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【2021-22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篇文章介绍了目前细胞外囊泡在肿瘤免疫微环境中的功能和作用报道;第2篇文章介绍了外泌体GPC5在肺癌进展和转移中的功能作用;第6篇文章介绍了细胞外囊泡miR-31-5p调控肿瘤转移的功能机制;第9篇文章讨论了斑马鱼在细胞外囊泡中的研究应用潜力。

  1. Extracellular vesicles in the tumor immune microenvironment. 肿瘤免疫微环境中的细胞外囊泡。 [Cancer Lett] IF=7.36 PMID:34082025

摘要:近几十年来的研究发现,细胞外囊泡 (EVs) 作为细胞间通讯的主要介质,参与了各种基本的生理和病理过程,受到了极大的关注。它们由几乎所有类型的细胞分泌并携带生物活性物质,如蛋白质、脂质和核酸,可以从宿主细胞传递到受体细胞,从而引起受体细胞的表型和功能改变。最近的证据表明,EVs 在重塑肿瘤免疫微环境 (TIME) 中发挥着重要作用。来自肿瘤细胞和免疫细胞的 EVs 介导近端和远端部位的相互交流,这决定了肿瘤的命运和抗肿瘤治疗效果。在这篇综述中,总结了目前对 EV 的理解及其在重塑 TIME 和调节肿瘤特异性免疫中的作用。我们主要讨论肿瘤细胞和肿瘤浸润免疫细胞之间通过 EVs 在 TIME 的传递的相互调节。我们还描述了当前研究的局限性并讨论了进一步研究的方向。

 

  1. GPC5 suppresses lung cancer progression and metastasis via intracellular CTDSP1/AhR/ARNT signaling axis and extracellular exosome secretion. GPC5通过细胞内CTDSP1/AhR/ARNT信号轴和细胞外外泌体分泌抑制肺癌进展和转移。 [Oncogene] IF=7.971 PMID:34079082

摘要:肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因。 Glypican-5 (GPC5) 是硫酸乙酰肝素蛋白聚糖的成员,其在肺癌发生和进展中的生物学重要性仍存在争议。在本研究中,我们发现 GPC5 通过 AhR-ARNT 途径转录增强 CTDSP1(miR-26b 宿主基因)的表达,并且 CTDSP1 的这种细胞内上调有助于抑制肺癌细胞的增殖。此外,源自过表达 GPC5 的人肺癌细胞的外泌体(GPC5-OE 衍生的外泌体)对人淋巴管内皮细胞(hLEC)具有细胞外抑制作用,导致管形成和迁移减少。 GPC5-WT-和 GPC5-OE 衍生的外泌体之间的比较表明,miR-26b(嵌入 CTDSP1 基因的内含子内)在 GPC5-OE 衍生的外泌体中显着上调,对 hLEC 的影响至关重要。在机制上,我们证明了 miR-26b 转移到直接靶向 PTK2 3'-UTR 的 hLEC 中并导致 PTK2 下调,导致管形成和 hLEC 迁移的缺陷。通过揭示 GPC5、miR-26b、miR-26b 宿主基因 (CTDSP1) 和靶基因 (PTK2) 之间的调控网络,我们的研究结果表明 GPC5 在人类肺癌中起到抑癌作用。

 

  1. Metabolically engineered stem cell-derived exosomes to regulate macrophage heterogeneity in rheumatoid arthritis. 代谢工程化的干细胞衍生外泌体调节类风湿性关节炎巨噬细胞的异质性。 [Sci Adv] IF=13.116 PMID:34078596

摘要:尽管类风湿性关节炎 (RA) 的治疗方法取得了显着进展,但仍有大量患者缺乏有效的对策。最近,巨噬细胞重编程为免疫调节表型已成为一种有前途的 RA 治疗策略。在这里,我们报告了经过表面修饰的代谢工程外泌体,用于巨噬细胞的靶向重编程。合格的外泌体很容易通过切向流过滤以高产率从代谢工程化的干细胞中收获,同时保持其先天的免疫调节成分。当全身给药于患有胶原诱导关节炎的小鼠时,这些外泌体有效地积聚在发炎的关节中,通过巨噬细胞表型调节诱导一系列抗炎事件。使用剂量减少 10 倍的工程化外泌体可实现裸外泌体获得的治疗功效水平。基于重编程滑膜微环境的增强性质,工程外泌体显示出相当大的潜力被开发为下一代 RA 药物。

 

