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【2020-25期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了10篇分享给大家。第1篇文章是发表在Nature上的短综述,主要介绍了目前细胞外囊泡在药物递送方面的工作并进行了展望;第2篇文章主要介绍了小细胞外囊泡在改善衰老相关组织损伤中的功能作用;第3篇篇是一个标志物筛选的报道,主要从细胞外囊泡相关miRNA入手,筛选了对PD-1和PD-L1敏感与不敏感患者中的标志物;第6篇是一篇综述文章,主要介绍了目前细胞外囊泡领域的研究技术和标准化问题。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.How Extracellular Vesicles CanEnhance Drug Delivery.
细胞外囊泡如何增强药物输送。
[Nature] IF=43.07  PMID:32555476
PS:关于细胞外囊泡在药物递送过程中的应用和改善情况。一篇发表在Nature上的小评述,大家可以关注了解一下。
 
2.Small Extracellular Vesicles Have GST Activity and Ameliorate Senescence-Related Tissue Damage.
小型细胞外囊泡具有GST活性并改善衰老相关的组织损伤。
[Cell Metab] IF=22.415 PMID:32574561
摘要:衰老是细胞和组织功能障碍的过程,其特征是具有不同的特征,包括细胞衰老。但是,有证据表明衰老和衰老的某些特征可以得到改善。在这里,我们提供的证据表明,从年轻的人类供体的初级成纤维细胞中分离出的小细胞外囊泡(sEVs)可以改善某些来自老年和Hutchinson-Gilford早衰综合症供体的细胞衰老的生物标记。重要的是,来自年轻细胞的sEV可以改善老年小鼠各种组织的衰老。从机制上讲,我们确定sEV具有固有的谷胱甘肽S-转移酶活性,部分原因是由于谷胱甘肽相关蛋白(GSTM2)的高水平表达。将重组GSTM2转染到源自旧成纤维细胞的sEV中,可恢复其抗氧化能力。 sEVs在体内和体外均可增加还原型谷胱甘肽的水平,并降低氧化应激和脂质过氧化。总而言之,我们的数据表明了sEV作为衰老再生疗法的潜力。

 

3.Circulating miRNAs and Extracellular Vesicle Containing miRNAs as Response Biomarkers of Anti PD-1/PD-L1 Therapy inNon-Small-Cell Lung Cancer.
循环miRNA和含miRNA的细胞外囊泡作为非小细胞肺癌抗PD-1 / PD-L1治疗反应的生物标志物。 
[J Thorac Oncol] IF=12.46  PMID:32565389
摘要:抗PD-1 / PD-L1抗体疗法是晚期非小细胞肺癌(NSCLC)的标准疗法,PD-L1免疫组织化学被用作治疗反应的预测性生物标志物。但是,由于并非所有具有高PD-L1的NSCLC患者都有反应,并且一些具有低PD-L1表达的患者显示出持久的益处,因此需要更准确,可预测的生物标志物。循环中的miRNA和包装在细胞外小泡(EVs)中的miRNA被认为在免疫细胞之间以及免疫细胞与肿瘤细胞之间的细胞间通讯中发挥作用,并且可能是机制相关生物标志物的良好来源。这项研究使用的是单药抗PD-1或PD-L1抗体治疗的晚期NSCLC患者的预处理血浆。使用尺寸排阻色谱法分离血浆EV。提取全血浆和含EV的RNA。使用下一代测序平台分析了miRNA图谱。分析了14位有反应者(显示PR或SD≥6个月的患者)和15位无反应者(在RECIST中显示PD的患者)的样本。总共,来自整个血浆的32个miRNA(p =0.0030-0.0495)和7个与EV相关的miRNA(p = 0.041-0.0457)在反应者和非反应者之间显示出明显的浓度差异。在一个单独的队列中验证了其中一些循环miRNA的结果,该队列具有8个响应者和13个非响应者。还使用免疫组化方法对两个队列的患者进行了肿瘤PD-L1水平的评估。整个血浆和血浆EV中特定的循环miRNA在应答者和非应答者之间差异表达,并且有可能作为抗PD-1 / PD-L1治疗应答的预测生物标志物。
 
