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【2021-21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篇文章介绍了糖基化修饰在外泌体功能及检测方面的作用;第2篇文章报道了pH值对细胞外囊泡内容物和功能的调控作用;第4篇文章介绍了CD9分子在细胞外囊泡的形成和释放中的功能作用;第5篇文章是ISEV关于尿液外泌体的立场性文件;第7篇文章主要解析了细胞外囊泡α- Synuclein在帕金森诊断中的功能作用,这是近期细胞外囊泡α- Synuclein研究中有一篇不错的报道,值得退行性疾病相关研究者关注。

1.Coupling Aptamer-based Protein Tagging with Metabolic Glycan Labeling for In Situ Visualization and Biological Function Study of Exosomal Protein-Specific Glycosylation.
将基于适体的蛋白质标记与代谢聚糖标记相结合,用于外泌体蛋白质特异性糖基化的原位可视化和生物学功能研究。
[Angew Chem Int Ed Engl] IF=12.959 PMID:34043264

摘要:外泌体糖蛋白在许多生理和病理功能中发挥重要作用。然而,现有的研究外泌体蛋白糖基化的方法通常很麻烦,并且会影响外泌体的完整性。在此,我们开发了一种基于蛋白质特异性适体标记和代谢聚糖标记的双重标记策略,用于可视化外泌体上特定蛋白质的糖基化。外泌体 PD-L1 (exoPD-L1) 的糖基化使用分子内荧光共振能量转移 (FRET) 在结合在 exoPD-L1 上的荧光 PD-L1 适体和通过代谢聚糖标记引入的聚糖上的荧光标签之间进行原位成像。该方法使外泌体蛋白糖基化的原位可视化和生物学功能研究成为可能。通过这一策略,首次证实 exoPD-L1 糖基化是与 PD-1 相互作用所必需的,并参与抑制 CD8+ T 细胞增殖。总的来说,我们已经开发出一种高效且无损的方法来原位研究外泌体蛋白质特异性糖基化的存在和功能,为外泌体糖蛋白组学研究提供了有力的工具。

 

2.Tumor Exosomes Reprogrammed by Low pH Are Efficient Targeting Vehicles for Smart Drug Delivery and Personalized Therapy against their Homologous Tumor.
通过低 pH 重编程的肿瘤外泌体是针对同源肿瘤的智能药物递送和个性化治疗的有效靶向载体。
[AdvSci (Weinh)] IF=15.66  PMID:34026432

摘要:作为膜结合的细胞外囊泡,外泌体具有针对特定细胞类型的靶向能力,细胞环境强烈影响其含量和摄取效率。受这些自然特性的启发,评估了各种细胞应激条件对肿瘤迭代外泌体摄取效率的影响,并发现低 pH 处理导致摄取效率增加并保留细胞类型特异性。脂质组学分析和分子动力学模拟揭示了一种基于甘油脂自聚集的增强同源摄取机制。此外,这些低 pH 重编程的外泌体被开发成智能药物递送平台,能够特异性靶向肿瘤细胞并选择性地释放多种化学药物,以响应近红外辐射触发的活性氧爆发引起的外泌体破裂。该平台具有安全且增强的抗肿瘤作用,已被多个模型小鼠实验证明。这些结果开辟了一条新的途径来重新编程外泌体以实现智能药物递送和针对其同源肿瘤的潜在个性化治疗。

 

3.Perivascular cell-derived extracellular vesicles stimulate colorectal cancer revascularization after withdrawal of antiangiogenic drugs.
血管周细胞衍生的细胞外囊泡在停用抗血管生成药物后刺激结直肠癌血运重建。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID:34035882

