【2021-49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篇文章介绍一个基于细胞外囊泡的SARS-CoV-2侵染细胞相关抑制药物的筛选平台；第2篇文章是关于miRTarBase数据库的更新报道；第3篇文章是LncACTdb数据库的更新报道，两个数据库都很有助于细胞外囊泡RNA的相关研究；第6篇文章报道了细胞外囊泡中突变型UCL3与家族性高血钾症的关系；第8篇文章综述了外泌体RNA在肿瘤与巨噬细胞通讯中的功能作用。

1.Millisecond dynamic of SARS-CoV-2 spike and its interaction with ACE2 receptor and smallextracellular vesicles.

SARS-CoV-2 峰值的毫秒动态及其与 ACE2 受体和小细胞外囊泡的相互作用。

[J Extracell Vesicles] PMID: 34874124

摘要：SARS-CoV-2 刺突蛋白 (S) 与人血管紧张素转化酶 2 (hACE2) 结合，使病毒停靠在细胞膜上，随后病毒进入。在这里，我们使用高速原子力显微镜 (HS-AFM) 实时可视化 S 及其与 hACE2 和小细胞外囊泡 (sEV) 的相互作用。结果显示 S 的构象异质性、S 茎和受体结合域 (RBD) 的柔韧性以及 pH/温度诱导的 S-S-ACE2 复合物中的 S 构象变化，表现为全 RBD 向上构象。该复合物在酸化后获得独特的拓扑结构。S 和 S2 亚基在 sEV 上展示了不同的膜对接机制。S-hACE2 相互作用促进 S 与 sEV 对接，这意味着表达 ACE2 的 sEV 用于病毒中和的可行性。相反，S2 亚基停靠在脂质层上并使用其融合肽进入 sEV，模拟病毒进入场景。总而言之，我们的研究提供了一个平台，适用于实时可视化各种进入抑制剂、中和抗体和基于 sEV 的诱饵，以阻止病毒进入。

2.miRTarBase update 2022: an informative resource for experimentally validated miRNA-target interactions.

miRTarBase 更新 2022：用于经过实验验证的 miRNA-靶标相互作用的信息资源。

[Nucleic Acids Res] PMID: 34850920

摘要：MicroRNAs (miRNAs) 是具有 18-26 个核苷酸的非编码 RNA；它们与靶mRNA配对以调节基因表达并在各种生理和病理过程中产生显着变化。近年来，miRNA与其靶基因的相互作用已成为药物开发的主流方向之一。作为主要提供经生物实验验证的miRNA-靶点相互作用（MTI）的大型生物数据库，miRTarBase经历了五次修订和增强。该数据库已从 13389 篇人工策划的文章和 CLIP-seq 数据中积累了 >2200449 个经过验证的 MTI。采用优化的评分系统，以增强本次更新对 MTI 相关文章和相应疾病信息的批判性识别。此外，与miRNA和靶标结合效率相关的单核苷酸多态性和疾病相关变异在miRNAs和基因3'非翻译区得到表征。整合了细胞外囊泡、血液和不同组织的 miRNA 表达谱，包括外泌体 miRNA 和组织特异性 miRNA，以探索 miRNA 的功能和生物标志物。对于用户界面，我们对与 miRNA 作用相关的各种验证实验进行了分类属性，包括 RNA 表达、特异性相互作用、蛋白质表达和生物学功能。我们还使用种子序列信息来评估 miRNA 的结合位点。总之，这些增强使 mirTarBase 成为最适合研究的 MTI 数据库之一，其中包含全面且经过实验验证的注释。最新版本的 mirTarBase 现已在 https://miRTarBase.cuhk.edu.cn/ 上可用。

3.LncACTdb 3.0: an updated database of experimentally supported ceRNA interactions and personalized networks contributing to precision medicine.

