除小鼠的血友病 A,从而挽救凝血障碍。总之,我们系统地表征了 MSC 衍生的 apoV,并通过以前未知的 Fas/FasL 连锁机制确定了它们在血友病 A 治疗中的治疗作用。
5.Circulating MiRNA-21-enriched extracellular vesicles promote bone remodeling in traumatic brain injury patients.循环中富含 MiRNA-21 的细胞外囊泡促进创伤性脑损伤患者的骨重塑。[Exp Mol Med] PMID: 36869070摘要:骨折合并创伤性脑损伤(TBI)是临床上最常见和最严重的复合创伤类型之一,其特点是损伤器官细胞通讯功能障碍。我们之前的研究发现 TBI 能够以旁分泌的方式促进骨折愈合。外泌体 (Exos) 作为细胞外小囊泡,是非细胞治疗的重要旁分泌载体。然而,来自 TBI 患者的循环 Exos (TBI-Exos) 是否调节骨折的促愈合作用仍不清楚。因此,本研究旨在探讨 TBI-Exos 对骨折愈合的生物学效应,并揭示潜在的分子机制。通过超速离心分离TBI-Exos,并通过 qRT-CR 分析鉴定富集的miR-21-5'。通过一系列体外试验确定了 TBI-Exos 对成骨细胞分化和骨重塑的有益作用。进行了生物信息学分析,以确定 TBI-Exos 对成骨细胞的调节作用的潜在下游机制。此外,还评估了 TBI-Exos的潜在信号通路在介导成骨细胞活性中的作用。随后,建立了小鼠骨折模型,并在体内展示了 TBI-Exos 对骨骼建模的影响。TBI-Exos 可以被成骨细胞内化,在体外,SMAD7 的抑制促进成骨分化,而 TBI-Exos 中 miR-21-5' 的敲低强烈抑制这种骨有益作用。同样,我们的结果证实,TBI-Exos 的预注射导致骨形成增强,而外泌体 miR-21-5' 的敲
6.Extracellular vesicle-based therapeutics: Extracellular vesicles as therapeutic targets and agents.基于细胞外囊泡的治疗:细胞外囊泡作为治疗靶点和药物。[Pharmacol Ther] PMID: 36702209摘要:细胞外囊泡 (EV) 是由脂质双层组成的细胞衍生膜囊泡。EV 包含生物分子,例如核酸、脂质和蛋白质。当这些分子被转移到接收 EV 的细胞时,EV 充当细胞间通讯工具。EV 介导的细胞间通讯涉及多种疾病,如癌症和神经退行性疾病,以及生物事件,如免疫反应和炎症。因此,EV 被认为可用作各种疾病的治疗靶点。然而,尚未报道利用其治疗特性的基于 EV 的药物输送系统 (DDS)。EV的生物活性来源于其内源性成分;因此,它们可以直接用作药物。在这篇综述中,简要总结了 EV 的基本方面,例如它们的类型、分离方法和体内行为。此外,已经在癌症和神经退行性疾病中讨论了使用靶向 EV 的疗法的潜力。列出了使用 EV(包括 DDS)的各种疗法,并讨论了它们的相关优势和挑战。
7.In Situ Reprogramming of Tumor-Associated Macrophages with Internally and Externally Engineered Exosomes.使用内部和外部工程化外泌体对肿瘤相关巨噬细胞进行原位重编程。[Angew Chem Int Ed Engl] PMID: 36658634摘要:肿瘤相关巨噬细胞 (TAM) 的重编程已成为免疫治疗的有效策略。然而,大多数方法无法进行 TAM 的原位重编程,因为它们效率低、非特异性或潜在的副作用。在此,我们生产的外泌体具有内部工程化的成簇规则间隔短回文重复序列干扰 (CRISPRi) 和外部工程化到外泌体膜上的 TAM 特异性肽。内部和外部工程化的外泌体(IEEE,也称为 I3E)允许选择性归巢至肿瘤组织并靶向 M2 样 TAM,几乎完全抑制PI-3 激酶γ(PI3Kγ)的表达,并诱导 TAM在体外和体内都极化为 M1。极化的M1巨噬细胞唤醒了肿瘤的“热”免疫,导致T淋巴细胞浸润增加,髓源性抑制细胞减少,显着抑制肿瘤生长。I3E 精确高效地原位重新编程 TAM。
8.Mitochondria-containing extracellular vesicles (EV) reduce mouse brain infarct sizes and EV/HSP27 protect ischemic brain endothelial cultures.含有线粒体的细胞外囊泡 (EV) 可减少小鼠脑梗死面积,EV/HSP27 可保护缺血性脑内皮培养物。[J Control Release] PMID: 36642252摘要:缺血性中风导致脑内皮细胞 (BEC) 死亡并破坏血脑屏障(BBB) 的紧密连接完整性。我们利用 BEC 衍生的细胞外囊泡 (EV) 的先天线粒体负荷,并利用 EV/外源性 27 kDa 热休克蛋白 (HSP27) 的混合物作为策略来增加 BEC 存活率(通过 EV 线粒体)并保持其紧密结完整性(通过 HSP27 效应)。