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【2021-2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,第1篇文章介绍了一种使用细胞外囊泡携带SARS-CoV-2入侵细胞时使用的受体蛋白作为诱饵来中和病毒的策略;第2篇文章介绍了调控细胞外囊泡成分的机制,这种机制在肿瘤的转移过程中发挥着重要作用;第5篇文章介绍了细胞外囊泡对CART疗法效果的抑制作用,提供了CART治疗效果不佳的一种新解释;第7篇文章介绍了利用组学分析筛选诊断标志物组合的策略,并进行了验证。有感兴趣的,可以找原文读一读。
1.Extracellular vesicles containing ACE2 efficiently prevent infection by SARS-CoV-2 Spike protein-containing virus.
含有ACE2的细胞外囊泡可有效预防SARS-CoV-2 Spike蛋白病毒感染。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID:33391636
摘要:SARS-CoV-2的进入细胞是通过刺突蛋白(S)与表面受体ACE2的结合介导,随后由宿主TMPRSS2引发,允许膜融合。 在这里,我们生成了暴露于ACE2的细胞外囊泡(EV),并证明ACE2-EVs是含有SARS-CoV-2S蛋白的慢病毒的有效诱饵。 传染性的降低与ACE2的水平呈正相关,比可溶性ACE2的效率高得多,并且通过加入TMPRSS2进一步增强。
 
2.Ral GTPases promote breast cancer metastasis by controlling biogenesis and organ targeting of exosomes.
Ral GTPases通过控制外泌体的生物发生和器官靶向来促进乳腺癌转移。
[Elife] IF=7.08  PMID:33404012
摘要:癌细胞胞外囊泡(EVs)会远距离穿梭并为进行转移前生境的改造,从而促进肿瘤细胞的后续播种。但是,EV分泌机制与其形成转移前的生态位的能力之间的联系仍然不清楚。使用小鼠模型,我们显示Ral家族的GTPases通过磷脂酶D1控制多囊体稳态,并调节促转移细胞外囊泡的生物发生和分泌。重要的是,来自RalA或RalB耗尽细胞的EV在体内具有有限的亲有机能力,并且在促进转移方面效率较低。 RalA和RalB降低了EV中粘附分子MCAM / CD146的水平,通过允许EV靶向肺部而有利于EV介导的转移。最后,RalA,RalB和MCAM / CD146是乳腺癌患者预后不良的因素。总而言之,我们的研究确定RalGTPases是将EV分泌和货物装载机制与其以CD146依赖性方式传播和诱导转移前小生境的能力联系起来的中心分子。
 
3.RNA packaging into extracellular vesicles: An orchestra of RNA-binding proteins?
RNA包装到细胞外囊泡中:RNA结合蛋白的协奏乐章?
[J Extracell Vesicles] IF=14.976  PMID:33391635
摘要:细胞外囊泡(EVs)是通过不同的生物遗传和分泌机制从细胞释放的异质膜颗粒。现在,我们将细胞外囊泡视为介导细胞通讯的穿梭体,其携带由细胞内稳态机制产生的多种分子。 RNA是一种广泛存在于细胞外囊泡的货物。令人印象深刻的是,它是公认的功能性中间产物,可将EV选作癌细胞表型的调节剂,疾病扩散的决定因素,再生医学中的细胞替代物以及无创分子诊断的来源。对导致RNA参与细胞外囊泡的细胞内事件的机理的阐明将显着提高与细胞生理学相关的细胞外囊泡“质量”的理解和预测。有趣的是,包括生化以及基于细胞和计算策略在内的多学科方法的应用越来越多地揭示了一种主动RNA包装过程,在编码和非编码RNA的分类中涉及RNA结合蛋白(RBP)。在本综述中,我们提供了有关细胞外囊泡生物学中最近出现的RBP的全面视图,并考虑了以下情况:(i)在细胞外囊泡中检测到单个RBP及其RNA底物,(ii)在推断出的细胞外囊泡中检测到RBP发现RNA靶标和(iii)EV转录本具有反映RBP活性的序列基序。迄今为止鉴定出的蛋白质是hnRNP家族的成员(hnRNPA2B1,hnRNPC1,hnRNPG,hnRNPH1,hnRNPK和hnRNPQ),以及YBX1,HuR,AGO2,IGF2BP1,MEX3C,ANXA2,ALIX,NCL,FUS,TDP-43 MVP,LIN28,SRP9 / 14,QKI和TERT。我们基于蛋白质结构域特征,与人类疾病的关联性的当前知识,RNA共有基序的识别以及需要阐明不同细胞环境下功能意义的需求来描述RBP。我们还总结了先前鉴定出的RBP抑制剂小分子的数据,这些数据也可能在EV研究中作为囊泡RNA分选的潜在调节剂引入。
 
