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【2023-19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篇文章介绍了线粒体来源的囊泡能够保留膜电位和功能性ATP合酶,从而让ATP合成缺陷的线粒体功能再生;第2篇文章介绍了目前细胞外囊泡在新冠相关研究中的进展;第6篇文章介绍了寄生虫通过细胞外囊泡进行个体间通讯;第10、11篇文章都介绍了细胞外囊泡对中性粒细胞胞外诱捕网形成及功能的调控作用。

  1. 1.Mitochondrial-derived vesicles retain membrane potential and contain a functional ATP synthase.
  2. 线粒体来源的囊泡保留膜电位并含有功能性 ATP 合酶。
  3. [EMBO Rep] PMID: 36929726

摘要:囊泡运输是一种通讯方式。虽然细胞可以通过细胞外囊泡的分泌相互交流,但对细胞器之间的交流知之甚少,尤其是线粒体。线粒体负责细胞中能量的产生和基本代谢途径,以及细胞凋亡和衰老等基本过程。在这里,我们展示了从酿酒酵母中分离出来的功能性线粒体释放囊泡。我们分离了这些线粒体衍生的囊泡 (MDV),发现它们的大小相对均匀,约为 100 纳米,并携带ATP 合酶亚基等蛋白质货物。值得注意的是,我们进一步发现这些 MDV 具有功能性 ATP 合酶复合物。我们证明这些囊泡具有膜电位,产生 ATP,并且似乎与幼稚线粒体融合。我们的研究结果揭示了产生 ATP 的囊泡的一种可能传递机制,它可能会再生 ATP 合成缺陷的线粒体,并可能参与细胞器间的通讯。

  1. 2.A Review of Extracellular Vesicles in COVID-19 Diagnosis, Treatment, and Prevention.
  2. COVID-19 诊断、治疗和预防中细胞外囊泡的功能作用。
  3. [Adv Sci (Weinh)] PMID: 37144543

摘要:由严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 引起的 2019 新型冠状病毒病 (COVID-19) 大流行仍在继续,需要在疾病诊断、治疗和预防方面做出科学努力。有趣的是,细胞外囊泡 (EV) 在这些发展中至关重要。EV 是由脂质双层分隔的各种纳米囊泡的集合。它们富含蛋白质、核酸、脂质和代谢物,并从不同细胞中自然释放。其天然的物质传输特性、固有的长期回收能力、出色的生物相容性、可编辑的靶向性和亲代细胞特性的遗传性使 EV 成为最有前途的下一代药物递送纳米载体和活性生物制剂之一。在 COVID-19 大流行期间,人们做出了许多努力来利用天然 EV 的有效载荷来治疗 COVID-19。此外,使用工程化 EV 制造疫苗和中和陷阱的策略在动物实验和临床试验中产生了极好的效果。在此,回顾了最近关于 EV 在 COVID-19 诊断、治疗、损伤修复和预防中的应用的文献。并讨论了用于 COVID-19 治疗的 EV 制剂的生产和临床应用中的治疗价值、应用策略、安全性和生物毒性,以及使用 EV 阻断和消除新型病毒的启示。

  1. 3.The miR-126-5p and miR-212-3p in the extracellular vesicles activate monocytes in the early stage of radiation-induced vascular inflammation implicated in atherosclerosis.
  2. 细胞外囊泡中的 miR-126-5p 和 miR-212-3p 在与动脉粥样硬化有关的辐射诱导的血管炎症的早期激活单核细胞。
  3. [J Extracell Vesicles] PMID: 37140946

摘要:在癌症治疗和核事故中暴露于辐射的人在长期幸存者中心血管结局的风险增加。细胞外囊泡 (EVs) 参与辐射诱导的内皮功能障碍,但它们在辐射暴露后早期血管炎症中的作用仍有待充分了解。在此,我们证明含有 miRNA 的内皮细胞衍生的 EV 在辐射诱导的血管炎症中启动单核细胞激活。体外共培养和体内实验数据表明,辐射暴露可以剂量依赖性方式敏感地增加内皮 EV,并刺激单核细胞释放单核细胞 EV 并粘附到内皮细胞,同时增加细胞间相互作用的配体基因的表达。研究发现富含miR-126-5p 和 miR-212-3p的内皮 EV在辐射暴露后通过单核细胞激活引发血管炎症。此外,可以在辐射诱导的动脉粥样硬化模型小鼠的循环内皮 EV 中检测到 miR-126-5p,这被发现与血浆的动脉粥样硬化指数密切相关。总之,我们的研究表明,存在于内皮 EV 中的 miR-126-5p 和miR-212-3p 介导炎症信号以激活辐射诱导的血管损伤中的单核细胞。更好地了解循环内皮 EV 含量可以促进它们用作辐射暴露后动脉粥样硬化的诊断和预后生物标志物。