我们证明了中型到大型 (m/lEV) 而不是小型 EV (sEV) 转移了它们的线粒体负荷,随后与受体原代人类 BEC 的线粒体网络共定位。用 m/lEV 处理的受体 BEC 显示相对 ATP 水平和线粒体功能增加。为了确定 m/lEV 介导的受体 BEC ATP 水平的增加是否与 m/lEV 线粒体相关,我们从用寡霉素 A(OGM,线粒体电子传递复合物 V 抑制剂)预处理的供体 BEC 中分离出 m/lEV,称为作为OGM-m/lEV。与未处理的 OGD 细胞相比,用原始m/lEV 处理的 BEC 显示 ATP 水平显着增加,OGM-m/lEV 处理的 BEC 显示ATP 水平损失表明 m/lEV 介导的 ATP 水平增加可能是他们先天线粒体负荷的功能。相反,sEV 介导的 ATP 增加不受供体BEC 中线粒体功能抑制的影响。在缺血性中风的小鼠大脑中动脉闭塞模型中,使用 m/lEVs 显示脑梗死面积减少。我们配制了人类重组 HSP27 蛋白与 EV 的二元混合物:EV/HSP27 以及 HSP27 和EV 与阳离子聚合物聚乙二醇-b-聚二乙基三胺的三元混合物:(PEG-DET/HSP27)/EV。(PEG-DET/HSP27)/EV 和 EV/HSP27 混合物降低了氧葡萄糖剥夺的原代人 BEC 中小分子质量荧光示踪剂和大分子质量荧光示踪剂的细胞旁通透性。这种增加 BEC 代谢功能和紧密连接完整性的方法可能是 BBB 保护和预防缺血性中风后长期神经功能障碍的有前途的策略。
9.m6 A Reader YTHDF1-Targeting Engineered Small Extracellular Vesicles for Gastric Cancer Therapy via Epigenetic and Immune Regulation. m6A阅读器 YTHDF1-通过表观遗传和免疫调节靶向工程化小细胞外囊泡治疗胃癌。[Adv Mater] PMID: 36484103摘要:6 -甲基腺苷 (m 6 A) 调节剂决定 m 6 A 修饰转录物的命运并驱动癌症发展。靶向 m6A 调节剂的 RNA 干扰有望成为一种新兴的癌症疗法,但由于其肿瘤靶向性差和系统毒性高而具有挑战性。这里开发了具有高 CD47 表达和环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸 (c(RGDyC)) 修饰的工程化小细胞外囊泡 (sEV),用于有效递送针对 m6A阅读器 YTH N6-甲基腺苷RNA 结合蛋白 1 ( YTHDF1) 通过表观遗传和免疫调节治疗胃癌。该纳米系统通过以 m6A 依赖性方式阻碍 frizzled7 翻译和失活 Wnt/β-连环蛋白通路,有效地耗尽YTHDF1 表达并抑制胃癌进展和转移。YTHDF1 的缺失介导干扰素 (IFN)-γ 受体 1 的过度表达并增强 IFN-γ 反应,促进主要组织相容性复合物 I 类在肿瘤细胞上的表达,以实现免疫原性肿瘤细胞的自我呈递,从而刺激强烈的细胞毒性 T 淋巴细胞反应.工程化 sEV 上的 CD47 表达可以与信号调节蛋白α竞争性结合,以增强肿瘤相关巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用。这种多功能的纳米平台提供了一种有效且低毒的策略来抑制表观遗传调节剂,并在促进免疫治疗方面具有巨大潜力。
10.PTEN Deficiency Facilitates Exosome Secretion and Metastasis in Cholangiocarcinoma by Impairing TFEB-mediated Lysosome Biogenesis. PTEN 缺陷通过损害 TFEB 介导的溶酶体生物发生促进胆管癌的外泌体分泌和转移。[Gastroenterology] PMID: 36436593摘要:在真核生物中,泛素-蛋白酶体系统和自噬-溶酶体途径对于维持细胞蛋白稳态至关重要,并与癌症进展相关。我们之前的研究表明,磷酸酶和张力蛋白同系物 (PTEN) 是人类癌症中最常见的突变基因之一,它限制了蛋白酶体的丰度,并决定了胆管癌(CCA) 中蛋白酶体抑制剂的化学敏感性。然而,PTEN 是否调节溶酶体通路仍不清楚。我们在 CCA 细胞系中使用功能丧失和功能获得策略测试了 PTEN 对溶酶体生物发生和外泌体分泌的影响。使用体外去磷酸化测定,我们探索了 PTEN 与溶酶体生物发生的关键调节因子转录因子 EB (TFEB) 之间的调节机制。使用迁移试验、侵袭试验和经脾肝转移小鼠模型,我们评估了 PTEN 缺陷、TFEB 介导的溶酶体生物发生和外泌体分泌对肿瘤转移的作用。此外,我们通过回顾性分析研究了 PTEN 表达和外泌体分泌的临床意义。PTEN 通过其蛋白磷酸酶活性使 TFEB 在 Ser211 位点去磷酸化,从而促进溶酶体生物发生和酸化。值得注意的是,PTEN 缺乏通过减少溶酶体介导的多泡体降解来增加外泌体分泌,这进一步促进了 CCA 的增殖和侵袭。TFEB 激动剂姜黄素类似物 C1 抑制了小鼠模型中 PTEN 缺陷引起的转移表型,我们强调了临床队列中 PTEN 缺陷与外泌体分泌之间的相关性。在 CCA 中,PTEN 缺乏会损害溶酶体生物发生,从而以 TFEB 磷酸化依赖性方式促进外泌体分泌和癌症转移。
