【2023-29期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了14篇分享给大家，第1篇文章介绍了脂肪肝中肝细胞来源的细胞外囊泡对肿瘤肝转移微环境的塑造作用；第2篇文章介绍了基于纳米泡的细胞RNA输出工程策略；第3篇文章介绍了内皮细胞CD36分子调控外泌体脂质内容物的功能机制；第7篇文章是基于帕金森相关细胞外囊泡诊断标志物的荟萃研究；第9篇文章介绍了肿瘤细胞来源细胞外囊泡调控肌肉相关恶病质的功能和机制；第13篇文章介绍了一种单囊泡分析技术。​
1.Extracellular vesicles in fatty liver promote a metastatic tumor microenvironment.脂肪肝中的细胞外囊泡促进转移性肿瘤微环境形成。[Cell Metab] PMID: 37172577摘要：肝转移是结直肠癌（CRC）患者死亡的主要原因。脂肪肝促进肝转移，但其潜在机制尚不清楚。我们证明，脂肪肝中的肝细胞源性细胞外囊泡（EV）通过促进致癌 Yes 相关蛋白（YAP）信号传导和免疫抑制微环境，增强了 CRC 肝转移的进展。脂肪肝上调 Rab27a 表达，促进肝细胞产生 EV。在肝脏中，这些 EV 将 YAP信号调节 microRNA 转移到癌细胞中，通过抑制LATS2 来增强 YAP 活性。伴随脂肪肝的 CRC 肝转移中 YAP 活性增加，通过 CYR61 产生促进癌细胞生长，并通过 M2 巨噬细胞浸润形成免疫抑制微环境。CRC肝转移和脂肪肝患者的核YAP表达、CYR61表达和M2巨噬细胞浸润升高有关。我们的数据表明，脂肪肝诱导的 EV-microRNA、YAP 信号传导和免疫抑制微环境促进 CRC 肝转移的生长。
2.Engineering RNA export for measurement and manipulation of living cells.工程 RNA 输出用于活细胞的测量和操作。[Cell] PMID: 37437570摘要：从活细胞中可编程输出 RNA 分子的系统将能够对细胞动力学进行非破坏性监测，并可以对能够向其他细胞传递可执行RNA 分子的细胞进行工程改造。受病毒启发，我们开发了基因编码的细胞 RNA 输出器，可在保护性纳米粒子内有效地包装和分泌来自哺乳动物细胞的货物 RNA 分子。RNA 条形码的导出和测序能够以克隆分辨率对细胞群动态进行无损监测。此外，通过将融合剂掺入纳米颗粒中，我们证明了受体细胞中输出的 mRNA 的递送、表达和功能活性。我们将这些系统称为 COURIER（用于询问、表达和调节的 RNA 的受控输出和摄取）。COURIER 能够测量细胞动力学，并为基于细胞间 RNA 传递的混合细胞和基因疗法奠定了基础。
3.Endothelial cell CD36 regulates membrane ceramide formation, exosome fatty acid transfer and circulating fatty acid levels.内皮细胞 CD36 调节膜神经酰胺的形成、外泌体脂肪酸转移和循环脂肪酸水平。[Nat Commun] PMID: 37419919摘要：内皮细胞 (EC) CD36 控制组织脂肪酸 (FA) 的摄取。在这里，我们研究 EC 如何传输 FA。FA 与顶膜 CD36 的相互作用诱导小窝蛋白 1 酪氨酸 14 (Cav-1Y14) 的 Src 磷酸化和小窝中神经酰胺的生成。随后的小窝裂变产生含有 FA、CD36 和神经酰胺的囊泡，这些囊泡以(80-100 m) 外泌体样小细胞外囊泡 (sEV) 的形式分泌到基底外侧。在 EC 表达外泌体标记 emeraldGFP-CD63 的小鼠中，肌纤维在 emGFP 标记的斑点中积累循环 FA。FA-sEV 通路通过 CD36 耗竭、阻断肌动蛋白重塑、Src 抑制、Cav-1Y14 突变和中性鞘磷脂酶 2 抑制来抑制。抑制小鼠 sEV 的形成可减少肌肉 FA 的摄取，增加保留在血管中的循环 FA，并降低血糖。研究结果表明，FA 的摄取会影响膜神经酰胺、内吞作用以及 EC 与实质细胞的通讯。