摘要:抗血管生成酪氨酸激酶抑制剂 (AA-TKI)已成为结直肠癌 (CRC) 的一种有前景的治疗策略。在临床实践中,很大一部分癌症患者由于反复出现的毒性、经济负担或获得性耐药而暂时停止 AA-TKI 治疗。然而,AA-TKI 治疗停药引起的肿瘤血运重建经常发生,阻碍了 AA-TKI 的临床应用。在这里,这项研究表明,在退出AA-TKI治疗后,肿瘤血管周围细胞介导了肿瘤血运重建。在 AA-TKI 停止实验环境中,血管周围细胞的药理学抑制和基因消融在很大程度上减弱了CRC 血管化的反弹效应。从机制上讲,肿瘤血管周围细胞衍生的细胞外囊泡 (TPC-EV) 含有 Gas6,其通过激活 Axl 通路来促进内皮祖细胞 (EPC) 的募集以进行肿瘤血运重建。Gas6 沉默和 Axl 抑制剂通过削弱 EPC 募集显着抑制肿瘤血运重建。因此,瑞戈非尼与 Axl 抑制剂的联合治疗通过抑制肿瘤生长来提高小鼠转移性 CRC 模型的总体存活率。总之,这些数据揭示了对非 AA-TKI 诱导的肿瘤血运重建中血管周围细胞的新机制见解,并表明阻断 Axl 信号可能提供一种有吸引力的抗癌方法,用于维持持久的血管抑制作用,以改善抗血管生成药物的治疗效果。

 

4.CD9 inhibition reveals a functional connection of extracellular vesicle secretion with mitophagy in melanoma cells.
CD9抑制揭示了黑色素瘤细胞中细胞外囊泡分泌与线粒体自噬的功能联系。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID:34012515

摘要:四跨膜蛋白常被用作细胞外囊泡 (EV) 检测标志物,因为它们在这些分泌的囊泡上含量丰富。然而,关于它们对 EV 生物发生的功能的数据是有争议的,并且在基因缺失时经常发生补偿机制。为了克服这一缺陷,我们比较了四跨膜蛋白 CD9 基因缺失与具有阻断四跨膜蛋白 CD9 特性的细胞渗透性肽引起的影响。CD9 肽或基因缺失都减少了早期内体的数量。CD9肽诱导了溶酶体数量的增加,而CD9缺失则增加了MVB和EV分泌的数量,这可能是由于CD63表达的补偿性上调所致。在体内,CD9 肽延迟了原发肿瘤细胞的生长并减少了转移灶的大小。这些对细胞增殖的影响显示出与线粒体质量控制的损害同时发生。CD9 KO 细胞能够通过增加总线粒体质量减少线粒体自噬来补偿线粒体功能障碍。因此,我们的数据为四跨膜蛋白 CD9 与黑色素瘤细胞中的线粒体自噬的功能联系提供了第一个证据。

 

5.Urinary extracellular vesicles: Aposition paper by the Urine Task Force of the International Society for Extracellular Vesicles.
尿细胞外囊泡:国际细胞外囊泡学会尿液工作组的立场文件。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID:34035881

摘要:尿液常用于临床诊断和生物医学研究。尿液中细胞外囊泡(EV)的发现打开了一个快速发展的新科学领域。在过去十年中,尿细胞外囊泡 (uEV) 被证明可以反映肾脏、尿路上皮和前列腺组织的分子过程以及生理和病理状况。因此,已经开发了几种分离和表征 uEV 的方法。然而,EV 分离和分析的方法学方面,包括结果的标准化,需要进一步优化和标准化,以促进 uEV 研究的科学进步以及随后成功转化为临床实践。本立场文件由 ISEV 严格和标准化小组委员会的尿液工作组撰写,该小组由肾病学家、泌尿科医生、心脏病学家和在 uEV 研究方面具有积极经验的生物学家组成。我们的目标是展示最先进的技术并确定当前基于uEV 的临床应用分析中的挑战和差距。最后,提出了提高 uEV 研究的严谨性、可重复性和互操作性的建议,以促进该领域的进步。

 

6.Non-coding RNAs and lipids mediate the function of extracellular vesicles in cancer cross-talk.
非编码 RNA 和脂质介导细胞外囊泡在癌症细胞间通讯中的功能。
[Semin CancerBiol] IF=11.09  PMID:34033894