  1. 4. Osteoclast-targeted delivery of anti-miRNA oligonucleotides by red blood cell extracellular vesicles.
  2. 通过红细胞胞外囊泡递送抗 miRNA 寡核苷酸靶向破骨细胞。
  3. [J Control Release] PMID: 37121514

摘要:骨质疏松症 (OP) 影响着全世界数百万人,但目前无法治愈。通过抗 miRNA 寡核苷酸 (AMO) 抗 miR-214 抑制破骨细胞中 miR-214 的水平可逆转骨吸收并提供潜在的治疗方法。在这里,我们报告了一种肽引导的递送策略,使用红细胞细胞外囊泡 (RBCEV) 作为载体来实现抗 miR-214 的破骨细胞靶向递送。双功能肽 TBP-CP05 与 RBCEV 上的CD63 和破骨细胞上的受体结合,充当向导。TBP-CP05 通过 CP05 与 RBCEV 结合,在EV 表面展示 TRAP 结合肽 (TBP),并赋予 RBCEV 在体外和体内靶向破骨细胞的能力。静脉注射靶向破骨细胞的 RBCEVs (OT-RBCEVs) 导致骨骼中 EVs 的富集,显着抑制破骨细胞活性,提高成骨细胞活性,并改善骨质疏松小鼠的骨密度。总而言之,这项工作展示了使用双功能融合肽将载药 EV 有效引导至体内靶细胞,并展示了通过 OT-RBCEV 靶向递送抗 miR-214 可能是治疗 OP 的可行方法。

  1. 5.NSC-derived exosomes enhance therapeutic effects of NSC transplantation on cerebral ischemia in mice.
  2. NSC 衍生的外泌体增强 NSC 移植对小鼠脑缺血的治疗效果。
  3. [Elife] PMID: 37104115

摘要:神经干细胞 (NSCs) 移植已被证明可以促进包括缺血性中风在内的脑损伤的功能康复。然而,由于缺血性脑卒中后大脑环境恶劣,NSCs 的存活率和分化率低,NSCs 移植的治疗效果受到限制。在这里,我们使用源自人诱导多能干细胞的神经干细胞和从神经干细胞中提取的外泌体来治疗小鼠大脑中动脉闭塞/再灌注引起的脑缺血。结果表明,NSC 来源的外泌体显着降低了 NSC 移植后的炎症反应,减轻了氧化应激,并促进了 NSC 在体内的分化。NSCs与外泌体的结合改善了包括脑梗死、神经元死亡和神经胶质瘢痕形成在内的脑组织损伤,并促进了运动功能的恢复。为了探索潜在的机制,我们分析了 NSC 衍生的外泌体的 miRNA 图谱和潜在的下游基因。我们的研究为 NSC 衍生的外泌体作为中风后 NSC 移植的支持性佐剂的临床应用提供了基本原理。

  1. 6.Role of cytoneme structures and extracellular vesicles in Trichomonas vaginalis parasite: parasite communication.
  2. 细胞因子和细胞外囊泡在阴道毛滴虫寄生虫中的作用:寄生虫通讯。
  3. [Elife] PMID: 37129369

摘要:阴道毛滴虫是全世界最常见的非病毒性传播感染的病原体,它定植于人类泌尿生殖道,在那里它保持在细胞外并粘附在上皮细胞上。据估计,每年有 2.76 亿新病例流行,预计会出现不同寄生虫菌株的混合感染。尽管寄生虫与其宿主相互作用以增强自身的生存和传播被认为是显而易见的,但混合感染的证据令人质疑单细胞寄生虫相互交流的程度。在这里,我们证明了不同的 T. vaginalis 菌株可以通过细胞因子样膜细胞连接的形成进行交流。我们发现T. vaginalis 粘附菌株形成丰富的膜突起,粘附寄生虫菌株 (CDC1132) 的细胞丝粒形成在不同菌株(G3 或 B7RC2)存在下受到影响。使用细胞培养插入测定,我们证明了细胞因子形成的影响是不依赖于接触的,并且细胞外囊泡 (EV) 至少部分负责菌株之间的通讯。我们发现从 G3、B7RC2 和 CDC1132 菌株中分离出的 EV 包含高度不同的蛋白质库,其中一些涉及信号和通信等功能。最后,我们发现寄生虫对宿主细胞的粘附受到菌株之间这种交流的影响,因为在存在 G3 或 B7RC2 菌株的情况下,粘附的 T. vaginalis CDC1132 菌株与前列腺细胞的结合显着更高。我们还观察到,在存在贴壁菌株的情况下,贴壁不良的寄生虫菌株(G3)更强烈地粘附于前列腺细胞。对寄生生物的信号、传感和细胞通讯的研究必将增强我们对寄生虫基本生物学特性的理解,这可能对发病机制产生重要影响。

  1. 7.Neonatal Tissue-derived Extracellular Vesicle Therapy (NEXT): A Potent Strategy for Precision Regenerative Medicine.
  2. 新生儿组织来源的细胞外囊泡疗法 (NEXT):精准再生医学的有效策略。
  3. [Adv Mater] PMID: 37148469

摘要:基于细胞外囊泡 (EV) 的疗法已成为再生医学中一种有前途的手段。然而,传统的 EV 治疗策略(使用来自单一类型培养细胞的 EV)显示出一些局限性,例如 EV 生产效率低下和缺乏组织特异性修复效果。在这里,我们报告新生儿组织衍生的 EV 疗法 (NEXT) 是一种有效的精确组织修复策略。简而言之,与传统的基于细胞培养的方法相比,大量具有更高产量/纯度的 EV 可以很容易地从所需组织中分离出来,生产时间/成本更少。不同年龄或组织类型衍生的 EV 具有不同的成分(例如蛋白质)特征,这可能是由于供体组织的不同代谢模式,这可能有助于 NEXT 在不同类型的组织损伤中的特定修复作用模式。此外,新生儿组织衍生的 EV 可以与生物活性材料(例如,人工 ECM 水凝胶)结合,用于高级组织修复。这项研究强调,我们的 NEXT 策略可能为多种组织损伤的精确组织修复提供新途径。

  1. 8.Bile exosomal miR-182/183-5p increases cholangiocarcinoma stemness and progression by targeting HPGD and increasing PGE2 generation.
  2. 胆汁外泌体 miR-182/183-5p 通过靶向 HPGD 和增加 PGE2 生成来增加胆管癌的干性和进展。
  3. [Hepatology] PMID: 37140231

摘要:胆管癌(CCA)是一种起源于胆管的高致死性恶性肿瘤。目前的 CCA 诊断和预后评估不能满足临床要求。很少进行胆汁检测,本文旨在通过评估胆汁外泌体浓度和成分来评估胆汁液体活检的临床意义。通过 TEM、NTA 和 nanoFCM 鉴定和定量来自 CCA、胰腺癌和胆总管结石 (CBDS) 的胆汁和血清中的外泌体。通过 LC-MS/MS 和 miRNA-seq 评估外泌体成分。不同疾病的胆汁外泌体浓度无显着差异,但miR-182-5p和miR-183-5p在CCA胆汁外泌体中上调。CCA 组织和胆汁中的高 miR-182/183-5p 表明预后不良。胆汁外泌体miR-182/183-5p由CCA细胞分泌,可被胆管上皮或CCA细胞吸收。通过人源化小鼠的异种移植,我们发现胆汁外泌体 miR-182/183-5p 通过靶向 CCA 细胞和肥大细胞 (MC) 中的 HPGD 并增加PGE2 的生成,从而刺激 PTGER1 并增加 CCA 干性,从而促进 CCA 增殖、侵袭和 EMT。在scRNA-seq 中,HPGD 主要在 MC 中表达。miR-182/183-5p 通过增加 VEGF-A 表达促使 MC释放 VEGF-A,从而促进血管生成。CCA 细胞将外泌体 miR-182/183-5p 分泌到胆汁中,其靶向 CCA 细胞和 MC 中的 HPGD 并增加 PGE2 和 VEGF-A 的释放。PGE2 通过激活 PTGER1 促进干性。我们的结果揭示了一种依赖于胆汁外泌体 miR-182/183-5p 和 MC 的 CCA 自驱动进展,这是一种新的 CCA 和胆汁相互作用模式。

  1. 9.Development of a Novel DNA Aptamer Targeting Colorectal Cancer Cell-Derived Small Extracellular Vesicles as a Potential Diagnostic and Therapeutic Agent.
  2. 开发一种新型 DNA 适配体,靶向结直肠癌细胞衍生的小细胞外囊泡作为潜在的诊断和治疗剂。
  3. [Adv Healthc Mater] PMID: 37129521

