首页研究 › 【2023-30期】This Week in Extracellular Vesicles

【2023-30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篇文章综述了目前细胞外囊泡和纳米颗粒的研究进展,阐释了目前相关领域的复杂性;第3篇文章介绍了工程化细胞外囊泡用于抑制血管钙化;第4篇文章介绍了真菌RNA通过细胞外囊泡传递到植物细胞中;第7篇文章介绍了利用细胞外囊泡进行胰腺癌诊断的新工程策略。1.Extracellular vesicles and nanoparticles: emerging complexities.
细胞外囊泡和纳米颗粒:新兴的复杂性。
[Trends Cell Biol] PMID: 36737375

摘要:由于最近的发现揭示了比几年前更大的复杂性和多样性,因此细胞外囊泡(EV)和纳米颗粒(NP)的研究正在迅速扩展。最近描述了新类型的EV和NP。以前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和两种最近鉴定的非膜NP,外泌颗粒和supermeres中更加富集。因此,我们对通过释放EV和NP促进的细胞生物学和细胞间通信的理解处于不稳定状态。在本文中,我们描述了不同类型的EV和NP,突出了最近的进展,并提出了主要的未解决问题。

2.Melatonin Engineering M2 Macrophage-Derived Exosomes Mediate Endoplasmic Reticulum Stress and Immune Reprogramming for Periodontitis Therapy.
褪黑素工程化的 M2 巨噬细胞衍生的外泌体介导内质网应激和免疫重编程以治疗牙周炎。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 37452425

摘要:牙周炎是一种由细菌刺激引起的慢性感染性疾病。巨噬细胞作为宿主免疫的重要组成部分,具有高度的可塑性,在炎症反应中发挥着关键作用。从促炎性(M1)到抗炎性(M2)巨噬细胞的适当和及时转化对于治疗牙周炎至关重要。由M2巨噬细胞产生的外泌体(M2-exos)可以积极靶向炎症部位并调节免疫微环境,从而有效治疗牙周炎。过度的内质网应激(ER应激)和未折叠蛋白质反应(UPR)是在炎性牙周骨丢失期间高度破坏性的病理特征。虽然褪黑素具有抗氧化和抗炎作用,但关注褪黑素ER应激调节的研究仍然有限。本研究制备了工程化的M2-exos负载褪黑素(Mel@M2-exos)用于治疗牙周炎。结果,M2-exos驱动适当和及时的从M1到M2类型的巨噬细胞重编程,从而解决了慢性炎症并加速了牙周愈合。Mel@M2-exos释放的褪黑素通过减少过度的ER应激和UPR来拯救在炎性人牙周韧带细胞(hPDLCs)中的成骨和成骨分化能力。注射用明胶甲基丙烯酰基(GelMA)水凝胶与持续释放Mel@M2-exos加速了结扎诱导牙周炎大鼠的牙周骨再生。综上所述,褪黑素工程化的M2巨噬细胞衍生外泌体是用于治疗炎性牙周组织再生的有前途的候选者。

3.Engineered exosomes reprogram Gli1+ cells in vivo to prevent calcification of vascular grafts and autologous pathological vessels.
工程化外泌体在体内重新编程 Gli1+ 细胞,以防止血管移植物和自体病理血管的钙化。
[Sci Adv] PMID: 37478186

摘要:自体病理性血管和组织工程血管(TEBVs)的钙化是临床上的棘手问题。然而,目前没有有效的非侵入性治疗方法可用于对抗TEBVs和自体病理性血管的钙化。Gli1 +细胞是平滑肌细胞(SMCs)的祖细胞,可以分化为成骨细胞样细胞,导致血管钙化。我们的结果表明,Gli1 +细胞在TEBVs中的时空分布与TEBV钙化程度呈正相关。设计了一种抗钙化方法,包括来自间充质干细胞的外泌体传递lncRNA-ANCR以构建工程外泌体-Ancr / E7-EXO。结果表明,Ancr / E7-EXO有效靶向Gli1 +细胞,促进快速SMC重建,并显着抑制Gli1 +细胞分化为成骨细胞样细胞。此外,Ancr / E7-EXO显着抑制了慢性肾脏病引起的血管钙化。因此,Ancr / E7-EXO重新编程Gli1 +细胞以预防血管移植物和自体病理性血管的钙化,为有效的抗钙化提供了独特的见解。

