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【2020-45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篇文章研究介绍了一种基于荧光的细胞外囊泡3D追踪技术,这为对我们认识细胞外囊泡的形成和命运决定具有一定的推动作用;第2篇文章介绍了基质细胞来源的细胞外囊泡在乳腺癌他莫昔芬耐药方面的功能作用;第4篇文章介绍了结直肠癌中菌群对细胞外囊泡的影响以及这些囊泡对转移的作用;第7篇文章介绍了特定巨噬细胞对于含有肠道菌群DNA细胞外囊泡的调节控制。感兴趣的可以下载原文读一读。

1.3D tracking of extracellular vesicles by holographic fluorescence imaging.
全息荧光成像对细胞外囊泡的3D追踪。
[Sci Adv] IF=13.116 PMID:33148645
摘要:荧光显微镜因其分子特异性和超分辨能力而成为生物学的分析策略。然而,它被限制为围绕一个观察平面的狭窄的z范围。在这里,我们报告了一种成像方法,可以用单分子敏感性恢复荧光的整个电场。我们通过消除对相位循环的需求,将数字全息术的原理扩展到快速荧光检测,并能够以15 nm的面内分辨率和8 mm的z范围对单个纳米粒子进行三维(3D)跟踪。作为概念验证的生物学应用,我们对活细胞内细胞外囊泡(EVs)的3D运动进行了成像。在短时间内(<4 s),我们解决了近乎各向同性的3D扩散和定向传输问题。对于更长的滞后时间,我们观察到了向各向异性运动的过渡,其中细胞外囊泡在轴向平面内长距离传输,同时被限制在水平尺寸内。
 
2.CD63 + Cancer-Associated Fibroblasts Confer Tamoxifen Resistance to Breast Cancer Cells through Exosomal miR-22.
CD63 +癌症相关的成纤维细胞通过外泌体miR-22赋予乳腺癌细胞对他莫昔芬的抗性。
[Adv Sci (Weinh) ] IF=15.66  PMID:33173749
摘要:他莫昔芬仍然是治疗雌激素受体α(ERα)阳性乳腺癌的最有效方法。然而,许多患者仍对他莫昔芬产生耐药性并伴有转移复发,这给临床带来了巨大挑战。为了从肿瘤微环境的角度更好地了解他莫昔芬的抗药性,通过单细胞RNA测序绘制了整个微环境图谱,并确定了一种新的与癌症相关的成纤维细胞(CAF)亚群CD63 + CAFs,可促进乳腺癌中他莫昔芬的耐药性。此外,发现CD63 + CAFs分泌富含miR-22的外泌体,miR-22可以结合其靶标ERα和PTEN,从而赋予乳腺癌细胞他莫昔芬抗性。此外,发现将miR-22包装入CD63 + CAF衍生的外泌体是由SFRS1介导的。此外,CD63诱导STAT3激活以维持CD63 + CAF的表型和功能。最重要的是,用CD63中和抗体或cRGD-miR-22海绵纳米颗粒对CD63 + CAF进行药理学阻断可增强他莫昔芬在乳腺癌中的治疗作用。总之,该研究揭示了通过外泌体miR-22诱导乳腺癌中他莫昔芬耐药的CD63 + CAF的新子集,表明CD63 + CAFs可能是增强他莫昔芬敏感性的新型治疗靶点。
 
3.Nidogen 1-Enriched Extracellular Vesicles Facilitate Extrahepatic Metastasis of Liver Cancer by Activating Pulmonary Fibroblasts to Secrete Tumor Necrosis Factor Receptor 1.
富集巢蛋白1的细胞外囊泡通过激活肺成纤维细胞分泌肿瘤坏死因子受体1促进肝癌肝外转移。
[Adv Sci (Weinh)] IF=15.84  PMID:33173740
摘要:在具有肝外转移的肝细胞癌(HCC)患者中,肺是最常见的转移部位。但是,肺微环境如何促进扩散细胞仍不清楚。在这里,发现转移性HCC细胞衍生的细胞外囊泡(EVs)中的gendogen1(NID1)通过增强血管生成和肺内皮通透性来促进肿瘤细胞的定植和肝外转移,从而促进了肺中转移前生态位的形成。EV-NID1还激活成纤维细胞,后者分泌肿瘤坏死因子受体1(TNFR1),促进肿瘤细胞在肺中定植,并增强HCC细胞的生长和运动能力。抗TNFR1抗体的给药可有效减少小鼠转移性HCC细胞衍生的EV诱导的肺转移。从临床角度看,对HCC患者血清EV-NID1和TNFR1的分析揭示了它们与肿瘤分期的正相关性和关联性,表明这些分子具有作为早期检测HCC的非侵入性生物标记物的潜力。总之,这些结果证明了HCC EV和活化的成纤维细胞在转移前的生态位形成中的相互作用,以及它们的功能阻滞如何抑制远处转移至肺部。这项研究通过靶向致癌EV成分及其介导途径,为HCC治疗的新方向提供了希望。
 