4.Expression of miRNA-29 in Pancreatic β Cells Promotes Inflammation and Diabetes via TRAF3.
miRNA-29在胰腺β细胞中的表达通过TRAF3促进炎症和糖尿病。
[Cell Rep] IF=8.109  PMID:33406428
摘要:2型糖尿病(T2DM)被认为是一种慢性,低度炎症性疾病,其特征是胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能异常。然而,潜在的分子机制仍不清楚。在这里,我们报告了由miRNA-29-TNF-受体相关因子3(TRAF3)轴介导的关键β细胞-巨噬细胞信号串扰途径。喂高脂饮食(HFD)时,β细胞特异性转基因miR-29a / b / c小鼠容易产生糖耐量受损和胰岛素抵抗。β细胞miR-29的代谢作用主要通过巨噬细胞来介导,因为巨噬细胞的清除或用miR-29信号缺陷型骨髓重建可以改善转基因小鼠的代谢情况。从机制上讲,我们的数据表明miR-29通过TRAF3依赖性方式通过外泌体促进循环单核细胞和巨噬细胞的募集和激活,从而促进炎症。我们的研究结果表明,β细胞通过miR-29调节系统的炎症信号和葡萄糖稳态,以应对营养物超负荷。
 
5.Leukemic Extracellular Vesicles Induce Chimeric Antigen Receptor T Cell Dysfunction in Chronic Lymphocytic Leukemia.
白血病细胞外囊泡在慢性淋巴细胞白血病中诱导嵌合抗原受体T细胞功能障碍。
[Mol Ther] IF=8.986  PMID:33388419
摘要:嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法在一些血液系统恶性肿瘤患者中已取得了空前的成果。但是,肿瘤微环境的抑制作用阻止了CART细胞疗法的广泛成功。我们使用慢性淋巴细胞性白血病(CLL)作为模型来研究肿瘤微环境与CART细胞之间的相互作用。 CLL的特征是具有免疫抑制性微环境,大量的系统性细胞外囊泡(EV)和对CART细胞疗法的相对较低的持久应答率。在这里,我们表征了未经治疗的CLL患者的血浆细胞外囊泡,并确定了其白血病细胞起源。 CLL衍生的EV能够诱发以疲劳的表型,功能和转录变化为特征的CART功能障碍状态。我们证明,特别是PD-L1 + CLL衍生的EV诱导CART细胞衰竭。总之,我们确定了由CLL患者的EV引起的CART细胞衰竭的重要机制。
 
6.Engineering exosomes for pulmonary delivery of peptides and drugs to inflammatory lung cells by inhalation.
工程化外泌体,用于通过吸入将肽和药物通过肺部递送至炎症性肺细胞。
[J Control Release] IF=7.727  PMID:33388343
摘要:外泌体已经作为各种药物的递送囊泡进行了研究。然而,尚未研究外泌体介导的肽向肺的递送。在这项研究中,外泌体被设计用于肺部递送RAGE结合肽(RBP)(一种抗炎肽)。为了将肽加载到外泌体中,将RBP与外泌体膜整合蛋白Lamp2b连接,以产生RBP连接的外泌体(RBP-exo)。RBP-exo的抗炎作用已通过脂多糖(LPS)激活的巨噬细胞中的细胞因子检测得到证实。为了增加抗炎作用,姜黄素被加入了RBP-exo中。姜黄素加载的RBP-exo(RBP-exo / Cur)的细胞内姜黄素递送效率高于单独的姜黄素或姜黄素加载到未修饰的外泌体中的细胞内姜黄素递送效率(unmod-exo / Cur)。这表明RBP-exo表面上的RBP可能与RAGE相互作用并增加姜黄素的细胞内递送效率。此外,RBP-exo / Cur在体外具有比单独的姜黄素,RBP和姜黄素的混合物以及unmod-exo / Cur更高的抗炎作用。为了进行体内评估,通过气管内滴入急性肺损伤(ALI)模型的肺部来施用RBP-exo / Cur。结果显示,RBP-exo / Cur比单独的姜黄素,RBP-exo和unmod-exo / Cur更有效地减少促炎细胞因子。苏木精和曙红染色证实在RBP-exo和RBP-exo / Cur组中炎症反应受到抑制。免疫染色试验表明,RBP-exo大部分与I型上皮细胞共定位。总之,RBP通过外泌体成功地通过吸入传递到肺部。使用外泌体作为载体的RBP和姜黄素的组合可用作ALI治疗。
 