4.Fungal small RNAs ride in extracellular vesicles to enter plant cells through clathrin-mediated endocytosis.
真菌小 RNA 装载到细胞外囊泡中,通过网格蛋白介导的内吞作用进入植物细胞。
[Nat Commun] PMID: 37474601

摘要:真菌病原体灰霉菌的小RNA(sRNA)可以进入植物细胞并劫持寄主Argonaute蛋白1(AGO1)来沉默寄主免疫基因。然而,这些真菌sRNA被分泌并进入宿主细胞的机制仍不清楚。在这里,我们证明B. cinerea利用细胞外囊泡(EV)分泌Bc-sRNA,然后通过衣蛋白介导的内吞作用(CME)被植物细胞内化。灰霉菌四跨膜蛋白Punchless 1(BcPLS1)作为EV生物标志物,在真菌致病性中发挥了至关重要的作用。我们观察到许多阿拉伯芥衣蛋白包被囊泡(CCV)位于B. cinerea感染部位周围,并且B. cinerea EV标记物BcPLS1和阿拉伯芥CLATHRIN LIGHT CHAIN 1共定位,后者是CCV的核心组分之一。同时,在感染后纯化的CCV中检测到BcPLS1和灰霉菌分泌的sRNA。阿拉伯芥关键CME途径组分的敲除突变体和诱导性显性负突变体表现出对B. cinerea感染的增加抵抗力。此外,在这些CME突变体中,Bc-sRNA装载到阿拉伯芥AGO1和宿主靶基因抑制被削弱。综上所述,我们的结果表明真菌通过EV分泌sRNA,然后主要通过CME进入宿主植物细胞。

5.ultiplexed RNA profiling by regenerative catalysis enables blood-based subtyping of brain tumors.
通过再生催化进行多重 RNA 分析可以实现基于血液的脑肿瘤亚型分析。
[Nat Commun] PMID: 37460561

摘要:目前,对于最致命的脑肿瘤胶质母细胞瘤(GBM)进行亚型分类的技术需要高度侵入性的脑活检。在这里,我们开发了一个专用的分析平台,以实现外泌体中循环RNA的直接和多重分析,用于基于血液的GBM表征。该技术称为“基于酶ZIF-8复合物的RNA再生和催化数字检测”(EZ-READ),利用RNA响应型传感器,以再生方式转换和催化增强罕见RNA靶标的信号。每个传感器包括杂化复合物-蛋白酶封装在金属有机框架内-以配置强大的催化活性和强大的保护。在目标RNA杂交时,传感器直接激活以释放催化复合物,以可回收目标方式;当被分配在微流控装置内时,这些复合物可以单独催化强大的化学荧光反应,用于数字RNA定量。因此,EZ-READ平台可以在样品裂解物中直接实现可编程和可靠的RNA检测,跨不同大小的RNA亚型(miRNA和mRNA)。在临床评估时,EZ-READ平台建立了组合标志,用于准确的基于血液的GBM诊断和亚型分类。6.​Bioreducible exosomes encapsulating glycolysis inhibitors potentiate mitochondria-targeted sonodynamic cancer therapy via cancer-targeted drug release and cellular energy depletion.
封装糖酵解抑制剂的生物可还原外泌体通过癌症靶向药物释放和细胞能量消耗增强线粒体靶向声动力癌症治疗。
[Biomaterials] PMID: 37473534

​摘要:纳米载体辅助声动力治疗(SDT)通过克服声敏剂的关键限制,已经显示出对深部肿瘤的有效和靶向治疗的巨大潜力。然而,使用纳米载体的体内SDT仍受到其固有毒性和非特异性货物释放的限制。在这项研究中,我们开发了可生物还原的外泌体,用于安全和肿瘤特异性地传递线粒体靶向声敏剂[三苯基膦共轭叶绿素e6(T-Ce6)]和糖酵解抑制剂(FX11)。氧化还原可裂解的二硒醚连接剂脂质被嵌入到外泌体中,以响应肿瘤微环境中过表达的谷胱甘肽而触发药物释放。生物还原外泌体促进其荷载物在肿瘤细胞还原环境中的胞质释放。当用超声(US)照射时,它们显着增强了药物释放和声动力效应。T-Ce6的线粒体靶向积累有效地损伤了US照射下细胞的线粒体,加速了凋亡细胞死亡。FX11大大抑制了细胞能量代谢,增强了线粒体靶向SDT的抗肿瘤效力。生物还原外泌体通过线粒体靶向SDT和能量代谢靶向治疗的组合,在小鼠中有效抑制了肿瘤生长,而没有显着的全身毒性。这项研究为使用封装声敏剂的双刺激响应外泌体进行安全和靶向声动力癌症治疗提供了新见解。