4.Exosomes derived from Fusobacterium nucleatum-infected colorectal cancer cells facilitate tumour metastasis by selectively carrying miR-1246/92b-3p/27a-3p and CXCL16.
核梭状芽胞杆菌感染的结直肠癌细胞衍生的外泌体通过选择性携带miR-1246 / 92b-3p / 27a-3p和CXCL16促进肿瘤转移。
[Gut] IF=19.819 PMID:33172926
摘要:从肿瘤细胞释放的外泌体中充满了独特的RNA和蛋白质物质,它们正在成为促进肿瘤进展的通信网络中的重要介体。兼性细胞内细菌核梭菌(Fus)是一种重要的结直肠癌(CRC)相关细菌。迄今为止,尚未研究过Fn感染的CRC细胞的外泌体功能。通过连续差异离心分离外泌体,并通过透射电子显微镜,NanoSight分析和蛋白质印迹进行验证。鉴于外泌体已显示出转运miRNA和蛋白质以改变细胞功能,我们对来自Fn感染和未感染细胞的外泌体进行了miRNA测序和蛋白质组分析。Fn感染细胞的外泌体在CRC肿瘤生长和肝转移中的生物学作用和机制进行了体外和体内的确定。我们证明外泌体从Fn感染的细胞中将miR-1246 / 92b-3p / 27a-3p和CXCL16 / RhoA / IL-8传递到未感染的细胞中,以增加体外细胞迁移能力并促进体内肿瘤转移。最后,循环外泌体miR-1246 / 92b-3p / 27a-3p和CXCL16水平与CRC患者的Fn丰度和肿瘤分期密切相关。这项研究表明Fn感染可能刺激肿瘤细胞生成富含miR-1246 / 92b-3p / 27a-3p和CXCL16 / RhoA / IL-8外泌体,这些外泌体被递送至未感染的细胞以促进转移性行为。
 
5.Treatment of infarcted heart tissuevia the capture and local delivery of circulating exosomes through antibody-conjugated magnetic nanoparticles.
通过抗体偶联的磁性纳米颗粒的捕获和局部递送循环外泌体来治疗梗塞的心脏组织。
[Nat Biomed Eng] IF=18.952 PMID:33159193
摘要:内源性细胞外囊泡的全身生物分布对于维持组织动态平衡至关重要。在这里,我们显示梗死的心脏组织中的血管生成和心脏功能可以通过使用磁性纳米颗粒从循环中收集外泌体的局部积累而得到改善。纳米粒子由Fe3O4核和二氧化硅外壳组成,二氧化硅外壳上装饰有通过键与两种类型的抗体结合的聚乙二醇,该两种类型的抗体与细胞外囊泡表面的CD63抗原或肌球蛋白轻链表面结合受损心肌细胞上的标记。在施加局部磁场时,在受损心脏组织的酸性pH下纳米颗粒的积累和键的断裂导致捕获的囊泡的局部释放。在心肌梗塞的兔子和大鼠模型中,在梗死组织中磁性捕获的表达CD63的外泌体的磁性引导积累导致梗死面积的减小以及左心室射血分数和血管生成的改善。该方法可用于操纵内源性外泌体生物分布,以治疗其他疾病。
 
