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【2020-29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篇文章介绍了Wnt蛋白在亲水环境中的存在形式,暂时否定了Wnt通过囊泡来在亲水环境中传递的假设;第2篇文章是一个回顾性的综述,主要回顾了目前细胞外囊泡领域研究从方法学到应用的不同热点和重难点;第4篇介绍了适体传感器在细胞外囊泡检测中的应用和发展。希望相关研究报道对大家的工作能够有所帮助。
1.Glypicans shield the Wnt lipid moiety to enable signalling at a distance.
糖蛋白屏蔽Wnt脂质部分以实现远距离信号。
[Nature] IF= 42.778  PMID:32699409
摘要:目前的研究已经发现相对少量的蛋白质充当在组织内及器官组织间扩散以调控组织发展过程中的组织修复和细胞命运规范的形态发生素信号传递分子。其中有Wnt蛋白,其携带信号传导活性必不可少的棕榈油酸酯部分。疏水性脂蛋白如何在细胞外空间中扩散尚不清楚。已经提出了几种机制,例如涉及脂蛋白颗粒,外泌体或特定伴侣的机制,以克服这种所谓的Wnt溶解性问题。在这里,我们提供了针对这些模型的证据,并表明Wnt脂质被Dally样蛋白(Dlp)定义的Glypicans亚类的核心结构域屏蔽。结构分析表明,在棕榈油酰化肽存在的情况下,这些甘聚糖改变构象以形成疏水性空间。因此,Dlp家族的聚糖可以保护Wnt蛋白的脂质免受水性环境的影响,并可以作为Wnt蛋白可以从中移交给信号受体的储库。
PS:Wnt蛋白在生物结构发生过程中发挥着重要作用。它是一种信号配体蛋白,具有特定的疏水结构域,Wnt蛋白如何在细胞外环境的亲水环境中存在是目前尚未理解的问题。之前提出各种Wnt蛋白存在于亲水环境的可能方式。外泌体领域也有很多报道认为Wnt可能是存在于囊泡中,从而避免了与亲水环境的直接接触,但是目前还缺少很多直接的证据。这篇文章则否定了过去的部分假设,证明了Wnt是通过糖蛋白屏蔽疏水部分从而实现在亲水环境中稳定存在的。 
2.An Analysis of Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles for Preclinical Use.
用于临床前用途的间充质干细胞来源的细胞外囊泡的分析。
[ACS Nano] IF=14.588   PMID:32697573
摘要:间充质干细胞衍生的细胞外囊泡(MSC-EVs)可以减少炎症,促进愈合并改善器官功能,从而提供潜在的“无细胞”疗法。在进行临床转化之前,综合有关临床前方法和功效的现有证据至关重要。为了解决这些问题,我们使用了黄金标准的系统评价方法,整合了所有已发表的研究MSC-EV的动物研究的信息,以此作为干预措施。系统搜索MEDLINE和Embase可鉴定206个研究。重复提取数据,以用于方法,实验设计,干预性状,修改和结果。MSC-EV用于治疗多种疾病,并在97%的研究中显示出益处。仅三项研究报告了不良反应。二证明可能促进肿瘤的生长。四分之一的文章对细胞外囊泡进行了改进,以提高功效,其中72%的细胞外囊泡与未改装的细胞外囊泡相比可显着改善结果。但是,一些关键的方法论问题是显而易见的。只有60%的研究使用了与细胞外囊泡尺寸定义一致的命名法。尽管产量和纯度有所不同,超速离心(70%)和分离试剂盒(23%)是最常见的分离技术。细胞外囊泡的蛋白质剂量(68%)或颗粒浓度(16%)不一致。三分之二的研究使用异种细胞外囊泡,表明具有免疫相容性。不到25%的研究评估了细胞外囊泡的生物分布。确定大小,蛋白质标志物和形态的方法高度异质,只有12个和4个研究分别满足MISEV 2014和2018建议。从这项系统的综述中发现的知识缺口突出了在迅速发展的细胞外囊泡治疗领域中改善临床前设计和方法学的重要机会。
3.EXTRACELLULAR VESICLES AS BIOMARKERS IN LIVER DISEASES: A CLINICIAN'S POINT OF VIEW.
