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【2019-53期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了8篇分享给大家。第1篇文献是发表在JEV上的方法评估性的研究,研究分析了常见试剂盒和经典超速离心分离从血浆中分离细胞外囊泡的纯度问题,通过严谨的实验证实目前常见的分离方法中,超速离心依旧是纯化纯度最好的分离方法;第2篇文章介绍了免疫细胞来源的细胞外囊泡对疫苗效果的促进作用;第3篇文章介绍了hnRNPA2B1miRNA进入细胞外囊泡的负调控作用。相关文章的原文在周一前会发布到论坛同名贴下,需要的可以到论坛下载

  1. Quality and efficiency assessment of six extracellular vesicle isolation methods by nano-flow cytometry. 纳米流式细胞仪分析六种细胞外囊泡分离方法的质量和效率。 [J Extracell Vesicles] IF= 11 PMID31839906

摘要: 细胞外囊泡(EVs)由于其在诊断和治疗中的巨大潜力而引起了极大的兴趣。从高纯度的复杂生物流体中分离出细胞外囊泡对于准确分析细胞外囊泡中的内含物至关重要。不幸的是,通常使用的分离纯化技术技术不能很好地将细胞外囊泡与非细胞外囊泡污染物区分开。因此,重要的是要有一种标准化的方法来表征细胞外囊泡制剂的特性,包括尺寸分布,颗粒浓度,纯度和表型。利用纳米流式细胞仪(nFCM),在这里,我们报告了从血浆(最难实现细胞外囊泡纯化的体液类型之一)中分离出的细胞外囊泡的质量和效率评估。我们检查了五种广泛使用的商业分离试剂盒的性能,并将其与传统的差异超速离心(UC)进行了比较。与通过UC制备的EV制剂相比,通过试剂盒从无血小板血浆(PFP)制备的EV制剂观察到的颗粒浓度高出24个数量级,但纯度却低得多。同时,通过试剂盒制备的EV制剂的粒度分布曲线与PFP的粒度分布图非常相似,而通过UC制备的EV制剂在相对较大的粒度下显示出较宽的粒度分布。当使用这些试剂盒从去除囊泡的PFPVD-PFP)中分离出EV时,获得EV制剂的颗粒数目与PFP中获得颗粒数目相似,这再次证实了大量非泡囊污染物的存在。

PS:文章对比了不同的细胞外囊泡纯化方法,通过严谨的实验证实标准的超速离心方法(血清稀释5~10倍后,10g 超速离心2小时,PBS洗一次)获得的细胞外囊泡纯度要显著高于其他几种方法。纯度评估来看超速离心纯度可达78.2%,试剂盒中表现最好的凝胶排阻策略的qEV纯度也仅达28.1%。更多内容,大家可以详细了解往期推文:JEV:实验评估表明超速离心分离囊泡纯度最高 

  1. CD4+ T Cell-Released Extracellular Vesicles Potentiate the Efficacy of the HBsAg Vaccine by Enhancing B Cell Responses. CD4 + T细胞释放的细胞外囊泡通过增强B细胞反应增强HBsAg疫苗的功效。 [Adv Sci (Weinh)] IF=15.804  PMID31832305

摘要: T细胞分泌具有生物活性的细胞外囊泡(EV),但尚不清楚CD4 + T细胞EV的潜在生物学效应。这项研究的主要目的是调查CD4 + T细胞来源的细胞外囊泡对B细胞反应的影响,并研究它们在抗原介导的体液免疫反应中的作用。在这项研究中,体外从活化的CD4 + T细胞中纯化CD4 + T细胞EV。用乙肝表面抗原(HBsAg)疫苗免疫后,经CD4 + T细胞细胞外囊泡处理的小鼠显示出更强的体液免疫反应,这可以通过血清中乙肝表面抗体(HBsAb)水平更高和血浆中浆细胞比例更高来表明。另外,发现从活化的CD4 + T细胞释放的EV在体外B细胞应答中起重要作用,这显着促进了B细胞的活化,增殖和抗体产生。有趣的是,发现抗原特异性CD4 + T细胞EV在增强B细胞反应方面比对照EV更有效。此外,显示CD40配体(CD40L)参与CD4 + T细胞EV介导的B细胞应答。总体而言,结果表明CD4 + T细胞EV增强B细胞应答,并作为新型免疫调节剂来促进抗原特异性体液免疫应答。

PS 文章研究了T细胞来源的细胞外囊泡在乙肝表面抗原疫苗免疫过程中的作用,并且证实CD4+T细胞来源的细胞外囊泡能够增强疫苗功效。 

  1. hnRNPA2B1 inhibits the exosomal export of miR-503 in endothelial cells. hnRNPA2B1抑制内皮细胞中miR-503的外泌体输出。 [Cell Mol Life Sci] IF=7.014  PMID31894362