6.Hypoxic glioma stem cell-derived exosomes containing Linc01060 promote progression of glioma by regulating the MZF1/c-Myc/HIF-1α.
含Linc01060的缺氧性神经胶质瘤干细胞外泌体通过调节MZF1 / c-Myc /HIF-1α促进神经胶质瘤的进展。
[Cancer Res] IF=9.727  PMID:33158815
摘要:胶质瘤干细胞(GSC)是肿瘤细胞的一个亚群,具有在胶质瘤中增殖和分化的特殊能力。它们是肿瘤复发的主要原因之一,尤其是在低氧条件下。尽管已知长的非编码RNA(lncRNA)参与许多生物学过程,并且暗示某些疾病的发生,但是人们对其长远的肿瘤发展和进展的作用仍知之甚少。在这里,我们探讨了来自缺氧神经胶质瘤干细胞(H-GSC)的lncRNA引起神经胶质瘤进展的机制。Linc01060基因,包含它们的外泌体以及调节该基因的肿瘤细胞中的蛋白质的分离和鉴定,可用于研究Linc01060对增殖和糖代谢的影响。H-GSC通过将外泌体转移至神经胶质瘤细胞发挥其作用,从而导致Linc01060水平显着增加。从机理上讲,Linc01060与转录因子髓系锌指1(MZF1)直接相互作用并增强了其稳定性。Linc01060促进MZF1的核易位并促进MZF1介导的c-Myc转录活性。此外,c-Myc在转录后水平上增强了缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)的积累。HIF-1α结合了Linc01060启动子的激素反应元件(HRE),从而上调Linc01060基因的转录。临床上,Linc01060在神经胶质瘤中上调,并且与肿瘤分级和不良的临床预后显着相关。总体而言,这些数据表明,缺氧神经胶质瘤干细胞中含Linc01060的外泌体的分泌激活了神经胶质瘤细胞中促癌信号通路,从而促进了疾病的发展。
 
7.CRIg+ macrophages prevent gut microbial DNA-containing extracellular vesicle-induced tissue inflammation and insulin resistance.
CRIg+巨噬细胞可预防含肠道微生物DNA的细胞外囊泡诱导的组织炎症和胰岛素抵抗。
[Gastroenterology] IF=17.373 PMID:33152356
摘要:肝CRIg +(免疫球蛋白超家族的补体受体)巨噬细胞在过滤细菌及其循环产物方面起着至关重要的作用。肠道屏障受损引起的微生物来源产品的易位导致肥胖相关组织炎症和胰岛素抵抗的发展。但是,在肥胖情况下,CRIg +巨噬细胞在清除血液中微生物来源的产品中的关键作用尚不清楚。我们对CRIg-/-,C3-/-,cGAS-/-及其野生型同窝小鼠进行了研究。通过流式细胞术或免疫组织化学分析检查了小鼠和人肝脏中的CRIg +巨噬细胞种群和细菌DNA丰度。将含有细胞外囊泡(mEV)的肠道微生物DNA过继转移到CRIg-/-,C3-/-或WT小鼠中,并在这些小鼠中测量组织炎症和胰岛素敏感性。与肠道mEV共培养后,评估了细胞胰岛素反应和cGAS / STING介导的炎症反应。肠道mEV可以到达肥胖的代谢组织。肝脏CRIg +巨噬细胞通过C3依赖的调理作用机制有效地清除了血液中的mEV,而肥胖症引起CRIg +巨噬细胞数量的显着减少。CRIg +细胞的耗竭导致mEV传播到遥远的代谢组织中,从而加剧组织炎症和代谢紊乱。另外,肥胖mEV的体外处理直接引发胰岛素靶细胞的炎症和胰岛素抵抗。微生物DNA的消耗会削弱肠道细胞外囊泡的致病作用。此外,cGAS / STING途径对于微生物DNA介导的炎症反应至关重要。CRIg +巨噬细胞的缺乏和含有微生物DNA的肠道EV的渗漏有助于肥胖相关组织炎症和代谢性疾病的发展。
 
8.Oligodendrocyte-derived extracellular vesicles as antigen-specific therapy for autoimmune neuroinflammation in mice.
少突胶质细胞源性囊泡作为抗原特异性疗法治疗小鼠自身免疫性神经炎症。
[Sci Transl Med] IF=16.304 PMID:33148622
摘要:由于对特定自身抗原(Ag)的外周免疫耐受性下降,导致发展了自身免疫性疾病,例如多发性硬化症(MS)。已证明许多用于Ag特异性抑制自身免疫性神经炎症的方法在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)(MS的动物模型)中有效。一种方法是通过注射用于触发EAE的髓磷脂Ag来诱导静脉内耐受。但是,由于有关MS患者中有关髓磷脂Ags的不确定性,阻碍了将这种和类似的实验策略转化为MS的治疗。为了解决这个问题,我们开发了一种治疗策略,该策略依赖于少突胶质细胞(Ol)衍生的细胞外囊泡(Ol-EVs),其自然含有多种髓磷脂Ag。在几种EAE模型中,静脉注射Ol-EV可以预防性和治疗性地以髓磷脂Ag依赖性方式降低疾病的病理生理。该治疗是安全的,并通过诱导免疫抑制单核细胞和自身反应性CD4+ T细胞凋亡而恢复了免疫耐受性。此外,我们发现人类Ols还释放了含有最相关的髓磷脂Ag的EV,为它们在MS治疗中的使用提供了基础。这些发现引入了一种以髓磷脂Ag特异性方式抑制中枢神经系统(CNS)自身免疫的方法,而无需鉴定目标Ag。
 
9.An extracellular vesicle-relatedgene expression signature identifies high-risk patients in medulloblastoma.
细胞外囊泡相关基因表达特征可识别成髓细胞瘤中的高危患者。
[Neuro Oncol] IF=10.247 PMID:33175161
摘要:髓母细胞瘤(MB)是儿童时期的恶性脑肿瘤。它包括具有不同临床特征的四个亚组。这项研究的目的是在单个肿瘤的水平以及大型患者队列中表征MB的转录组情况。我们结合了单细胞转录组学,细胞培养模型和生物物理方法(如纳米颗粒跟踪分析和电子显微镜),研究了MB肿瘤小生境中的细胞间通讯。SHH-MB亚组的肿瘤细胞显示出分化阻滞。这些细胞经历广泛的代谢重编程。单个肿瘤细胞的基因表达谱显示出与肿瘤相关神经胶质细胞和免疫细胞的基因表达谱部分融合。一种可能的原因是肿瘤小生境中细胞之间的细胞外囊泡(EVs)转移。我们能够在MB肿瘤细胞和少突胶质细胞的共培养模型中检测到EV。我们还确定了一个基因表达特征(命名为EVS),该特征显示与来自前列腺癌细胞的大癌体的蛋白质组图谱的相似性。MB患者样本中也存在此基因表达特征。EVS高表达是来自不同MB亚组或亚型的高危患者中的一个普遍特征。其在MB亚组中具有较高的预后意义。
 
10.Accurate Cancer Diagnosis and Stage Monitoring Enabled by Comprehensive Profiling of Different Types of Exosomal Biomarkers: Surface Proteins and miRNAs.
通过全面分析不同类型的外泌体生物标记物:表面蛋白和miRNA,实现准确的癌症诊断和阶段监测。
[Small] IF=11.459 PMID:33174389
摘要:由于外泌体携带大量生物学信息,因此它们被认为是用于早期癌症诊断和预后的有前途的生物标记。但是关键是由于信息不足和假阳性信号高,单一类型的外泌体生物标志物分析不足以进行准确的癌症诊断和分期监测。为了解决这一挑战,这里同时进行原位检测不同类型的外泌体生物标志物(表面蛋白:CD81,ephrin A型受体2和碳水化合物抗原19-9;miRNA:miR-451a,miR-21和miR-10b )使用3D微流体芯片进行,该芯片可与量子点(QD)标记和囊泡融合技术结合使用。在微流控芯片有效捕获外泌体后,通过使用三种具有相同激发和不同发射波长的量子点来实现多种外泌体蛋白质的定量,并引入封装了三个精心设计的分子信标模仿病毒的融合囊泡进行超灵敏检测,不需要RNA提取即可检测多种外泌体miRNA。通过对不同类型的外泌体生物标记物进行综合分析,可以大大避免假阳性率,并将癌症诊断和阶段监测的准确性提高到≈100%,这对于癌症的有效治疗和良好的预后至关重要。

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