肝细胞外囊泡作为肝病中的生物标志物:临床医生的观点。
[J Hepatol] IF=20.582   PMID:32682050
摘要:细胞外囊泡是包含蛋白质,脂质,RNA和microRNA的膜结合囊泡。它们可以源自健康细胞和受压细胞,并且可以在生理和病理情况下提供原始细胞的快照。在肝脏疾病中,可能引起细胞外囊泡释放的各种过程包括肝细胞凋亡,肝星状细胞激活,肝先天免疫系统激活,系统性炎症和细胞器功能障碍(线粒体功能障碍和内质网应激)。因此,许多研究已经研究了细胞外囊泡作为肝脏疾病中生物标志物的潜在兴趣。这篇综述提供了可用于在临床环境中测量细胞外囊泡浓度的方法的概述,范围从血浆制备到细胞外囊泡测量技术。我们还提供全面的研究综述,总结细胞外囊泡在各种肝脏疾病(包括非酒精性和酒精性脂肪性肝炎,病毒性乙型和丙型肝炎病毒感染,肝硬化,原发性肝癌,原发性硬化性胆管炎和急性肝炎)中的诊断,严重程度和预后生物标志物的应用。特别是,该综述表明,细胞外囊泡可能是评估非酒精性脂肪肝疾病的活动和纤维化,预测乙型肝炎病毒再激活的风险,预测肝硬化的并发症和死亡率,检测早期肝细胞癌,检测恶性转化的有用工具。大多数研究都采用先导研究得出的数据并等待临床验证,但是一些细胞外囊泡亚群已经在可靠的前瞻性研究中进行了评估。本文还讨论了将细胞外囊泡用作生物标记物所引起的挑战。
4.Recent advances of aptasensors for exosomes detection.
用于外泌体检测的适体传感器的最新进展。
[Biosens Bioelectron] IF=10.257   PMID:32339150
摘要:外泌体是从直径为30-150 nm的细胞中释放出来的纳米级磷脂双层膜包裹的囊泡。它们的内容物反映了来自其亲代细胞的有关癌症微环境的重要信息,作为无创早期诊断的潜在生物标记物,其引起了越来越多的关注。在其检测方法中,适体传感器因其价格适中,易于使用,响应速度快,灵敏度高,特异性强和多路复用能力而成为吸引人的明星。这篇综述主要总结了基于单链DNA(ssDNA)适体的传感器在癌症和肿瘤来源的外泌体检测中的最新进展。首先,我们简要介绍适体和外泌体。然后,我们介绍了用作各种癌症潜在生物标志物的外泌体蛋白,以及在适体传感器中使用的特定ssDNA适体。我们基于制造方法,生物识别机制以及检测评估,着重介绍八种主要的适体传感器:荧光,电化学,比色,发光,侧向流动条,表面增强拉曼散射,表面等离子体共振和巨型磁阻传感器。最后提出了适体及其在外泌体研究中的更多应用的未来方向和挑战。
5.Human umbilical cord mesenchymal stem cells-derived exosomes deliver microRNA-375 to downregulate ENAH and thus retard esophageal squamous cell carcinoma progression.
人脐带间充质干细胞来源的外泌体传递microRNA-375来下调ENAH,从而延迟食管鳞状细胞癌的进展。
[J Exp Clin Cancer Res] IF=7.068   PMID:32698859
摘要:骨髓来源的间充质干细胞(UCMSC)的外泌体microRNA(miRNA或miRs)已成为有前途的癌症治疗策略。本研究旨在阐明人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)衍生的外泌体miR-375在食管鳞状细胞癌(ESCC)中的潜在机制。在确定miR-375及其在ESCC组织和细胞中的假定靶标使能同源物(ENAH)的表达后,我们测试了其改变的表达对ESCC增殖,侵袭,迁移和肿瘤球形成的影响。分离转染的hUCMSCs衍生的外泌体(hUCMSCs-exo),并与ESCC细胞共培养以测量hUCMSCs-exo递送的miR-375对ESCC发育的影响。最后,我们研究了miR-375对体内肿瘤生长的影响。在ESCC中,miR-375的表达降低,而ENAH的表达升高。ENAH被鉴定为miR-375的靶基因。升高的miR-375或耗尽的ENAH表达抑制ESCC细胞增殖,侵袭,迁移,肿瘤球形成并促进凋亡。此外,由hUCMSCs-exo递送的miR-375可以抑制ESCC细胞增殖,侵袭,迁移,肿瘤球形成,但在体外促进细胞凋亡,并在体内抑制肿瘤生长。总之,hUCMSCs-exo可以递送miR-375抑制ENAH表达,并随后抑制ESCC的启动和发展。
6.Extracellular vesicle-based liquid biopsy holds great promise for the management of ovarian cancer.