  1. The roles of tumor-derived exosomes in altered differentiation, maturation and function of dendritic cells. 肿瘤来源的外泌体在改变树突细胞分化、成熟和功能中的作用。 [Mol Cancer] IF=15.302 PMID:34078376

摘要:肿瘤衍生的外泌体(TDE)已被证明通过其免疫抑制货物阻碍抗肿瘤免疫反应。由于树突细胞 (DC) 是引发和维持 T 细胞介导反应的关键介质;因此,肿瘤细胞释放的外泌体可以对 DC 生物学产生主要影响是合乎逻辑的。本文旨在提供对肿瘤背景下 TDEs 介导的 DCs 异常的机制见解。更重要的是,我们在不同的部分广泛讨论了肿瘤外泌体如何诱导 DCs 分化、成熟和功能的变化。我们还简要描述了 TDE 在治疗水平上的重要性,以帮助指导未来的治疗选择,特别是基于 DC 的疫苗接种策略,并回顾外泌体抑制剂的设计和发现方面的进展。了解外泌体的含量和 TDE 负责免疫逃避的途径可能有助于修改治疗原理并设计新的治疗方法来克服癌症治疗中的障碍。

 

  1. Recent Progress in Detection and Profiling of Cancer Cell-Derived Exosomes. 癌细胞来源的外泌体检测和分析的最新进展。 [Small] IF=11.459 PMID:34075696

摘要:外泌体,被称为纳米级囊泡(30-200 nm),由多种细胞分泌。 癌症衍生的外泌体具有成为早期临床诊断和评估癌症治疗效果的生物标志物的巨大潜力。 传统的检测方法受限于低灵敏度和低可重复性。 近年来,有数百篇论文发表了不同的检测方法来解决这些挑战。 因此,在这篇综述中,我们对各种检测策略的开创性研究进行了全面总结,并对这些测试的分析性能进行了评估。 此外,还综述了外泌体分子组成(蛋白质和核酸)分析、单一外泌体分析及其在临床癌症诊断中的应用。 最后,介绍了机器学习方法在外泌体研究中的原理和应用。

 

  1. Hypoxic tumor-derived exosomal miR-31-5p promotes lung adenocarcinoma metastasis by negatively regulating SATB2-reversed EMT and activating MEK/ERK signaling. 缺氧肿瘤来源的外泌体miR-31-5p通过负调节SATB2逆转EMT和激活MEK/ERK信号促进肺腺癌转移。 [J Exp Clin Cancer Res] IF=7.04 PMID:34074322

摘要:外泌体已成为细胞间通讯的关键介质。缺氧被广泛认为是肿瘤侵袭性的关键调节因子,并显着影响肿瘤细胞的外泌体释放。然而,人们对源自缺氧肺腺癌 (LUAD) 细胞的外泌体的影响知之甚少。从缺氧 LUAD 细胞衍生的外泌体 (HExo) 和常氧 LUAD 细胞衍生的外泌体 (NExo) 中分离出的 miRNA 样本进行测序,以确定可能介导肿瘤进展的 miRNA。外泌体 miRNA 与 LUAD 细胞共培养,以评估其在体外和体内对细胞迁移和转移的生物学影响。通过双荧光素酶测定证实了外泌体 miRNA 的细胞靶标。蛋白质印迹研究表明外泌体 miRNA 调节相关通路。还评估了来自血浆的循环外泌体 miRNA 的可用性。我们发现 HExo 可以显着增强常氧 LUAD 细胞的迁移和侵袭。 MiRNA 测序结果表明 miR-31-5p 主要内化在 HExo 中,并且可以被含氧量正常的 LUAD 细胞吸收。外泌体 miR-31-5p 被发现直接靶向特殊的富含 AT 序列结合蛋白 2 (SATB2) 的上皮间充质转化并显着增加 MEK/ERK 信号的激活,从而促进体外和体内的肿瘤进展。此外,在 LUAD 患者中检测到更高水平的循环外泌体 miR-31-5p,尤其是在转移性疾病患者中。我们的研究结果表明,外泌体 miR-31-5p 在 LUAD 进展中发挥关键作用,可作为 LUAD 的诊断生物标志物。

 

  1. Nanofluidics for Simultaneous Size and Charge Profiling of Extracellular Vesicles. 同时用于细胞外囊泡的尺寸和电荷分析的纳米微流控装置。 [Nano Lett] IF=11.238 PMID:34061534