7.​​Graphene Sensor Arrays for Rapid and Accurate Detection of Pancreatic Cancer Exosomes in Patients' Blood Plasma Samples.
石墨烯传感器阵列可快速准确地检测患者血浆样本中的胰腺癌外泌体。
[ACS Nano] PMID: 37470391

摘要:基于石墨烯场效应晶体管(GFETs)的生物传感器具有潜力,可以实现早期疾病检测的现场诊断工具的开发。然而,石墨烯传感器的可重复性和制造产量问题,以及Debye屏蔽和非特异性物种的意外检测问题,阻碍了石墨烯技术的更广泛临床应用。在这里,我们证明了我们的晶圆可扩展GFETs阵列平台可以实现有意义的临床结果。作为高度临床相关性的案例研究,我们通过特定外泌体(GPC-1表达)在45分钟内演示了一种准确而稳健的便携式GFET阵列生物传感器平台,用于检测患者血浆中的胰管腺癌(PDAC)。为了促进血浆中可重复检测,我们通过应用内部控制通道和开发优化测试协议来优化GFET生物传感器的分析性能。基于18名PDAC患者和8名健康对照样本,GFET生物传感器阵列可以准确区分两组,并能够检测早期癌症阶段,包括1和2期。此外,我们证实GPC-1表达更高,并发现PDAC血浆中的浓度平均比健康样本高一个数量级以上。我们发现GPC-1癌性外泌体的这些特征负责增加石墨烯表面上目标外泌体的数量,从而提高了GFET生物传感器的信号响应。这种GFET生物传感器平台在快速诊断胰腺癌方面具有巨大的潜力。8.​DNA-programmed Stem Cell Niches via Orthogonal Extracellular Vesicle-Cell Communications.
通过正交细胞外囊泡-细胞通讯进行 DNA 编程的干细胞壁龛。
[Adv Mater] PMID: 37463346

摘要:细胞外囊泡(EV)是传递生物活性分子的天然载体,已被用于广泛的生物医学应用。然而,目前仍缺乏一种简便而通用的方法来工程化种间EV-细胞通信。在这里,我们报告了使用DNA来编码EV和细胞之间异质界面的方法,这种方法不需要共价或基因修饰,从而在复杂环境中实现正交EV-细胞跨界互动。我们使用胆固醇修饰的DNA链和具有互补序列的四面体DNA框架作为人造配体和受体,分别停靠在EV和活细胞上,可以通过Watson-Crick碱基配对介导EV的特异性而高效地细胞内摄取。我们表明,基于这个系统,人类细胞可以采用来自老鼠、西瓜和大肠杆菌的EV。通过实施几个EV-细胞通路,我们展示了这个DNA编程系统允许在复杂环境中进行正交EV-细胞通信。我们进一步证明了从STO细胞中提取的具有生物活性成分的EV向猴子雌性生殖干细胞(FGSCs)进行高效传递,从而使FGSCs自我更新和干性维持而无需饲养细胞。该系统可能提供了一个通用平台,以定制物质和信号在物种之间的细胞间交换。9.​Mesenchymal stem cell secretome and extracellular vesicles for neurodegenerative diseases: Risk-benefit profile and next steps for the market access.
用于神经退行性疾病的间充质干细胞分泌组和细胞外囊泡:风险效益概况和市场准入的后续步骤。
[Bioact Mater] PMID: 37456581

摘要:神经退行性疾病对全球医疗保健系统构成了越来越大的负担。间充质干细胞(MSC)因其神经再生,神经保护和免疫调节特性而被证明是潜在的治疗方法,然而,这些特性与它们释放的生物活性物质相关,统称为分泌物。本文概述了最近关于MSC分泌物和细胞外囊泡(EV)在阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化、多发性硬化、亨廷顿病、急性缺血性中风和脊髓损伤的临床(如果有)和临床前模型中安全性和有效性的最新研究。本文探讨了MSC分泌物/EV中的生物活性物质,负责观察到的治疗效果的机制以及可能用于根据特定治疗需求优化MSC分泌物/EV生产的策略。综述最后对当前临床试验进行了批判性讨论,并展望了将MSC分泌物和EV转化为临床应用的潜在未来方向,具体涉及如何解决与其制药制造相关的挑战,包括可扩展性,批次一致性,遵守良好制造规范(GMP)指南,配方和储存以及质量控制,市场准入和相对成本,物有所值和对总支出的影响。10.​Ultra-fast And Controlled Capturing, Loading, And Release of Extracellular Vesicles by A Portable Microstructured Electrochemical Fluidic Device.
通过便携式微结构电化学流体装置超快速、受控地捕获、加载和释放细胞外囊泡。
[Adv Mater] PMID: 37452635