7.Integrative analysis of long extracellular RNAs reveals a detection panel of noncoding RNAs for liver cancer.
长链细胞外RNA的整合分析揭示了肝癌非编码RNA的诊断方法。
[Theranostics] IF=8.579  PMID:33391469
摘要:血浆中的长细胞外RNA(exRNA)可以通过新的测序技术进行分析,即使丰度较低。但是,与癌症相关的exRNA及其变异仍未得到充分研究。我们使用多种癌症类型的79种血浆外泌体RNA-seq(exoRNA-seq)数据集,研究了不同的长exRNA种类(例如长非编码RNA和环状RNA)在不同的长exRNA物种中的不同变异(即差异表达,可变剪接,可变聚腺苷酸化和差异编辑)。 然后,我们整合了53个exoRNA-seq数据集和65个自我描述的无细胞RNA-seq(cfRNA-seq)数据集,以识别肝癌患者的复发变异。我们在100多个血浆样本的单独队列中进一步组合了TCGA组织RNA-seq数据集和通过RT-qPCR验证的生物标志物候选物。最后,我们使用机器学习模型来识别3种非编码RNA的特征,以检测肝癌。我们发现,从exoRNA-seq数据中鉴定出的不同类型的RNA变异富含与肿瘤发生,转移,免疫和代谢有关的途径,这表明可以从长的exRNA中检测到癌症信号。随后,我们通过整合exoRNA-seq和cfRNA-seq数据集,鉴定了肝癌患者血浆中100多个复发变异。从这些数据集中,通过TCGA数据确认了5个明显上调的长exRNA,并在独立队列中通过RT-qPCR进行了验证。当使用机器学习模型将其中两个已验证的环状和结构化RNA(SNORD3B-1,circ-0080695)与miRNA(miR-122)组合在一起以对健康捐献者的肝癌患者进行分类时,交叉的平均AUROC 验证为89.4%。选定的3-RNA检测组在测试和验证集中成功检测出79.2%的AFP阴性样品和77.1%的早期肝癌样品。我们的研究表明,可以在血浆中检测到与癌症相关的不同类型的RNA变异,并确定了针对肝癌的3-RNA检测面板,尤其是对于AFP阴性和早期患者。
 
8.Breast cancer exosomes contribute topre-metastatic niche formation and promote bone metastasis of tumor cells.
乳腺癌外泌体有助于转移前的生态位形成并促进肿瘤细胞的骨转移。
[Theranostics] IF=8.579  PMID:33391543
摘要:乳腺癌优先发展溶骨性转移,使患者遭受疼痛,骨折和脊髓压迫。越来越多的证据表明,外泌体在转移前的生态位形成中作为交流使者起着不可替代的作用。然而,乳腺癌细胞分泌的外泌体的功能在乳腺癌的骨转移中仍未完全了解。小鼠异种移植模型和外泌体静脉注射用于分析体内乳腺癌细胞衍生的外泌体的作用。通过TRAP染色,ELISA,微计算机断层扫描,组织形态计量学分析和凹坑形成试验,证实了轻度转移MDA231及其具有高度转移能力的亚系SCP28分泌的外泌体对破骨细胞形成的影响。通过RNA序列全面筛选了用于促进破骨细胞生成的候选外泌体miRNA。进行了qRT-PCR,western印迹,共聚焦显微镜和RNA干扰,以验证外泌体miRNA的功能。将SCP28肿瘤细胞原位植入会导致破骨细胞活性增加和骨密度降低,从而有助于形成肿瘤细胞的转移前生境。我们发现SCP28细胞分泌的外泌体是促进破骨细胞分化和激活的关键因素,从而加速了骨病变,从而重建了用于骨转移的微环境。从机制上讲,源自SCP28细胞的外泌体miR-21通过调节PDCD4蛋白水平促进破骨细胞生成。此外,患有骨转移的乳腺癌患者的血清外泌体中的miR-21水平显着高于其他亚人群。我们的结果表明,乳腺癌细胞衍生的外泌体在促进乳腺癌骨转移中起重要作用,这与通过将miR-21转移至破骨细胞而形成转移前的生态位有关。来自患者样本的数据进一步反映了miR-21作为乳腺癌骨转移临床诊断和治疗的潜在靶标的重要性。
 
9.M2 microglial small extracellular vesicles reduce glial scar formation via the miR-124/STAT3 pathway after ischemic stroke in mice.
M2小胶质细胞外囊泡在小鼠缺血性中风后通过miR-124/ STAT3途径减少胶质瘢痕形成。
[Theranostics] IF=8.579  PMID:33391532
摘要:胶质瘢痕是中风后神经元再生的主要障碍。因此,促进其降解并抑制其形成的方法对于中风恢复是有益的。小胶质细胞和星形胶质细胞的相互作用已知与中风后胶质瘢痕的形成有关。然而,小胶质细胞如何影响神经胶质疤痕形成尚不清楚。大脑中动脉闭塞后第1天至第7天,每天通过尾静脉注射M2小胶质细胞外囊泡对小鼠进行治疗。缺血后检测神经胶质瘢痕,梗塞体积,神经学评分。缺血后在脑梗死周围区域检查了microRNA和相关蛋白。 M2小神经胶质细胞外小囊泡减少中风后的胶质瘢痕形成并促进恢复,并富含miR-124。此外,M2小胶质细胞外囊泡处理降低了星形胶质细胞增殖基因信号转导子和转录激活因子3(miR-124的靶标之一)和神经胶质原纤维酸性蛋白的表达,并在体外和体内均抑制了星形胶质细胞的增殖。它也降低了星形胶质细胞中Notch 1的表达并增加了Sox2的表达,这表明星形胶质细胞已经转化为神经元祖细胞。最后,M2小胶质细胞外小泡中的miR-124敲低阻止了它们对神经胶质瘢痕和中风恢复的作用。我们的结果首次显示,小胶质细胞通过小细胞外囊泡调节神经胶质瘢痕的形成,表明M2小神经胶质小细胞外囊泡可能代表一种新的中风治疗方法。
 
10.Discovery of extracellular vesicles derived miR-181a-5p in patient's serum as an indicator for bone-metastatic prostate cancer.
在患者血清中发现细胞外囊泡衍生的miR-181a-5p作为骨转移性前列腺癌的指标。 [Theranostics] IF=8.579  PMID:33391510
摘要:为了确定患者血清中细胞外囊泡(EV)传递的microRNA作为骨转移性前列腺癌的指标。首先,分别通过microRNA深度测序法和microRNA芯片阵列法检测了良性前列腺增生症(BPH),非骨转移性前列腺癌或骨转移性前列腺癌患者血清EV传递的miRNA的分布变化。其次,在总共176例BPH,非骨转移性前列腺癌或骨转移性前列腺癌患者的两个独立验证队列中,使用TaqMan microRNA分析进一步确认了候选分子,以寻找最有价值的microRNA。通过microRNA深度测序和microRNA芯片阵列,我们发现了4种预期的EV递送miRNA,包括miR-181a-5p,其在骨转移组中的表达明显高于在非骨转移性前列腺癌组中的表达(p<0.05)。在验证队列中,进行了逻辑回归分析以评估候选分子与骨转移的诊断联系,结果表明miR-181a-5p与骨转移性前列腺癌显着相关。此外,使用接收者操作特征曲线(AUC)下的面积对每个诊断为骨转移性前列腺癌的候选分子的准确性估计值进行了定量,该区域确定了miR-181a-5p是最佳生物标志物,进行诊断前列腺癌其AUC为85.6%。用于诊断骨转移性前列腺癌其AUC未73.8%。从患者血清中EV递送的miR-181a-5p是骨转移性前列腺癌的有前途的诊断生物标志物。
 
11.Cancer-secreted exosomal miR-1468-5p promotes tumor immune escape via the immunosuppressive reprogramming of lymphatic vessels.
癌症分泌的外泌体miR-1468-5p通过免疫抑制性淋巴管重编程促进肿瘤免疫逃逸。
[Mol Ther] IF=8.986  PMID:33388421
摘要:癌症相关的淋巴管内皮细胞(LEC)是抗肿瘤免疫反应的效应子的活跃屏障。然而,尚不清楚LECs在肿瘤微环境(TME)中如何变得免疫抑制。外泌体miRNA最近与TME中的细胞间串扰有关。在这里,我们报告一个机制模型,通过该模型,宫颈癌分泌的囊泡包裹miR-1468-5p促进淋巴性PD-L1上调和淋巴管生成,从而损害T细胞免疫力。随后,外泌体miR-1468-5p通过直接靶向SOCS1启动子中的HMBOX1,表观遗传地激活LEC中的JAK2 / STAT3途径,从而激活免疫抑制程序,使癌细胞能够逃避抗癌免疫力。此外,临床数据显示,高血清外泌体miR-1468-5p水平与TME免疫抑制状态和宫颈癌(CCa)患者的不良预后相关。两者合计,我们的结果表明,癌症分泌的外泌体miR-1468-5p指示LEC形成整合的免疫抑制TME成分,并且可能是CCa的预后生物标志物和治疗靶标。

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