4.Porous microneedle patch with sustained delivery of extracellular vesicles mitigates severe spinal cord injury.具有持续递送细胞外囊泡的多孔微针贴片可减轻严重的脊髓损伤。[Nat Commun] PMID: 37419902摘要：间充质干细胞衍生的分泌成分（尤其是细胞外囊泡）的移植是抑制脊髓损伤引发的神经炎症的一种有前景的疗法。然而，以最小的损伤将细胞外囊泡有效递送至受伤的脊髓仍然是一个挑战。在这里，我们提出了一种用于输送细胞外囊泡以治疗脊髓损伤的装置。我们证明，结合间充质干细胞和多孔微针的装置能够输送细胞外囊泡。我们发现，局部应用于硬脊膜下方的脊髓病变不会损伤病变。我们评估了我们的装置在脊髓挫伤模型中的功效，发现它减少了空腔和疤痕组织的形成，促进血管生成，并提高了附近组织和轴突的存活率。重要的是，持续输送细胞外囊泡至少 7 天可带来显着的功能恢复。因此，我们的装置为脊髓损伤治疗提供了有效且持续的细胞外囊泡递送平台。
5.Identifying high-grade serous ovarian carcinoma-specific extracellular vesicles by polyketone-coated nanowires.通过聚酮涂层纳米线识别高级别浆液性卵巢癌特异性细胞外囊泡。[Sci Adv] PMID: 37418532摘要：癌细胞来源的细胞外囊泡 (EV) 具有独特的蛋白质特征，使其成为有前景的疾病生物标志物目标。高级别浆液性卵巢癌(HGSOC) 是上皮性卵巢癌的致命亚型，我们的目的是鉴定 HGSOC 特异性膜蛋白。通过 LC-MS/MS 分析来自细胞系或患者血清和腹水的小型 EV（sEV）和中型/大型 EV（m/lEV），揭示两种 EV 亚型均具有独特的蛋白质组特征。多重验证步骤将 FRα、Claudin-3 和TACSTD2 鉴定为 HGSOC 特异性 sEV 蛋白，但未鉴定出 m/lEV 相关候选蛋白。此外，为了使用简单易用的微流体装置进行 EV 分离，开发了聚酮涂层纳米线 (pNW)，它可以有效地从生物流体中纯化 sEV。pNW 分离的 sEV 的多重阵列检测显示在癌症患者中具有特异性可检测性并可预测临床状态。总之，pNW 的 HGSOC 特异性标记物检测是作为临床生物标记物的一个有前景的平台。
6.Multiomics of Tissue Extracellular Vesicles Identifies Unique Modulators of Atherosclerosis and Calcific Aortic Valve Stenosis.组织来源细胞外囊泡的多组学分析发现动脉粥样硬化和钙化主动脉瓣狭窄的独特调节因子。[Circulation] PMID: 37427430摘要：不到 50% 的主动脉瓣钙化患者伴有动脉粥样硬化，这意味着发病机制不同。尽管循环细胞外囊泡(EV) 是心血管疾病的生物标志物，但它们的货物、功能和对疾病的贡献仍然未知。对人颈动脉内膜切除标本(n=16) 和狭窄主动脉瓣 (n=18) 进行疾病阶段特异性蛋白质组学研究。我们通过酶消化、（超）离心分离细胞外囊泡，利用CD63-免疫金电子显微镜观察和纳米颗粒跟踪分析鉴定囊泡。并使用获得的EV进行囊泡蛋白质组学和小 RNA 测序。利用TargetScan 识别出 microRNA 目标。通路网络分析优先基因，以在原代人颈动脉平滑肌细胞和主动脉瓣间质细胞中进行验证。疾病进展导致颈动脉斑块和钙化主动脉瓣蛋白质组（2318 个蛋白质）显着趋同（P <0.0001）。每个组织还保留了差异富集蛋白质的独特子集（斑块中 381 个；瓣膜中 226 个；q<0.05）。在两种组织中受疾病调节的蛋白质中，GO分析显示囊泡基因富集度增加了 2.9 倍（P <0.0001）。蛋白质组学在组织消化物中鉴定出了 22 个 EV 标记。