4.IRE1A Stimulates Hepatocyte-derived Extracellular Vesicles That Promote Inflammation in Mice With Steatohepatitis.
IRE1A刺激源自肝细胞的细胞外囊泡,促进脂肪性肝炎小鼠的炎症。 
[Gastroenterology] IF=19.233 PMID:32574624
摘要:内质网至细胞核信号转导1(ERN1,也称为IRE1A)是非折叠性脂肪性肝炎(NASH)患者肝脏中未激活蛋白反应的传感器。 IRE1A激活后,肝细胞释放富含神经酰胺的炎性细胞外囊泡(EVs)。我们研究了抑制IRE1A对饮食诱发的脂肪性肝炎小鼠炎症性EV释放的影响。给C57BL / 6J小鼠和Ire1a(IRE1αΔhep)肝细胞特异性破坏的小鼠喂食高脂肪,果糖和胆固醇(FFC)的饮食,以诱导脂肪性肝炎或标准食物饮食的发展(对照组)。给部分小鼠腹膜内注射IRE1A抑制剂4μ8C。用表达IRE1A的腺病毒或腺伴随病毒转导小鼠肝和原代肝细胞。从小鼠收集肝脏并通过定量PCR和染色质免疫沉淀测定法进行分析;通过ELISA分析血浆样品。细胞外囊泡源自肝细胞,并经静脉注射到小鼠体内。血浆细胞外囊泡通过纳米颗粒跟踪分析,电子显微镜,免疫印迹和纳米级流式细胞仪进行表征。我们使用了带有膜标签的记者鼠标来检测肝细胞衍生的细胞外囊泡。来自NASH和未患有NASH(对照)的患者的血浆和肝组织的EV浓度以及RNAscope和基因表达分析进行了分析。在FFC饮食中,破坏肝细胞中Ire1a或抑制IRE1A可以减少EV的释放以及肝损伤,炎症和巨噬细胞的积累。 IRE1A在小鼠肝脏中的激活刺激了肝细胞衍生的EV的释放,也刺激了培养的原代肝细胞的释放。静脉注射IRE1A刺激的肝细胞源性EV的小鼠在肝中积累了单核细胞源性巨噬细胞。 IRE1A刺激的细胞外囊泡富含神经酰胺。染色质免疫沉淀表明,IRE1A激活X-box结合蛋白1(XBP1)以增加丝氨酸棕榈酰转移酶基因的转录,该基因编码神经酰胺生物合成的限速酶。向小鼠施用丝氨酸棕榈酰转移酶的药理抑制剂可减少细胞外囊泡的释放。与对照组相比,NASH患者的肝脏组织中XBP1和丝氨酸棕榈酰转移酶的水平升高,血浆中的EV数量增加,并且与炎症的组织学特征相关。在小鼠肝细胞中,激活的IRE1A通过XBP1促进丝氨酸棕榈酰转移酶基因的转录,从而导致神经酰胺的生物合成和EV的释放。细胞外囊泡将单核细胞衍生的巨噬细胞募集到肝脏,导致饮食引起的脂肪性肝炎的小鼠发炎和受伤。 NASH患者肝脏组织中XBP1,丝氨酸棕榈酰转移酶和EV的水平均升高。可以制定阻断该途径的策略以减轻NASH患者的肝脏炎症。
 
5.Exosomes Transfer miRNAs FromCell-To-Cell to Inhibit Autophagy During Infection With Crohn'sDisease-Associated Adherent-Invasive E. coli.
外泌体在感染克罗恩氏病相关粘附侵袭性大肠杆菌的过程中,将miRNA在细胞间转移从而达到到抑制自噬的目的。
[Gut Microbes] IF=7.823  PMID:32583714
摘要:黏附侵入性大肠杆菌(AIEC)在克罗恩病(CD)患者的肠道粘膜中异常定殖,能够粘附并侵入肠道上皮细胞(IEC),在巨噬细胞中存活和复制并诱导促炎性反应。 IEC的AIEC感染会诱导外泌体的分泌,从而增加接受外泌体的IEC和巨噬细胞中AIEC的复制。在这里,我们研究了从AIEC感染细胞接受外泌体的细胞中AIEC复制增加的潜在机制。未感染的人肠上皮T84细胞(未感染Exo)或临床AIECLF82株(Exo-LF82),非致病性大肠杆菌K12菌株(Exo-K12)或常见的大肠杆菌HS感染的T84细胞释放的外泌体纯化菌株(Exo-HS),并用于刺激T84细胞。与未感染Exo,Exo-K12和Exo-HS相比,用Exo-LF82刺激T84细胞抑制了自噬。 qRT-PCR分析显示,与未感染Exo,Exo-K12和Exo-HS相比,Exo-LF82中miR-30c和miR-130a的水平增加。这些miRNA通过外泌体转移到受体细胞中,它们靶向并抑制了ATG5和ATG16L1的表达,从而自噬反应,从而促进了AIEC细胞内复制。在用AIEC LF82感染的外泌体供体细胞中抑制这些miRNA消除了释放的Exo-LF82和接收Exo-LF82的细胞中miR-30c和miR-130a水平的增加,从而抑制了Exo-LF82对MHC的抑制作用。ATG5和ATG16L1在Exo-LF82受体细胞中的表达以及自噬介导的AIEC清除。我们的研究表明,在AIEC感染后,IEC分泌能够将特定miRNA转移至受体IEC的外泌体,从而抑制自噬介导的细胞内AIEC清除。
 