摘要:对细胞外囊泡 (EV) 的研究已经十分火热,尤其是在癌症领域。EV 中的货物,尤其是外泌体等小型 EV 中的货物,包括 microRNA (miRNA)、mRNA、蛋白质和脂质,被认为在肿瘤微环境中协同工作。2007 年,据报道在外泌体中存在的非编码 RNA 中含有丰富的 miRNA。从那时起,许多研究调查了 miRNA 的功能,并试图应用这些分子来帮助诊断癌症。因此,已经针对 miRNA 发表了许多关于 EV 中非编码 RNA 的评论。本综述侧重于相对较新的货物,涵盖非编码 RNA 中的长非编码 (lnc) RNA、环状 RNA 和重复 RNA。这些RNA,无论是EV还是细胞类型,都是由于测序技术的创新而新出现的。检测这些RNA类型的保守性差、数量少和技术难度大,使得阐明它们的功能和表达模式变得困难。我们在此总结了有限数量的研究。虽然脂质是 EV 的主要成分,但目前对 EV 的研究主要集中在 miRNA 和蛋白质生物学上,而脂质在外泌体中的作用尚未引起关注。但是,最近的一些研究表明,作为EV膜成分的磷脂在细胞之间的相互通讯和脂质介体的产生中起着重要的作用。在这里,我们回顾了这些分子的报道作用,并描述了它们在癌症生物学中的潜力。

 

7.Development of a Sensitive Diagnostic Assay for Parkinson Disease Quantifying α-Synuclein-Containing Extracellular Vesicles.
开发一种用于帕金森病的灵敏诊断分析,量化含有α-突触核蛋白的细胞外囊泡。
[Neurology] IF=8.77  PMID:34032594

摘要:开发一种可靠且快速的检测方法来量化 CSF 中含有α-突触核蛋白 (α-syn)的细胞外囊泡 (EV),并评估它们对帕金森病 (PD) 的诊断潜力。设计了一项横断面、多中心研究,包括从华盛顿大学和俄勒冈健康与科学大学现有的中心研究中招募的 170 名 PD 患者和 131 名年龄和性别分布相似的健康对照 (HC)。携带 α-syn 或聚集 α-syn的 CSF EV 分别使用针对总α-syn 或聚集α-syn 的抗体进行量化,并基于新型 Apogee 纳米级流式细胞术技术进行高度特异性、灵敏和快速的测定。在CSF中,PD和HCs患者之间的总EV数量和大小分布没有显着差异。在检查总 α-syn 阳性和聚集的 α-syn 阳性 EV 亚群时,与 HC 相比,PD 患者在所有检测到的 CSF EV 中的比例显着较低(p < 0.0001)。虽然每个 EV 亚群显示出比直接用免疫测定法测量的总 CSF α-syn 更好的诊断灵敏度和特异性,但 2 个 EV 亚群的组合显示出达到临床相关性的诊断准确性(曲线下面积 0.819,灵敏度 80%,特异性71% )。使用新建立的、灵敏的纳米级流式细胞术测定,我们已经证明脑脊液中的总 α-syn 阳性和聚集的α-syn 阳性 EV 可作为 PD 诊断的有用工具。该研究提供了 III 类证据,即脑脊液中总和聚集的α-syn 阳性 EV 可识别 PD 患者。
8.Regulation of TRPML1 channel activity and inflammatory exosome release by endogenously produced reactive oxygen species in mouse podocytes.
小鼠足细胞内源性产生的活性氧对 TRPML1 通道活性和炎症外泌体释放的调节。
[Redox Biol] IF=9.986  PMID:34030116