动脉和瓣膜 EV 中的蛋白质和 microRNA 靶点网络因疾病进展而改变，揭示了细胞内信号传导和细胞周期调节的共同参与。囊泡组学鉴定了仅在动脉或瓣膜 EV 中因疾病而差异富集的 773 种蛋白质和 80 种 microRNA（q<0.05）；多组学整合发现组织特异性 EV 货物分别与颈动脉和主动脉瓣中的前钙化 Notch 和 Wnt 信号相关。敲低人颈动脉平滑肌细胞中的组织特异性 EV 货物 FGFR2 、 PPP2CA 和ADAM17 以及人主动脉瓣膜间质细胞中的 WNT5A 、APP 和 APC 可以显着调节钙化。我们描绘了一种囊泡组学策略，用于分离、纯化和研究纤维钙化组织中捕获的 EV 中的蛋白质和 RNA 货物。通过网络方法整合囊泡蛋白质组学和转录组学揭示了组织 EV 在调节心血管疾病中的新作用。
7.Extracellular Vesicles for the Diagnosis of Parkinson's Disease: Systematic Review and Meta-Analysis.细胞外囊泡用于帕金森病的诊断：系统评价和荟萃分析。[Mov Disord] PMID: 37449706摘要：临床医生和研究人员都需要帕金森病 (PD) 生物标志物（用于诊断、识别研究人群和监测治疗反应）。成像、遗传和生化生物标志物已得到广泛研究。近年来，细胞外囊泡（EV）已成为生物标志物开发的有前途的材料。来自任何器官（包括中枢神经系统）的蛋白质和分子材料都可以装入 EV 中，并运输到外周，形成易于获得的生物样本。我们对报告 PD 患者和健康对照 (HC) EV 生物标志物评估的文章进行了系统回顾和荟萃分析。使用随机效应荟萃分析和计算的标准化平均差（Std.MD）对生物标志物进行分析。已在 PD 患者的 EV 中鉴定出多种蛋白质和核糖核酸。与 HC 相比，PD 患者神经元 L1 细胞粘附分子(L1CAM) 阳性血液 EV 中的 EV aSyn 显着增加。对生物样本和 EV 分离方法的进一步分析表明，直接从血浆中提取的 L1CAM-IP（免疫沉淀）是评估 PD 患者 aSyn 的最佳分离方法。总体而言，血液中中枢神经系统衍生的 EV 很可能在未来几年的生物标志物开发中发挥重要作用。
8.Embryonic stem cell-derived extracellular vesicles rejuvenate senescent cells and antagonize aging in mice.胚胎干细胞来源的细胞外囊泡可以使小鼠的衰老细胞恢复活力并对抗衰老。[Bioact Mater] PMID: 37449253摘要：衰老是一种退化过程，会导致组织功能障碍和死亡。胚胎干细胞（ESC）由于其自我更新和可塑性的能力，对于与年龄相关的疾病具有巨大的治疗潜力。然而，ESCs在临床治疗中的使用受到免疫排斥、致瘤性和伦理问题的限制。ESC 衍生的细胞外囊泡 (EV) 可以提供与 ESC 相当的治疗效果，同时避免不良影响。在这里，我们在体外和体内全面评估了ESC-EV 在抵抗衰老中的作用。通过 RNA 测序(RNA-Seq) 和 microRNA 测序(miRNA-Seq) 筛选，我们发现 miR-15b-5p 和 miR-290a-5p 在 ESC-EV 中高度富集，并通过沉默 Ccn2 介导的 AKT 来诱导再生/mTOR途径。这些结果表明 miR-15b-5p 和miR-290a-5p 作为 ESC-EV 介导的再生的有效激活剂。通过注射到老年小鼠体内，进一步研究了 ESC-EV 的抵抗衰老作用。结果表明，ESC-EV成功改善了与年龄相关的病理表型，并改善了衰老小鼠的转录组谱。我们的研究结果表明，ESC-EV 治疗可以在体外和体内抵抗衰老，并表明 ESC-EV 具有作为 ESC 的新型无细胞替代品治疗年龄相关疾病的潜力。