摘要:化疗药物表柔比星可增加内皮细胞中miR-503通过外泌体输出。为了了解该过程背后的机制,我们用带有生物素标签的miR-503转染了内皮细胞。然后,我们通过pull-down实验寻找了与miR-503相互作用的蛋白质,并研究了它们在microRNA外泌体输出中的作用。质谱鉴定了总共四个不同的结合伴侣,并通过蛋白质印迹和阴性对照进行了验证,其中包括ANXA2hnRNPA2B1。使用敲低系统和pull-down分析,我们确定表柔比星通过破坏hnRNPA2B1miR-503之间的相互作用介导miR-503的输出。我们发现当hnRNPA2B1重新定位到细胞核中,会同时将ANXA2miR-503都分选到外泌体中。这些过程的结合最终导致miR-503的输出增加。这些结果首次表明,RNA结合蛋白可以负调控microRNA进入外泌体的分选过程。

PS:文章研究了miR-503分选进入外泌体的机制。通过pull-down实验证明,hnRNPA2B1可以结合miR-503,从而抑制miR-503进入外泌体,而表柔比星可以破坏该相互作用。 

  1. Endosomal dysfunction impacts extracellular vesicle release: central role in Aβ pathology. 胞内体功能障碍影响细胞外囊泡释放:在Aβ病理学中的核心作用。 [Ageing Res Rev] IF=10.39  PMID31891813

摘要: 阿尔茨海默氏病(AD)的特征是逐渐丧失认知能力;脑内的淀粉样斑块代表主要的组织病理学特征。淀粉样前体蛋白(APP)加工机器及其产物淀粉样-β(Aβ)肽已在细胞外囊泡(EV)中,特别是外泌体中被发现,从而允许Aβ肽聚集和随后的老年斑沉积。我们研究了细胞外囊泡,自噬和内体途径在AD中的APP处理的不平衡。腔内囊泡(ILV)产生的增加和外泌体的释放似乎抵消了APP加工的内体功能障碍。但是,此过程导致APP的淀粉样蛋白生成过程增加,并且淀粉样斑块沉积增加。描述了与APP处理和功能失常的内体-溶酶体-外泌体(和其他EV)途径有关的几个参与者,并讨论了相互连接的系统。组件Arcp75Rab11Retromer复合物成为关键收敛机制的候选物,这些机制导致AD中基础前脑胆碱能神经元萎缩和损伤,导致细胞外囊泡中装有APP机械和Aβ水平升高。

PS:阿尔兹海默病中,Ab聚集形成淀粉样斑块是主要的病理特征,而这一过程中细胞外囊泡的参与及作用研究有待进一步解析。这篇文章对EV在其中的过程进行了分析阐释。 

  1. miR-381-abundant small extracellular vesicles derived from kartogenin-preconditioned mesenchymal stem cells promote chondrogenesis of MSCs by targeting TAOK1. kartogenin预处理的间充质干细胞释放富含miR-381的小细胞外囊泡通过靶向TAOK1促进MSC的软骨形成。 [Biomaterials] IF=10.273  PMID31864017

摘要: 来自间充质干细胞的小细胞外囊泡(sEVs)已显示具有强大的再生潜力。在这项研究中,我们评估了由kartogenin预处理的人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)衍生的sEV的成软骨作用。通过梯度超离心从KGN预处理的hUCMSCKGN-sEV)的上清液中分离出sEV,并通过天然hUCMSC内在化,从而诱导软骨分化。通过高通量测序探索了KGN-sEV诱导软骨形成的潜在机制,并通过转染相应的模拟物和抑制剂进行了验证。测序鉴定出与未预处理细胞(un-sEV)衍生的sEV相比,KGN-sEV中有一组独特的miRNA富集。体外和体内的过表达/抑制表明,这种软骨形成诱导潜力主要归因于miR-381-3p,这是KGN-sEV中最丰富的miRNA之一。双重荧光素酶报告基因测定表明,miR-381-3p通过靶向TAOK13'非翻译区而直接抑制TAOK1,从而抑制了Hippo信号通路,促进了软骨形成。总的来说,我们的结果强调了KGN-sEV诱导MSC软骨分化的再生潜力,这主要是通过递送靶向TAOK1sEV-miR-381-3p实现的。

PS 经典的细胞外囊泡miRNA研究文章,介绍了miR-381-3pMSC成软骨过程中的功能作用。 

  1. MicroRNAs in Tumor Exosomes Drive Immune Escape in Melanoma. 肿瘤外泌体中的MicroRNA驱动黑色素瘤的免疫逃逸。 [Cancer Immunol Res] IF=8.619  PMID31857348

摘要:MicroRNAmiRNA)是调节基因表达的小型非编码RNA,不仅存在于细胞中,而且还存在于多种体液中。这些循环的miRNA可以实现细胞间通讯。 miRNA被包装在膜包裹的囊泡(如外泌体)中,或被RNA结合蛋白保护。在这里,我们报道人黑素瘤外泌体中包含的miRNA调节肿瘤的免疫反应。使用显微镜和流式细胞仪,我们证明CD8 + T细胞内化来自不同肿瘤类型的外泌体,即使这些细胞不像其他免疫细胞一样容易内化囊泡。我们探讨了黑色素瘤来源的外泌体在CD8 + T细胞中的功能,并表明这些外泌体通过降低TCR信号传导并减少细胞因子和颗粒酶B分泌来下调T细胞反应。结果降低了细胞的细胞毒性。使用模拟物,我们发现外泌体中富含的miRNA,例如miR-3187-3pmiR-498miR-122miR149 miR-181a / b-调节TCR信号和TNFα分泌。我们的观察结果表明,黑色素瘤来源的外泌体中的miRNA有助于逃避肿瘤,可能是治疗靶点。

PS 肿瘤免疫治疗是近些年的热点。先前的研究集中在细胞外囊泡携带免疫检查点分子如PD-L1等影响免疫细胞的杀伤。这篇文章则着重分析了肿瘤来源细胞外囊泡中调控免疫的miRNA 

  1. Increased Microglial Exosomal miR-124-3p Alleviates Neurodegeneration and Improves Cognitive Outcome after rmTBI. 重复性轻度颅脑外伤后小胶质细胞外泌体miR-124-3p的增加减轻了神经变性并改善了认知结果。 [Mol Ther] IF=8.402  PMID31843449

摘要:重复性轻度颅脑外伤(rmTBI)被认为是长期神经退行性疾病(例如阿尔茨海默氏病)的重要危险因素,该疾病的特征是β淀粉样蛋白异常和认知功能受损。据报道,小胶质外泌体参与了阿尔茨海默氏病中β-淀粉样蛋白的运输,分布和清除。但是,它们对rmTBI后神经变性发展的影响尚不清楚。在本研究中,我们研究了miRNA在小胶质外泌体中调节创伤后神经变性的作用。我们证明,rmTBI后,急性,亚急性和慢性期,受伤的大脑小胶质细胞中外泌体的miR-124-3p水平显着改变。在体外实验中,miR-124-3pEXO-124)上调的小胶质外泌体减轻了重复性划痕损伤神经元的神经变性。 miR-124-3p靶向Rela发挥了作用,RelaApoE的抑制性转录因子,可促进β-淀粉样蛋白水解分解,从而抑制β-淀粉样蛋白异常。在患有rmTBI的小鼠中,静脉注射的小胶质外泌体被受伤的大脑中的神经元吸收。此外,通过靶向Rela / ApoE信号通路,将外泌体中的miR-124-3p转移到海马神经元中并减轻神经变性。因此,EXO-124治疗改善了rmTBI后的认知结局,为将来的临床转化提供了一种有希望的治疗策略。

PS 重复性轻度颅脑损伤是神经退行性疾病的危险因素,这篇文章介绍了小胶质细胞来源的外泌体miR-124-3p介导的神经保护作用,这为后续的退行性疾病缓解和治疗提供了一定的理论基础。 

  1. Fabrication of an Aptamer-Coated Liposome Complex for the Detection and Profiling of Exosomes Based on Terminal Deoxynucleotidyl Transferase-Mediated Signal Amplification. 基于末端脱氧核苷酸转移酶介导的信号放大,用于外泌体的检测和分析的适体涂层脂质体复合物的制备。 [ACS Appl Mater Interfaces] IF=8.456  PMID31840492

摘要: 外泌体是一种有前途的生物标志物载体,带有多种具有巨大异质性的膜蛋白,因此外泌体的灵敏和多重分析对于疾病诊断和探索其生物学功能非常重要。在这里,我们提出了一种高效率的方法,用于外泌体的高灵敏检测和异质性鉴定,其基础是适体包被的脂质体复合物与末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)介导的聚合反应的设计和制造。具体地,在目标外泌体的存在下,由于高亲和力,固定在1,2-二油酰基-3-三甲基铵-丙烷脂质体表面上的适体更倾向于与外泌体膜蛋白结合。所得的适体-外泌体复合物可被TdT接近以开启聚合反应以进行信号放大,从而实现对外泌体的高灵敏度检测。此外,提出的方法可用于通过利用相应的适体簇来描绘不同的外泌体膜蛋白,并获得各种癌细胞衍生的外泌体的指纹图谱。因此,我们的方法可能为识别外泌体异质性提供高度灵敏的策略,其优点是无标签且无分离,潜在地使外泌体精确亚群具有临床应用价值。

PS 文章介绍了一种细胞外囊泡的检测方法,其中主要涉及到了适配体包被的脂质体和TdT介导的信号放大。

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