6.Technologies and Standardization in Research on Extracellular Vesicles.
细胞外囊泡研究技术与标准化。 
[Trends Biotechnol] IF=13.747 PMID:32564882
摘要:细胞外囊泡(EVs)是磷脂双层膜包裹的结构,包含RNA,蛋白质,脂质,代谢物和其他分子,这些分子被各种细胞分泌到生理液中。 EV介导的生物分子转移是各种生理和病理过程的关键组成部分。细胞外囊泡在新型诊断和治疗策略中的潜在应用引起了越来越多的关注。 然而,由于细胞外囊泡固有的复杂生物发生及其在尺寸,成分和来源上的巨大异质性,细胞外囊泡的研究仍然面临着巨大的挑战。需要建立解决细胞外囊泡异质性以及细胞外囊泡研究中分析前处理和分析变异性来源的标准化方法。 在这里,我们回顾了为细胞外囊泡分离纯化和表征开发的技术,并讨论了在细胞外囊泡研究中实现标准化的途径。
 
7.Identification of Biomarker Hyaluronan on Colon Cancer Extracellular Vesicles Using Correlative AFM and Spectroscopy.
相关AFM和光谱法鉴定结肠癌细胞外囊泡上的生物标志物透明质酸。
[J Phys ChemLett] IF=7.329  PMID:32573237
摘要:细胞外囊泡(EVs)是细胞分泌的天然存在的纳米大小的囊泡,对于细胞间的通讯至关重要。它们在表面或内部携带独特的生物分子,作为各种病理条件(例如癌症)的生物标志物,它们引起了人们的极大兴趣。在这项工作中,我们使用高分辨率原子力显微镜(AFM)和光谱(AFS)技术来证明在单囊泡水平上源自结肠癌细胞和结肠上皮细胞的细胞外囊泡之间的差异。我们观察到,与正常细胞的细胞外囊泡相比,癌细胞中的细胞外囊泡数量显着增加。我们显示,这两种细胞外囊泡均显示细胞外囊泡标志物CD9,而源自癌细胞的细胞外囊泡密度更高。根据最近的报道,透明质酸(HA)是一种非硫酸化的糖胺聚糖,与恶性肿瘤的生长有关。有趣的是,在单囊泡水平上,结肠癌细胞外囊泡与正常细胞外囊泡相比,其HA表面密度显着增加。诸如傅立叶变换红外(FT-IR),圆二色性(CD)和拉曼光谱之类的光谱测量无疑支持AFM和AFS测量。据我们所知,这是检测HA包被的细胞外囊泡作为潜在结肠癌生物标志物的第一份报告。综上所述,这种敏感的方法将有助于在癌症的早期检测和评估阶段识别生物标志物。
 
8.An Integrative Microfluidic Devicefor Isolation and Ultrasensitive Detection of Lung Cancer-Specific Exosomes From Patient Urine.
一种用于从患者尿液中分离和特异性检测肺癌特异性外泌体的微流控装置。
[Biosens Bioelectron] IF=9.518  PMID:32568696
摘要:衍生自各种类型体液的外泌体可以作为癌症早期检测的潜在生物标记。然而,由于缺乏可靠的分离和检测方法,外泌体临床转化仍然具有挑战性。本文中,我们介绍了一种新型的集成微流控设备,该设备专为分离和原位检测从患者尿液中收集的肺癌特异性外泌体而设计。该新设备是使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和经过捕获抗体修饰的纳米多孔金(Au)纳米簇膜制造的。然后加载第二抗体偶联的金纳米棒探针,以使用暗视野显微镜鉴定和量化肺癌特异性外泌体。由于共振瑞利散射,AuNC-外泌体-AuR复合物产生了显着的散射波长偏移并提高了散射强度,这使得能够以超灵敏的方式检测LOD低于1000颗粒/ mL的外泌体。蛋白质组学分析表明,该装置已分离出高纯度的外泌体。然后,我们用来自肺癌患者和对照的500μL尿液样品验证了该方法,这表明这一放开很有希望将早期肺癌患者与健康个体区分开。综上所述,所提出的方法是快速且超灵敏的,并且可以容易地适用于从其他恶性肿瘤分离和检测癌症特异性外泌体。
PS:。
 
9.Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicle-Based Therapies Protect Against Coupled Degeneration of the Central Nervous and Vascular Systems in Stroke.
间充质干细胞源性细胞外囊泡疗法可预防中风中枢神经和血管系统的变性退变。 
[Ageing Res Rev] IF=10.39  PMID:32565329
摘要:基于干细胞的治疗有望成为中风的候选治疗策略。最近,间充质干细胞(MSCs)已被报道为广泛疾病的潜在治疗方法。特别是,临床试验研究已建议将MSC用于卒中治疗。 MSC治疗的重点已转向细胞替代。但是,最近的研究突出了它们的旁分泌作用。细胞外囊泡(EVs)的分泌被认为是MSC治疗的主要治疗机制。但是,与传统的卒中治疗方法组织纤溶酶原激活剂(tPA)相比,基于EV的治疗方法可能提供更大的治疗范围。外泌体是大多数细胞类型分泌的纳米级EV,可以从条件细胞培养基或体液(例如血浆,尿液和脑脊髓液(CSF))中分离出来。外泌体通过靶向其货物,例如宿主细胞上的microRNA(miR),DNA,信使RNA和蛋白质来发挥作用,这会导致受体细胞的行为发生变化。已经表明,外泌体,特别是其功能性货物,通过影响神经血管单位(NVU)在中风的发病机制和恢复中起着重要作用。因此,似乎可以将外泌体用作中风治疗的诊断和治疗工具。 miRs是小的内源性非编码RNA分子,可作为外泌体主要功能货物,并发挥表观遗传调节剂的作用。这些通用的非编码RNA分子参与中风的各个阶段,并影响中风相关因素。此外,中风引起的特定miRs谱的衰老引起的变化进一步突出了miRs的作用。因此,miRs可以用作中风的诊断,预后和治疗工具。在这篇综述中,我们讨论了干细胞,外泌体的作用及其在中风治疗中的应用。我们还强调了miRs在中风治疗中作为治疗选择的用途。
 
10.Homotrimer cavin1 Interacts With caveolin1 to Facilitate Tumor Growth and Activate Microglia Through Extracellular Vesicles in Glioma.
同型三聚体cavin1与caveolin1相互作用,以促进肿瘤生长并通过胶质瘤中的细胞外囊泡激活小胶质细胞。 
[Theranostics] IF=8.063  PMID:32550897
摘要:通过细胞外囊泡(EVs)的细胞间通讯在神经胶质瘤的进展中起着至关重要的作用。然而,对调节EV分泌和功能的精确机制知之甚少。我们以前的研究表明,Cavin1与神经胶质瘤患者的恶性程度呈正相关,而在胶质瘤细胞中过表达Cavin1可以通过细胞外囊泡增强附近胶质瘤细胞的恶性程度。当前的研究使用生物信息学设计了一个不能与Caveolin1相互作用的变体Cavin1(vCavin1),并比较了胶质瘤细胞中过表达Cavin1和vCavin1对EV产生和功能的影响。值得注意的是,我们的结果表明Cavin1表达增强了神经胶质瘤来源的细胞外囊泡的分泌,摄取和归巢能力。表达Cavin1的细胞外囊泡在体外和体内均促进神经胶质瘤的生长。此外,Cavin1表达鼠神经胶质瘤细胞通过细胞外囊泡募集并激活了小胶质细胞。但是,vCavin1既没有加载到EV上,也没有改变EV的分泌和功能。我们的发现表明,Cavin1-Caveolin1相互作用在调节神经胶质瘤细胞外囊泡的产生和功能中起着重要作用,并且在表达高水平Cavin1的神经胶质瘤中可能充当有希望的治疗靶标。

 

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