摘要:足细胞中含有 pyrin 结构域 3 (NLRP3) 炎性体的核苷酸结合寡聚化结构域样受体与高同型半胱氨酸血症(hHcy) 期间肾小球炎症的起始有关。然而,NLRP3 炎性体产物从足细胞释放的机制仍然未知。本研究测试了 NADPH 氧化酶产生的活性氧 (ROS) 是否增强了足细胞的外泌体分泌,这可能是介导 Hcy 刺激后足细胞中 NLRP3 炎性体产生的炎性细胞因子释放的致病机制。我们首先证明了用Hcy处理的足细胞与对照足细胞相比,内源性产生的ROS显着升高,通过使用NADPH氧化酶抑制剂,gp91 ds-tat肽和二苯并碘鎓(DPI)进行了预处理,该内生的ROS得以消除。此外,Hcy 诱导 NLRP3 炎症小体的足细胞活化和含有炎性细胞因子的多泡体 (MVB) 的形成,这些可通过用 gp91 ds-tat 或 ROS 清除剂过氧化氢酶处理来预防。鉴于瞬时受体电位粘蛋白 1 (TRPML1) 通道在 Ca2+ 依赖性溶酶体运输和随后的溶酶体-MVB 相互作用中的重要性,我们测试了通过 TRPML1 通道释放的溶酶体 Ca2+ 是否受到 Hcy 刺激后足细胞中内源性产生的 ROS 的抑制。通过 GCaMP3 Ca2+ 成像,我们证实了 Hcy 对 TRPML1 通道活性的抑制,这被过氧化氢酶和 gp91 ds-tat 肽显着改善。通过结构化照明显微镜 (SIM) 和纳米粒子追踪分析 (NTA),我们发现 ML-SA1,一种 TRPML1 通道激动剂,显着增强溶酶体-MVB 相互作用并减少足细胞中的外泌体释放,这被 Hcy 减弱。用过氧化氢酶或 gp91 ds-tat 肽预处理足细胞恢复了 ML-SA1 诱导的溶酶体-MVB 相互作用和外泌体分泌的变化。此外,我们发现过氧化氢(H2O2)模拟了 Hcy 对 TRPML1 通道活性、溶酶体-MVB 相互作用和足细胞外泌体分泌的影响。基于这些结果,我们得出结论,内源性产生的ROS 通过抑制 TRPML1 通道活性对足细胞炎症性外泌体分泌有重要贡献,这可能有助于 hHcy 期间肾小球炎症的启动。

 

9.Agony of Choice: How Anesthetics affect the composition and function of Extracellular Vesicles.
选择的痛苦:麻醉剂如何影响细胞外囊泡的组成和功能。
[Adv Drug Deliv Rev] IF=13.3  PMID:34029645

摘要:建议麻醉方案的选择会影响大手术后的临床结果。丙泊酚被证明对不同的癌症结果产生有益影响,而挥发性麻醉剂可能有利于心脏手术。最近,细胞外囊泡(EVs)被发现是生理和病理生理过程(包括癌变和转移)中必不可少的信号介质。此外,根据它们的细胞来源,EVs 具有治疗功能。除了体外产生的 EVs 外,适当的系统干预,如远程缺血预处理 (RIPC) 被认为可以促进治疗活性 EVs 的内源性释放,以介导心脏保护作用。EVs 以细胞类型特定的方式组装,EVs 的组成不仅受疾病的影响,还受麻醉患者应用的麻醉剂的影响。在这里,我们比较了麻醉剂对癌症手术和心脏保护结果的已知影响,并将这些影响与 EV 的组成和治疗潜力联系起来。

 

10.Emerging methods in biomarker identification for extracellular vesicle-based liquid biopsy.
基于细胞外囊泡的液体活检生物标志物鉴定的新兴方法。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976  PMID:34012517

摘要:细胞外囊泡 (EV) 由许多细胞类型释放并分布在各种生物体液中。EV 具有脂质膜限制的结构,可以携带源自其母细胞的独特分子信息。EV 货物分子的种类和数量,包括核酸、蛋白质、脂质和代谢物,可能因它们的母细胞类型和病理生理状态而有很大差异。EV 群体中的这种异质性给研究人员带来了巨大的挑战,但允许根据在生物体液中分散 EV 的独特分子特征来预测特定组织的发病机制。然而,EV 小尺寸的固有特性需要先进的方法来从复杂的生物体液中纯化和评估 EV。最近,EV 研究的跨学科意义引起了越来越多的兴趣,EV 分析平台的诊断前景也取得了显着进展。本综述总结了这些 EV 检测技术和方法的最新进展,旨在将基于 EV 的液体活检转化为临床实践。本文旨在概述当前的 EV 评估技术,重点是它们的进展和局限性,以及对基于 EV 的液体活检的临床转化的展望,这可能会增强当前的诊断、预后和诊断范式。在各种疾病环境中监测对治疗的反应。

 

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