摘要:细胞外囊泡(EV)由所有活细胞分泌,并存在于许多体液中。它们发挥着许多生理和病理功能,并作为货物穿梭。由于其安全性和固有的生物活性,它们已成为多功能治疗剂,生物标志物和潜在药物载体。尽管对EV的兴趣日益增长,但该领域的当前进展在某种程度上受到相对低效的分离技术的限制。传统方法确实缓慢,费力,需要专门的实验室设备,并且可能导致低产量和纯度。本文描述了一种电化学控制的“一体化”装置,可捕获,装载和释放EV。该装置由抗体包裹的微结构化电极所限制的流体通道组成。它可以从各种生物流体(如尿液和血清)中快速分离高纯度的EV。作为原则证明,该装置被用于从健康和糖尿病小鼠皮肤伤口中分离EV。令人惊讶的是,与健康小鼠相比,糖尿病小鼠愈合伤口的EV富含线粒体蛋白质。此外,该装置改善了EV与聚合物复合物的装载协议,并可能在核酸传递方面找到应用。总体而言,电化学装置可以极大地促进基于EV的技术的发展。

11.​Engineered Extracellular Vesicles Derived from Dermal Fibroblasts Attenuate Inflammation in a Murine Model of Acute Lung Injury.

来自真皮成纤维细胞的工程化细胞外囊泡可减轻小鼠急性肺损伤模型中的炎症。

[Adv Mater] PMID: 37119468

摘要:急性呼吸窘迫综合征(ARDS)对医疗保健系统构成了重大负担。ARDS患者患有严重的难治性低氧血症,肺泡-毛细血管屏障功能障碍,肺表面活性物质功能受损以及炎症途径异常上调,导致重症监护室入院,住院时间延长和残疾调整生命年增加。目前,ARDS没有治愈或FDA批准的治疗方法。本文描述了基于工程化细胞外囊泡(eEV)的纳米载体,用于靶向非病毒载体输送抗炎荷载物到受损肺部。结果显示,表面活性蛋白A(SPA)功能化的IL-4和IL-10载荷eEV能够促进肺内滞留并减少炎症,在体内和体外均有显著的减弱。在eEV处理后6小时内观察到组织损伤、促炎细胞因子分泌、巨噬细胞活化、富含蛋白质液体的流入和中性粒细胞浸润到肺泡空间的显著减少。此外,代谢组学分析显示,eEV处理导致炎症肺部代谢剖面发生显着变化,促进关键抗炎代谢物质的分泌。总之,这些结果通过非病毒载体输送抗炎基因/转录本,建立了由皮肤成纤维细胞衍生的eEV降低ARDS中的炎症、组织损伤和伤害普遍性/进展的潜力。12.​Bone-Targeted Exosomes: Strategies and Applications.
骨靶向外泌体:策略和应用。
[Adv Healthc Mater] PMID: 36881547

摘要:随着全球人口的老龄化,与骨相关的疾病越来越成为威胁人类健康的重大社会问题。由于其优越的生物相容性、生物屏障穿透性和治疗效果,外泌体作为天然细胞产品已被用于治疗与骨相关的疾病。此外,改性外泌体表现出强大的靶向骨的能力,可能提高功效并避免系统性副作用,展示了有前途的转化潜力。然而,对于针对骨的外泌体的综述仍然缺乏。因此,本文重点关注了最近开发的针对骨应用的外泌体。介绍了外泌体的生物发生和靶向骨调节功能、改性外泌体的构建策略以提高靶向骨能力以及其治疗与骨相关的疾病的效果。通过总结针对骨的外泌体的发展和挑战,努力为不同骨疾病的外泌体构建策略选择提供启示,并突出其未来临床骨科领域的转化潜力。
 
今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见!

外泌体资讯网 【2023-30期】This Week in Extracellular Vesicles

上一篇: