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【2020-18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,其中10篇提供中文摘要。第1篇文章是外泌体PDL1相关研究的综述论文,发表在免疫学相关的顶级刊物上,系统的介绍了外泌体PDL1的研究进展和未来的应用前景;第2篇文章介绍了一种可以与细胞外囊泡特定脂质结合的适配体肽,这种肽有替代传统蛋白的潜力;第3篇文章是间充质干细胞细胞外囊泡结合水凝胶用于治疗的研究报道;第11篇文章是中枢神经系统疾病中细胞外囊泡相关脂质的研究进展综述。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. The importance of exosomal PDL1 in tumour immune evasion.
外泌体PDL1在肿瘤免疫逃逸中的重要性。
[Nat Rev Immunol] IF=44.019 PMID:31965064
摘要:程序性细胞死亡1配体1(PDL1)与受体程序性细胞死亡1(PD1)的相互作用抑制了T细胞反应,而这种相互作用的阻断已被证明是对几种不同癌症的有效免疫疗法。PDL1可以在肿瘤微环境中的肿瘤细胞,免疫细胞和其他细胞的表面表达,但也以细胞外形式表达。最近的研究探索了不同形式的细胞外PDL1的重要性,例如在外泌体上或作为自由可溶性蛋白,并且已经表明表达PDL1的外泌体可以抑制抗肿瘤免疫反应。在黑色素瘤患者中,外泌体PDL1也是用PD1阻断抗体开始治疗后早期的免疫激活标志物,并预测对PD1阻断的临床反应。在这篇“进步”文章中,我们重点介绍了外泌体PDL1在免疫肿瘤学中的作用的最新见解,以及它如何可能用作癌症的生物标记物或定义可从阻断外泌体生产的疗法中受益的部分患者。
PS:PD1和PDL1是目前肿瘤免疫治疗中最受关注的明星分子,同时也有大量的临床试验以及部分上市药物走入人们的视野。外泌体携带PDL1是近两年的研究发现,这对于病人对靶向PD1和PDL1的治疗策略可能具有潜在影响,并可以作为相关的标志物用于诊断和指导治疗。这篇综述文章系统的介绍了外泌体PD1和PDL1的研究进展以及新见解,并未后续开展相关应用进行了展望和规划。
2.Membrane-binding peptides for extracellular vesicles on-chip analysis.
用于细胞外囊泡芯片分析的膜结合肽。
[J Extracell Vesicles] IF=11  PMID:32363015
摘要:小细胞外囊泡(sEVs)在细胞外环境中表现出相当独特的脂质膜特征。这些包括高曲率,脂质堆积缺陷和脂质(例如磷脂酰丝氨酸和神经酰胺)中的相对丰度。sEV膜可被视为“通用”标记,可替代或补充传统的,特征性的,与表面相关的蛋白质。在这里,我们介绍了使用膜传感肽作为新型高效配体,将sEV捕获和分析直接整合到微阵列平台上。通过无标记的单颗粒计数和大小分析以及荧光抗CD9/抗CD63 /抗CD81抗体的荧光共定位免疫染色分析样品。肽表现为选择性但通用的sEV诱饵,其结合能力高于抗四跨膜蛋白抗体。还讨论了对表面化学的最佳肽性能的见解,因为捕获效率严格受限于探针的表面取向效应。我们预计,由于合成肽的多功能性和有限的成本,这种新型的配体可能会大大丰富用于细胞外囊泡分析的分子工具箱。
PS:文章主要研究了能够与细胞外囊泡特定脂质成分相互作用的适配体肽段,并发现这些肽段可以替代传统的如CD63等蛋白,用于后续的捕获和分析。很长时间来,细胞外囊泡的免疫或亲和捕获都是通过靶向特定蛋白实现的,这是第一次有报道使用针对脂质的适配体进行相似的捕获操作。
 
3.Transplantation of Human MesenchymalStem Cell-Derived Exosomes Immobilized in An Adhesive Hydrogel for EffectiveTreatment of Spinal Cord Injury.
人间充质干细胞源性外泌体固定在胶凝水凝胶中用于移植,可有效治疗脊髓损伤。
[Nano Lett] IF=12.279 PMID:32379461
摘要:脊髓损伤是最致命的疾病之一。复杂的抑制性微环境需要全面缓解。来源于间充质干细胞(MSCs)的外泌体是细胞旁分泌物的天然生物载体,具有微环境调节的功能。然而,外泌体有效保留,释放和整合到受损脊髓组织中的定义不明确。本文中,使用人MSCs衍生的外泌体固定在肽修饰的粘合水凝胶(Exo-pGel)中建立了创新的植入策略。与外泌体的全身性给药不同,Exo-pGel的局部移植为受伤的神经组织提供了外泌体包裹的细胞外基质,从而有效地全面缓解了微环境中。植入的外泌体在宿主神经组织中表现出有效的保留和持续释放。Exo-pGel通过有效减轻炎症和氧化作用,引起重要的神经恢复和泌尿组织保护。Exo-pGel疗法为基于外泌体植入的中枢神经系统疾病的有效治疗提出了一种可行的策略。
PS:人间充质干细胞来源的细胞外囊泡具有组织修复功能,这是很多研究报道都已经证实的结论。但是,如何将间充质干细胞来源的细胞外囊泡递送到特定的部位,如何进行持续性的缓释依旧是一个急需解决的问题。已经有多篇研究将外泌体与水凝胶结合,用于在不同的组织部位进行缓释治疗。这篇文章尝试了使用人间充质干细胞来源的细胞外囊泡结合水凝胶用于脊髓损伤的治疗,并取得了一定的成功。
 
4.Exosomes derived from neural progenitor cells preserve photoreceptors during retinal degeneration by inactivating microglia.
来自神经祖细胞的外泌体通过使小胶质细胞失活而在视网膜变性期间保留感光细胞。
[J Extracell Vesicles] IF=11  PMID:32373289
摘要:视网膜变性(RD)是视觉障碍和失明的最常见原因之一,其特征是感光细胞逐渐退化。神经干/祖细胞(NPC)的移植是一种有前途的RD治疗,尽管疗效的基本机制尚不清楚。越来越多的证据支持这样的观点,即移植的干细胞的旁分泌作用可能是挽救早期变性而非细胞替代的主要方法。NPC衍生的外泌体(NPC-exos)是一种从NPC释放的细胞外囊泡(EV),被认为将功能分子携带到受体细胞上并发挥治疗作用。在本研究中,我们发现在RCS大鼠(一种RD模型)的视网膜下间隙(SRS)中施用人NPC(hNPC)分泌EV和外泌体。直接施用小鼠神经祖细胞衍生的外泌体(mNPC-exos)可以延缓RCS大鼠的光感受器变性,保留视觉功能,防止外核层(ONL)变薄,并减少光感受器的凋亡。从机制上讲,mNPC-exos被视网膜小胶质细胞特异性内化,并在体外和体内抑制了它们的活化。RNA测序和miRNA分析显示,mNPC-exos中包含一组17种miRNA,可通过靶向活化的小胶质细胞中的TNF-α,IL-1β和COX-2来显着抑制炎症信号途径。源自hNPC的外泌体(hNPC-exos)含有与抑制小胶质细胞活化的mNPC-exos相似的miRNA。我们证明,NPC-exos显着抑制了小胶质细胞的活化,从而保护了感光细胞免于细胞凋亡,这表明NPC-exos及其含量可能是干细胞疗法治疗RD的机制。
PS:神经干细胞来源的细胞外囊泡用于视网膜感光细胞的保护,以减缓视力衰减,很不错的研究报道,感兴趣的可以读一读。
 
5.Tumor-exocytosed exosome/AIEgenhybrid nano-vesicles facilitate efficient tumor penetration and photodynamic therapy.
肿瘤细胞外泌体/ AIEgen杂合纳米囊泡可促进有效的肿瘤渗透和光动力疗法。
[Angew ChemInt Ed Engl] IF=12.257 PMID:32367646
摘要:具有聚集诱导发射(AIE)性质的新型光敏剂的开发推动了光动力疗法(PDT)领域的重大进步。在本文中,电穿孔方法用于制备可促进有效肿瘤渗透的肿瘤细胞外泌体/AIEgen杂合纳米囊泡(称为DES)。然后使用地塞米松使TME中的血管功能正常化,以减少局部缺氧,从而显着增强DES纳米囊泡的PDT功效,从而使其有效抑制肿瘤生长。我们首次实现了AIEgen与生物肿瘤细胞外泌体的杂交,并结合了PDT方法和标准化肿瘤内脉管系统,以减少局部组织缺氧。总之,这项工作突出了设计基于AIEgen的PDT系统的一种新的有价值的方法,并强调了AIEgens的潜在临床价值。
PS:通过细胞外囊泡携带光敏材料到达肿瘤细胞,通过光疗法来抑制肿瘤生长,算是对细胞外囊泡的一种魔改了。
 
6. Senescent stromal cells promote cancer resistance through SIRT1 loss-potentiated overproduction of small extracellular vesicles.
衰老的基质细胞通过SIRT1下调,增强小细胞外小泡的过度生产来促进癌症耐药性。
[Cancer Res] IF=8.378  PMID:32366480
摘要:细胞衰老是一种有效的肿瘤抑制程序,可防止肿瘤发生。矛盾的是,衰老细胞会形成炎症性分泌组,称为衰老相关的分泌表型(SASP),与年龄相关的病理学包括癌症有关。在这里,我们报告衰老细胞积极合成并释放具有独特的大小分布的小细胞外囊泡(sEVs)。从机理上讲,尽管蛋白质组范围内的泛素化增强,SIRT1的损失仍支持sEV的产生,该过程与ATP6V1A下调和溶酶体酸化不良有关。释放后,衰老的基质sEVs会显着改变受体癌细胞的表达谱并增强其侵袭性,特别是由ATP结合盒亚家族B成员4(ABCB4)的表达介导的耐药性。用激动剂SRT2104靶向SIRT1可通过抑制衰老的基质细胞产生sEV来预防抗癌性的发展。在临床肿瘤学中,可以通过常规生物技术轻松检测出治疗后癌症患者外周血中的sEV,从而提供可利用的生物标记物来监测治疗效果并预测长期结果。这项研究共同确定了支持衰老细胞病理活动的独特机制,并通过共同靶向癌细胞及其周围的微环境为绕过晚期人类恶性肿瘤提供了有效途径,该途径通过从衰老基质细胞分泌sEV来促进耐药性。
PS:衰老的基质细胞分泌细胞外囊泡调控肿瘤耐药性,这篇文章提出了新的机制,并阐释了SIRT1在这一过程中的重要作用。
 
7. Optical, electrochemical andelectrical (nano)biosensors for detection of exosomes: A comprehensive overview.
用于检测外泌体的光学,电化学和电气(纳米)生物传感器:全面概述。
[Biosens Bioelectron] IF=9.518  PMID:32365010
摘要:外泌体是参与人体细胞许多生理活动的小细胞外囊泡。来自癌细胞的外泌体具有巨大的潜力,可用于临床诊断,早期癌症检测和分子治疗的靶标鉴定。尽管这个领域越来越受到学术界和工业界的关注,但诸如超灵敏检测技术和高效隔离方法等障碍仍然存在。在临床环境中,迫切需要快速分析,可靠的检测和即时检验(POCT)。面对这些挑战,本文旨在回顾最近的发展和技术突破,包括用于癌症和其他疾病领域的外泌体检测的光学,电化学和电生物传感器,并展示纳米生物传感器如何增强常规传感器的性能。总结了工作策略,发现的局限性,研究的优缺点。讨论了外泌体驱动的POCT在液体活检中的新趋势,挑战和未来前景。
PS:检测外泌体的策略逐渐多样化, 如何表征外泌体是外泌体应用的前提,这篇综述汇总了目前外泌体检测的光学、电化学等生物传感器研究,相关领域的朋友适当关注一下。
 
8. Protein markers for Candida albicans EVs include claudin-like Sur7 family proteins.
白色念珠菌细胞外囊泡的蛋白质标记包括类claudin Sur7家族蛋白。
[J Extracell Vesicles] IF=11  PMID:32363014
PS:从事菌体外膜泡研究的朋友可以关注一下,这篇文章主要报道了白色念珠菌来源的菌体外膜泡的潜在蛋白标志物。寻找标志物的朋友们也可以参考一下它使用的方法。
 
9.A circulating extracellular vesicles-based novel screening tool for colorectal cancer revealed by shotgun and data-independent acquisition mass spectrometry.
一种基于循环细胞外囊泡的新型筛查工具,可通过shotgun和独立于数据的采集质谱技术揭示其对大肠癌的作用。
[J ExtracellVesicles] IF=11  PMID:32363013
摘要:大肠癌(CRC)的早期筛查对于改善其预后至关重要。由于低侵入性和高再现性,越来越多地考虑使用液体活检来诊断癌症。此外,表达肿瘤特异性蛋白的循环细胞外囊泡(crEVs,从血浆中分离出的细胞外囊泡)是各种癌症的潜在生物标志物。在这里,我们介绍了一种基于数据独立获取(DIA)质谱(MS)的液体活检诊断方法。通过过夜超速离心结合蔗糖密度梯度离心,从人CRC细胞系的培养上清液和不同肿瘤阶段的CRC患者血浆中分离出细胞外囊泡(EVs)。使用基于串联质谱标记(TMT)的shotgun蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学来确定肿瘤特异性EV蛋白的优先级。使用蛋白质印迹法(WB)在第二个独立队列和一个荷瘤小鼠模型中验证了结果。DIA-MS在第三组中进一步验证了候选生物标志物。最后,DIA-MS方法得到了加速,可以在另一名独立的CRC和健康对照患者队列中高通量检测EV生物标志物。我们发现在crEV中,HP,S100A9,FGA和FN1总量和磷酸化水平与癌症进展密切相关。FGA是最主要的生物标志物候选物。对人CRC细胞系和小鼠模型的分析表明,FGA + crEVs可能由CRC细胞释放。此外,快速DIA-MS和平行反应监测(PRM)-MS均证实FGA + crEVs可以0.949的ROC曲线诊断CRC。该性能优于常规肿瘤生物标志物。三组中FGA + crEVs的DIA-MS定量与PRM-MS的定量一致。由此可见,DIA-MS检测FGA + crEVs是鉴定早期CRC的潜在快速且非侵入性的筛查工具。
PS:文章利用DIA-MS系统分析大肠癌患者血浆中细胞外囊泡的蛋白成分并发现了可用于液体活检诊断的潜在标志物。
 
10. Extracellular vesicles provide a capsid-free vector for oncolytic adenoviral DNA delivery.
细胞外囊泡为溶瘤腺病毒DNA递送提供了无衣壳的载体。
[J Extracell Vesicles] IF=11  PMID:32363012
摘要:细胞外囊泡(EVs)已被证明是运送治疗货物的吉祥候选物,包括用于癌症治疗的溶瘤病毒。在细胞外囊泡中溶瘤病毒的传递可提供巨大的优势,将病毒隐藏在免疫系统之外,并提供进入癌细胞的替代进入途径。在这里,我们描述了感染溶瘤腺病毒(IEV,感染的细胞衍生的EV)感染的癌细胞所分泌的EV的形成和病毒载量随感染时间的变化。IEV在解毒释放病毒粒子之前就已经被分泌出来,其结构类似于正常分泌的EV,这表明它们不仅是感染细胞的凋亡片段。IEV能够携带病毒基因组并诱导其他癌细胞的感染。因此,细胞外囊泡在腺病毒生命周期中的作用可能是成功感染的重要组成部分,也可以用于癌症和基因治疗。
PS:文章介绍了细胞外囊泡在溶瘤腺病毒作用于肿瘤过程中的功能和作用,为肿瘤的溶瘤治疗提供了更多的理论基础。
 
11.Extracellular vesicle-associated lipids in central nervous system disorders.
中枢神经系统疾病中的细胞外囊泡相关脂质。
[Adv Drug Deliv Rev] IF=15.519 PMID:32360577
摘要:越来越多的证据表明,脂质代谢在中枢神经系统(CNS)疾病(例如多发性硬化症,阿尔茨海默氏病和帕金森氏病)中受到干扰。细胞外囊泡(EVs),包括外泌体和微囊泡,是纳米颗粒,通过转运各种生物活性分子(包括多种脂质物种)在细胞间通讯和组织体内平衡中起着至关重要的作用。在过去的十年中,研究定义了EV脂质组的变化与中枢神经系统疾病的疾病进展和缓解密切相关。在这篇综述中,我们总结并讨论了EV脂质组中的这些变化,并详细阐述了与EV相关的不同脂质对中枢神经系统疾病病理过程的影响。我们得出的结论是,与EV相关的脂质与中枢神经系统疾病中的神经炎症,中枢神经系统修复和病理性蛋白质聚集密切相关,并且对EV脂质组的调节代表了一种有希望的治疗策略,可以阻止多发性硬化症,阿尔茨海默氏病和帕金森氏病的疾病进展。此外,我们预测疾病阶段特定的EV相关脂质签名可能是将来诊断和早期检测中枢神经系统疾病的宝贵标志。
PS:神经系统疾病中脂质代谢或多或少会受到影响,因此病程中细胞外囊泡的脂质成分也会产生变化,这篇综述文章汇总了目前中枢神经系统疾病中细胞外囊泡脂质相关研究进展。 

 

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