摘要:细胞外囊泡 (EV) 是细胞衍生的膜结构,可在体液中循环并显示出相当大的无创诊断潜力。 EVs 具有表面化学和封装的分子货物,它们反映了它们起源的细胞的生理状态,包括疾病的存在。 为了充分利用细胞外囊泡的诊断潜力,迫切需要能够通过对多个细胞外囊泡参数进行平均且不破坏单个细胞外囊泡细节的分析技术。 在这里,我们使用具有可调限制的纳米流体装置将 EV 捕获在自由能景观中,以依赖于 EV 大小和电荷的方式调节囊泡动力学。 作为原理证明,我们对从人类胶质母细胞瘤星形细胞瘤 (U373) 和正常人类星形细胞瘤 (NHA) 细胞系中提取的一组 EV 进行大小和电荷分析。

 

  1. Lysine demethylase LSD1 delivered via small extracellular vesicles promotes gastric cancer cell stemness. 通过小细胞外囊泡传递的赖氨酸脱甲基酶 LSD1 促进胃癌细胞干性维持。 [EMBO Rep] IF=7.497 PMID:34060205

摘要:研究已经证实了核酸在小细胞外囊泡 (sEV) 中的功能。然而,对 sEV 的蛋白质货物及其在受体细胞中的功能知之甚少。这项研究证明了赖氨酸特异性去甲基化酶 1 (LSD1) 的存在,它是第一个被鉴定存在于胃癌细胞培养基中的组蛋白去甲基化酶。我们发现源自胃癌细胞和胃癌患者血浆的 sEV 含有 LSD1。含有 LSD1 的 sEVs 从供体细胞到受体胃癌细胞的穿梭能够通过正向调节 Nanog、OCT4、SOX2 和 CD44 的表达来促进癌细胞干性。此外,sEV 递送的 LSD1 在体外和体内抑制受体细胞对奥沙利铂的反应,而 LSD1 耗尽的 sEV 则不会。总之,我们证明负载 LSD1 的 sEV 可以促进对胃癌细胞对奥沙利铂的抗性和癌细胞干性。这些发现表明sEV的LSD1含量可以作为预测胃癌患者奥沙利铂反应的生物标志物。

 

  1. Zebrafish as a preclinical model for Extracellular Vesicle-based therapeutic development. 斑马鱼作为基于细胞外囊泡治疗开发的临床前模型。 [Adv Drug Deliv Rev] IF=13.3 PMID:34058284

摘要:细胞外囊泡 (EVs) 在各种病理生理过程中被释放,反映了它们的起源细胞的状态。一旦释放,它们就可以通过生物体液传播、靶向细胞、传递其内容物并引发功能性反应。这些特定特征将允许它们用作生物标志物、药物纳米载体和治疗性内在调节剂。然而,由于缺乏关于 EV 在体内如何表现的知识,阻碍了它们潜在治疗应用的进一步发展。体内成像 EV 领域的最新进展现在允许以高时空分辨率实时跟踪各种模型生物中的内源性和外源性 EV,以确定它们的分布、半衰期和命运。这篇综述重点介绍了当前可用于在体内对 EV 成像的成像工具,以及实时成像(尤其是在斑马鱼胚胎中)如何进一步深入了解 EV 动力学、生物分布和功能的表征,以促进其在治疗应用中的发展。

 

  1. Imaging-based spectrometer-less optofluidic biosensors based on dielectric metasurfaces for detecting extracellular vesicles. 利用介电超表面基于成像的无光谱仪光流体生物传感器用于细胞外囊泡检测。 [Nat Commun] IF=12.121 PMID:34059690

摘要:生物传感器是公共、全球和个性化医疗保健不可或缺的工具,因为它们提供的测试可用于从早期疾病检测和治疗监测到预防流行病。我们引入了单波长成像生物传感器,该传感器能够使用基于最佳线性估计器的高级数据处理技术动态重建由生物标志物引起的光谱位移信息。我们的方法无需波长扫描或光谱仪器即可实现卓越的灵敏度。我们设计了双原子介电超表面,支持连续介质中的束缚态,通过面内对称性破坏,允许与可接近的近场进行高质量共振。大面积超表面芯片被配置为微阵列,并与成像平台上的微流体集成,用于实时检测包含外泌体的乳腺癌细胞外囊泡。光流体系统具有高传感性能,具有近 70 1/RIU 的品质因数,能够检测平均 0.41 纳米颗粒/μm2 并实时测量低至 204 飞摩尔溶液中细胞外囊泡。我们的生物传感器提供了光谱测量方法的稳健性,同时用单波长光源和互补金属氧化物半导体相机代替了复杂的仪器,为实现用于即时诊断的小型化设备铺平了道路。

 

 

 

 

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