9.Cancer-cell-secreted extracellular vesicles target p53 to impair mitochondrial function in muscle.癌细胞分泌的细胞外囊泡传递miRNA靶向p53，损害肌肉中的线粒体功能。[EMBO Rep] PMID: 37439436摘要：骨骼肌损失和无力与癌症患者的不良预后和生活质量较差有关。肿瘤衍生因子通过诱导恶病质和细胞凋亡而与肌肉失调有关。在这里，我们发现乳腺癌细胞分泌的细胞外囊泡会损害骨骼肌中的线粒体稳态和功能，导致线粒体含量和能量产生减少以及氧化应激增加。从机制上讲，癌细胞分泌的 EV 中的 miR-122-5p 被转移到肌细胞，在那里它靶向肿瘤抑制因子 TP53，从而降低参与线粒体调节的 TP53 靶基因的表达，包括 Tfam、Pgc-1α、Sco2 和16S rRNA。肌肉中 Tp53 的恢复消除了携带乳腺肿瘤的小鼠的线粒体肌病理学，并部分挽救了它们受损的跑步能力，而不会显着影响肌肉质量。我们得出的结论是，乳腺癌细胞的细胞外囊泡介导癌症中的骨骼肌线粒体功能障碍，并可能导致一些癌症患者的肌肉无力。
10.Extracellular Vesicles Play a Central Role in Cerebral Venous Disease-Associated Brain Atrophy.细胞外囊泡在脑静脉疾病相关的脑萎缩中发挥核心作用。[Adv Sci (Weinh)] PMID: 37438638摘要：与传统动脉疾病不同，脑静脉异常在之前的一项基于社区的队列研究中已被证实与脑萎缩有关，特别是与深髓静脉 (r-DMV) 减少有关。为了更好地了解脑静脉疾病相关脑萎缩中血清细胞外囊泡 (EV)的特性和生物学功能，从 r-DMV 参与者和正常对照的血清中提取 EV，并分析其蛋白质组谱。表型实验表明，EV 能够破坏神经元、内皮细胞和平滑肌细胞的正常功能，并诱导 A1 反应性星形胶质细胞。此外，本研究对DMV EV的蛋白质组谱进行了全面的表征，发现r-DMV组中胶原羟脯氨酸上调，而补体C3下调，这表明r-DMV可能不是一种简单的病理现象，并强调EVs 可能参与 r-DMVs 脑萎缩的进展，这对未来治疗策略的发展具有影响。
11.Efferocytes release extracellular vesicles to resolve inflammation and tissue injury via prosaposin-GPR37 signaling. 细胞外囊泡通过 proaposin-GPR37信号传导促进巨噬细胞吞噬作用，解决炎症和组织损伤。[Cell Rep] PMID: 37436891摘要：巨噬细胞在凋亡细胞的胞内清除后释放可溶性介质，以促进细胞间通讯并促进炎症的消退。然而，炎症消退是否受到细胞外囊泡（EV）和传热细胞释放的囊泡介质的调节尚不清楚。我们报告说，细胞衍生的 EV 表达 proaposin，它与巨噬细胞 GPR37 结合，通过 ERK-AP1 依赖性信号轴增加细胞吞噬受体 Tim4 的表达，从而提高巨噬细胞细胞吞噬效率并加速炎症的消退。中和或敲除 prosaposin 或阻断 GRP37 会消除体内死亡细胞衍生的 EV 的促消退作用。在动脉粥样硬化小鼠模型中使用胞外细胞衍生的 EV 与病变巨噬细胞胞吞效率的增加以及斑块坏死和病变炎症的减少相关。因此，我们确定了囊泡介质在提高巨噬细胞胞吐效率和加速炎症和组织损伤的解决方面的关键作用。
12.The suppression of cervical cancer ferroptosis by macrophages: The attenuation of ALOX15 in cancer cells by macrophages-derived exosomes.巨噬细胞对宫颈癌铁死亡的抑制：巨噬细胞衍生的外泌体对癌细胞中 ALOX15 的减弱作用。[Acta Pharm Sin B] PMID: 37425043摘要：诱导癌细胞铁死亡已被作为几种癌症的潜在治疗方法。肿瘤相关巨噬细胞（TAM）在促进肿瘤恶性进展和治疗耐药中发挥关键作用。然而，TAM 在调节肿瘤铁死亡中的作用和机制仍未被探索。这项研究表明铁死亡诱导剂已在体外和体内对宫颈癌显示出治疗效果。