摘要:结直肠癌 (CRC) 作为全球癌症死亡的第二大原因,对临床环境提出了严峻挑战。癌细胞分泌的源自癌症的小细胞外囊泡 (sEV) 已被证明可介导肿瘤的发展、侵袭甚至转移,因此越来越受到癌症诊断或治疗平台开发的关注。在本研究中,我们通过指数富集 (E-SELEX) 方法开发了以 sEV 为目标的配体进化系统,以生成识别并结合 CRC 衍生的 sEV 的高质量适体(CCE-10F)。通过深入研究,我们证实这种新型适配体对 CRC 衍生的 sEV 具有高亲和力 (K d = 3.41nM),并表现出宽线性范围 (2.0 × 10^4 - 1.0 ×10^6 粒子/μL)检测限 (LOD) 为 1.0×10^3 粒子/μL。此外,该适配体可将 CRC 细胞衍生的 sEV 与正常细胞、人血清和其他癌细胞衍生的 sEV 区分开来,显示出对 CRC 细胞衍生的 sEV 的高度特异性,并显着抑制转移的关键过程,包括细胞迁移、侵袭和转移。血管生成,最初是由 sEV 本身诱导的。这些发现对于适体在基于 sEV 的诊断和治疗应用中的潜在用途非常鼓舞人心。

  1. 10.Novel neutrophil extracellular trap-related mechanisms in diabetic wounds inspire a promising treatment strategy with hypoxia-challenged small extracellular vesicles.
  2. 在糖尿病伤口中发现的新型嗜中性粒细胞胞外捕获网相关机制启示了一种有希望的治疗策略,即使用受缺氧挑战的小型细胞外囊泡。
  3. [Bioact Mater] PMID: 37122894

摘要:中性粒细胞胞外陷阱 (NETs) 被认为是糖尿病伤口愈合的重要不利因素,但其机制仍不清楚。源自间充质干细胞(MSC) 的小细胞外囊泡 (sEV) 的治疗应用因其特性而受到相当大的关注。据报道,缺氧预处理可增强 MSC 衍生的 sEV 在再生医学中的治疗潜力。因此,本研究的目的是阐明 NETs 在糖尿病伤口愈合受损中的详细机制,并开发一种基于缺氧预处理的 MSC 衍生 sEVs (Hypo-sEVs) 的有前途的 NETs 靶向治疗。在糖尿病伤口和高葡萄糖 (HG) 诱导的嗜中性粒细胞中发现了过多的 NET。进一步的研究表明,高浓度的 NETs 通过激活内质网 (ER) 应激来损害成纤维细胞的功能。Hypo-sEVs 通过转移 miR-17-5p 有效促进糖尿病伤口愈合并减少过多的 NET 形成。生物信息学分析和 RNA 干扰实验表明,Hypo-sEVs 中的 miR-17-5p 通过靶向 TLR4/ROS/MAPK 通路阻碍了 NET 的形成。此外,miR-17-5p 过表达减少了 NET 的形成并克服了 NET 诱导的成纤维细胞损伤,类似于 Hypo-sEVs 的作用。总的来说,我们在糖尿病伤口中发现了一种以前未被认识的 NET 相关机制,并为伤口治疗提供了一种有前途的 NET 靶向策略。

  1. 11.Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles protect against abdominal aortic aneurysm formation by inhibiting NET-induced ferroptosis.
  2. 间充质干细胞衍生的细胞外囊泡通过抑制 NET 诱导的铁死亡来防止腹主动脉瘤的形成。
  3. [Exp Mol Med] PMID: 37121969

摘要:中性粒细胞胞外陷阱 (NETs) 在腹主动脉瘤 (AAA) 的形成中起重要作用;然而,潜在的分子机制仍不清楚。间充质干细胞衍生的细胞外囊泡 (MSC-EV) 可能通过其免疫调节和再生能力对 AAA 发挥治疗作用。本研究旨在探讨 MSC-EV 在调节 NET 介导的AAA 发展中的作用和机制。在 AAA 患者中观察到 NETs的过度释放,NET 成分的水平与患者的临床结果相关。对来自Gene Expression Omnibus 数据库的数据集进行了分析,发现 PI3K/AKT 通路和铁死亡与 AAA 形成过程中的 NETosis 密切相关。进一步的实验证实,NETs 通过抑制 PI3K/AKT 通路诱导平滑肌细胞 (SMCs) 的铁死亡来促进 AAA 的形成。PI3K 激动剂 740 YP、铁死亡抑制剂 ferrostatin-1 和 Padi4 缺陷显着阻止了 AAA 的形成。MSC-EVs 通过减少血管紧张素 II 诱导的 AAA 小鼠模型中的NET 释放来减弱 AAA 的形成。体外实验表明,MSC-EVs通过将 NETosis 转变为细胞凋亡来减少 NETs 的释放。我们的研究表明 NET 诱导的 SMC 铁死亡在AAA 形成中的重要作用,并为 AAA 治疗提供了几个潜在靶点。

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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