11.Targeting NR1H/liver X receptor with dendrogenin A differentiates tumor cells to activate a new secretory pathway releasing immunogenic anti-tumor vesicles enriched in LC3-II-associated exosomes.用树激素 A 靶向 NR1H/肝 X 受体可分化肿瘤细胞以激活新的分泌途径,释放富含 LC3-II 相关外泌体的免疫原性抗肿瘤囊泡。[Autophagy] PMID: 36063487摘要:正常细胞分泌小细胞外囊泡 (sEV),其中包含外泌体和/或胞外体,它们在监测组织完整性和免疫反应方面发挥有益作用,而癌细胞则组成型分泌 sEV,有助于抑制免疫防御并促进肿瘤进展和侵袭性.因此,人们对将肿瘤 sEV 功能重新编程为正常功能非常感兴趣。我们假设这可以通过用树激素 A (DDA) 诱导肿瘤细胞再分化来实现,DDA 是一种内源性氧化甾醇和 NR1'/LXR(核受体亚家族 1 H 组)的配体。在低剂量下,DDA 会诱导肿瘤细胞分化、肿瘤生长抑制和免疫细胞浸润到肿瘤中。在高剂量下,DDA 通过 NR1H2/LXRβ 在mRNA 和蛋白质水平增加 LC3 表达,从而在肿瘤中诱导致命的巨自噬/自噬。在本研究中,我们发现低剂量的 DDA 通过与 NR1H2 相互作用重新分化肿瘤细胞。这导致肿瘤细胞中多泡体 (MVB) 的形成增加,以及 LC3-II 相关外泌体富集 sEV 的分泌增加,具有免疫和抗癌特性。这项研究强调了由 DDA-NR1H2 复合物驱动的原始 LC3-II 相关外泌体分泌途径,并为开发针对促肿瘤外泌体的新治疗策略铺平了道路。
12.Human corneal stromal stem cells express anti-fibrotic microRNA-29a and 381-5p - A robust cell selection tool for stem cell therapy of corneal scarring.人角膜基质干细胞表达抗纤维化 microRNA-29a 和 381-5p 一种用于角膜瘢痕干细胞治疗的强大细胞选择工具。[J Adv Res] PMID: 35623612摘要:瘢痕形成导致的角膜失明可通过角膜移植来治疗。然而,一个全球性的问题是供体材料短缺。临床前和临床研究表明,使用角膜基质干细胞 (CSSC) 的细胞疗法可抑制角膜瘢痕形成,这可能是由细胞外囊泡 (EV) 中运输的特定 microRNA 介导的。然而,并非每个来自捐赠者的 CSSC 批次都能达到类似的抗疤痕效果。检查来自人类 CSSC 的 EV 中的 miRNA显示对角膜瘢痕形成的“愈合”与“非愈合”影响,并设计一种工具来选择具有强大愈合能力的 CSSC 用于临床应用。从 CSSC-EV 中提取小 RNA 用于 Nanostring nCounter 人 miRNA v3 测定。在“愈合”EV 中表达 >20 倍的 MicroRNAs (P<0.05) 进行了丰富的基因分析(GO)。通过模拟转染到 (1) 小鼠巨噬细胞 (RAW264.7) 进行 M1 表型测定,研究了对炎症和纤维化信号具有预测调节作用的 MiRNA 组;(2) 用于细胞因子诱导的纤维化的人角膜角膜形成细胞,以及 (3) 用于体内角膜瘢痕预防的人 CSSC。在额外的 CSSC 批次中筛选了 miR-29a 的表达,并在小鼠角膜伤口中验证了细胞的抗瘢痕形成作用。21 个 miRNA 在“愈合”CSSC-EV中显着表达,并且预测 9 个 miRNA 组与炎症和纤维化反应以及组织再生相关(P<10^-6 )。miR-29a 和 381-5p 的过表达显着阻止了脂多糖处理后 RAW264.7 细胞的 M1 表型转变,抑制了转化生长因子β1诱导的角膜细胞纤维化标志物表达,并减少了角膜损伤后的瘢痕形成。EV 组分中的高 miR-29a 表达使人类 CSSC 具有很强的愈合能力,可抑制体内角膜瘢痕形成。我们描述了 miR-29a 和 381-5p 在 CSSC 中的抗炎和纤维化作用,有助于预防疤痕。EV 中的 MiR-29a 表达区分了具有抗疤痕质量的 CSSC,确定了用于无疤痕角膜愈合的优质细胞。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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