TAM 被发现可以抑制宫颈癌细胞铁死亡。从机制上讲，包装到外泌体中的巨噬细胞衍生的miRNA-660-5p 被转运到癌细胞中。在癌细胞中，miRNA-660-5p 减弱 ALOX15 表达以抑制铁死亡。此外，巨噬细胞中miRNA-660-5p的上调依赖于自分泌IL4/IL13激活的STAT6途径。重要的是，在临床宫颈癌病例中，ALOX15与巨噬细胞浸润呈负相关，这也提出了巨噬细胞降低宫颈癌中ALOX15水平的可能性。此外，单变量和多变量 Cox 分析均显示 ALOX15 表达是独立的预后因素，与宫颈癌的良好预后呈正相关。总而言之，这项研究揭示了靶向 TAM 在基于铁死亡的治疗中的潜在效用以及 ALOX15 作为宫颈癌预后指标的潜在效用。
13.Single Extracellular VEsicle Nanoscopy.单细胞外囊泡纳米镜检查。[J Extracell Vesicles] PMID: 37422692摘要：细胞外囊泡（EV）及其货物构成了新型生物标志物。EV 亚群不仅由丰富的四跨膜蛋白（例如 CD9、CD63 和 CD81）定义，而且还由源自其来源细胞的特定标记定义。然而，强有力地分离和表征细胞外囊泡亚群仍然是一个挑战。在这里，我们将亲和分离与超分辨率成像相结合，全面评估人血浆中的 EV 亚群。我们的单细胞外囊泡纳米镜 (SEVEN) 测定成功地量化了亲和分离的 EV 的数量、它们的大小、形状、分子四跨膜蛋白含量和异质性。检测到的富含四跨膜蛋白的EV 数量与样品稀释度呈正相关。重要的是，SEVEN 从低至0.1 L 的粗血浆中可靠地检测到了 EV。我们进一步表征了富含 CD9、CD63 和 CD81 的 EV 亚群的大小、形状和分子四跨膜蛋白含量（具有相应的异质性）。最后，我们评估了四名患有可切除的胰腺导管腺癌患者血浆中的 EV。与健康血浆相比，来自患者的富含 CD9 的 EV 较小，而来自患者的富含 IGF1R 的 EV 更大、更圆，并且含有更多的四跨膜蛋白分子，表明存在一种独特的富含胰腺癌标记的EV 亚群。这项研究提供了方法验证，并证明 SEVEN 可以发展成为一个平台，用于表征疾病相关和器官相关的 EV 亚群。
14.MoS2-Plasmonic Nanocavities for Raman Spectra of Single Extracellular Vesicles Reveal Molecular Progression in Glioblastoma.用于单个细胞外囊泡拉曼光谱的 MoS2-等离子体纳米腔揭示了胶质母细胞瘤的分子进展。[ACS Nano] PMID: 37366177摘要：细胞外囊泡（EV）不断从癌细胞释放到体液中，携带潜在疾病的可操作分子指纹，具有相当大的诊断和治疗潜力。肿瘤 EV 的稀缺性、异质性和内在复杂性给胶质母细胞瘤 (GBM) 等复杂癌症的实时监测带来了重大技术挑战。表面增强拉曼光谱 (SERS) 输出用于 EV 分子分析的无标记光谱指纹。然而，它尚未被用来检测单一 EV 水平的已知生物标志物。我们开发了一种具有嵌入式阵列纳米腔微芯片（MoSERS 微芯片）的多重流体装置，可在微量流体（<10 μL）中实现对单个 EV 的 97% 限制，并能够通过 SERS 对单个 EV 进行分子分析。我们使用 GBM 范例来证明 SERS 单 EV 分子分析方法的诊断潜力。MoSERS 多路复用流体可实现 GBM 细胞中神经胶质瘤分子变异（EGFRvIII 致癌突变和 MGMT 表达）的并行信号采集。在野生型群体中对这些关键分子变异进行分层时发现检测限为 1.23%。当与卷积神经网络 (CNN) 连接时，MoSERS 提高了诊断准确性 (87%)，在 12 名患者血液样本中检测到 GBM 突变，与临床病理学测试相当。因此，MoSERS 证明了使用循环 EV 对癌症患者进行分子分层的潜力。
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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