基于细胞外囊泡的液体活检对卵巢癌的治疗具有广阔的前景。
[Biochim Biophys Acta Rev Cancer] IF=7.365   PMID:32698041
摘要:卵巢癌是一种高度致死性的妇科疾病,大多数患者由于缺乏适当的标记物或早期检测方法而被诊断为晚期。细胞外囊泡(EVs)是由所有类型的细胞释放的小型生物囊泡,并广泛分布在生物流体中。这些囊泡及其生物活性成分涉及肿瘤发生和发展的各个方面,并且其中一些可以在液体活检的生物流体中检测到,并用作癌症治疗的标志物。液体活检是通过检测生物流体(例如血浆)中的生物分子来进行疾病诊断和实时监控的最新开发方法。该手术微创且相对方便,特别是对于癌症患者。在这篇综述中,我们描述了基于EV的液体活检在卵巢癌中的应用,并总结了用于EV分离和检测的技术以及从卵巢癌衍生的EV中鉴定出的生物标志物的最新进展,重点是它们在诊断中的潜在作用和进度监控。尽管液体活检的优势使该方法前景广阔,但仍存在一些技术挑战,并且仍在探索临床上合格的生物标志物。
7.NRF2 is a key regulator of endothelial microRNA expression under proatherogenic stimuli.
NRF2是促动脉粥样硬化刺激下内皮microRNA表达的关键调节因子。
[Cardiovasc Res] IF=8.168   PMID:32683448
摘要:氧化的磷脂和微RNA(miRNA)被越来越多地认为在驱动动脉粥样硬化的内皮功能障碍中发挥作用。NRF2转录因子是氧化磷脂作用的关键介体之一,但该过程背后的基因调控机制仍然不清楚。在这里,我们研究了氧化磷脂对人脐静脉内皮细胞(HUVECs)和主动脉内皮细胞(HAECs)的转录基因调控的全基因组影响,并特别关注miRNA。我们整合了HiC,ChIP-seq,ATAC-seq,GRO-seq,miRNA-seq和RNA-seq的数据,以更深入地了解NRF2对氧化磷脂的响应所驱动的转录机制。我们证明存在NRF2 超二级结构及其结合在上调的转录本附近更加突出,提示促进转录起始是最可能的作用机制。我们进一步确定NRF2为100多种内皮pri-miRNA的新型调节剂。其中,我们表征了两个核心miRNA miR-21-5p和miR-100-5p,并证明了它们在mTOR,VEGFA,HIF1A和MYC表达上的相反作用。最后,我们提供了证据,表明外泌体中miR-21-5p和miR-100-5p的水平在衰老后会增加,并且呈现出与冠状动脉疾病严重程度相关的趋势。总而言之,我们的分析为转录和miRNA功能的调节提供了一个综合的观点,这些调节和介导了内皮细胞中氧化磷脂的促动脉粥样硬化作用。我们的分析提供了对miRNA及其靶基因的转录调控的更深入的了解,miRNA及其靶基因可以调控内皮细胞中氧化磷脂的促动脉粥样硬化作用。我们进一步表征了miR-21-5p和miR-100-5p在促动脉粥样硬化性刺激后调节VEGF途径的作用。我们证明从心血管疾病患者的心包液中获得的外泌体中两种miRNA的水平都与疾病严重程度相关。因此,未来的研究应确定miR-21-5p和miR-100-5p在诊断心血管疾病中的用途。
8.Delivery of a model lipophilic membrane cargo to bone marrow via cell-derived microparticles.
通过细胞来源的微粒将模型亲脂性膜货物运送到骨髓。
[J Control Release] IF=7.727   PMID:32682903
摘要:骨髓(BM)是中央免疫器官和血液系统疾病的起源。高效且特定的药物向BM的递送是未满足的需求。我们测试了作为模型亲脂性货物的荧光吲哚并花菁脂质(ICLs,DiR,DiD,DiI)的递送。全身注射的T淋巴细胞细胞系Jurkat比红细胞更有效地将ICL传递给BM,比PEG化脂质体更有选择性。近红外成像显示,递送仅限于BM,肺,肝和脾,而在肾脏,脑,心脏,肠,脂肪组织和胰腺中没有积累。在免疫缺陷或具有免疫能力的小鼠中全身注射ICL标记的细胞后,几乎没有细胞完整到达BM。但是,有5%至10%的BM细胞呈ICL阳性。完整BM的共聚焦显微镜检查证实,ICL的递送与注射的细胞无关。流式细胞仪分析显示脂质在CD11b +和CD11b-细胞以及造血祖细胞中积累。在急性骨髓性白血病的异种移植模型中,单次注射一千万个Jurkat细胞可将DiD递送至约15%的肿瘤细胞。静脉注射后,ICL标记的细胞几乎立即从血液中消失,但是许多细胞来源的微粒继续在血液中循环。微粒的形成不是由于ICL标记或补体攻击,而是在注射同系和异种细胞后观察到的。从Jurkat细胞体外产生的微粒的注射导致了与完整Jurkat细胞注射类似的ICL递送。我们的结果证明了一种新颖的递送范例,其中系统注射的细胞释放出积聚在BM中的微粒。另外,该结果对涉及全身施用细胞疗法的研究具有重要意义。

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