LncACTdb 3.0：实验支持的 ceRNA 相互作用和有助于精准医学的个性化网络的更新数据库。

[Nucleic Acids Res] PMID: 34850125

摘要：LncACTdb 3.0 是一个综合数据库，其中包含竞争性内源性 RNA (ceRNA) 和相应的有助于精准医疗的个性化网络之间的实验支持的相互作用。LncACTdb 3.0 可在 http://bio-bigdata.hrbmu.edu.cn/LncACTdb 或 http://www.bio-bigdata.net/LncACTdb 免费获得。我们更新了 LncACTdb 3.0 数据库，增加了几个新功能，包括 (i) 5669 个经过实验验证的 ceRNA 相互作用，跨越 25 个物种和 537 种疾病/表型，通过手动管理已发表的文献，(ii) 个性化 ceRNA 相互作用和网络，用于 62 名患者的 16228 名患者TCGA 和 GEO 中的数据集，(iii) 从文献和数据来源手动整理的 ceRNA 的亚细胞和细胞外囊泡位置，(iv) 超过 10000 个实验支持的与肿瘤相关的长非编码 RNA (lncRNA) 生物标志物诊断和治疗，以及 (v) lncRNA/mRNA/miRNA 表达谱以及数千名癌症患者的临床和病理信息。已经开发了一组改进的工具来探索 ceRNA 对具有特定病理背景的个体的影响。例如，网络工具提供了 lncRNA 相关、患者特定和定制设计的 ceRNA 网络的综合视图。LncACTdb 3.0将为个体层面复杂疾病的进一步研究提供新的见解，并将促进精准医学的发展以治疗此类疾病。

4.Therapeutic targeting of SPIB/SPI1-facilitated interplay of cancer cells and neutrophils inhibits aerobic glycolysis and cancer progression.

治疗靶向SPIB/SPI1可以促进癌细胞和中性粒细胞相互作用从而抑制有氧糖酵解和癌症进展。

[Clin Transl Med] PMID: 34841706

摘要：作为代谢重编程的特征，癌细胞的大部分能量来自有氧糖酵解，而其调节机制和治疗策略仍然是难以捉摸的。公开可用的表达谱数据集的综合分析用于识别关键的转录调节因子及其目标糖酵解酶。通过体外和体内试验研究了癌细胞中转录调节因子的功能和作用机制。Kaplan-Meier 曲线和对数秩分析用于进行生存研究。沙门氏菌致病1 (SPI1/PU.1) 是一种造血转录因子，经鉴定可促进糖酵解过程、肿瘤发生、侵袭性以及结肠癌细胞的转移，这些与肿瘤相关的中性粒细胞相互作用。从机制上讲，中性粒细胞通过细胞外囊泡传递 SPI1 mRNA，导致癌细胞的 SPI1 表达增强。通过与 SPI1 相关蛋白 (SPIB) 的物理相互作用，SPI1 驱动癌细胞内糖酵解基因的表达，进而通过糖酵解代谢物乳酸诱导中性粒细胞极化。清除中性粒细胞或破坏SPIB-SPI1相互作用显着抑制了糖酵解过程、肿瘤发生和侵袭性。综上所述，我们发现 SPI1 或 SPIB 的上调与结肠癌患者的不良预后有关。SPIB/SPI1 促进癌细胞和中性粒细胞相互作用的治疗靶向抑制有氧糖酵解和癌症进展。

5.Engineered Cell-Derived Vesicles Displaying Targeting Peptide and Functionalized with Nanocarriers for Therapeutic microRNA Delivery to Triple-Negative Breast Cancer in Mice.

显示靶向肽并用纳米载体功能化的工程细胞衍生囊泡，用于将治疗性 microRNA 递送至小鼠的三阴性乳腺癌。

[Adv Healthc Mater] PMID: 34879180

摘要：聚合物纳米载体 (PNC) 可用于将治疗性微 RNA (miRNA) 递送至实体癌。然而，这些纳米载体特异性靶向肿瘤的能力仍然是一个挑战。或者，源自肿瘤细胞的细胞外囊泡 (EVs) 显示出与亲本细胞的同型亲和力，但将足够数量的 miRNAs 加载到 EVs 中很困难。在这里，我们研究了 uPAR 靶向递送含有 PNC 的纳米鸡尾酒，该纳米鸡尾酒含有治疗性抗 miRNA，并涂有 uPA 工程细胞外囊泡 (uPA-eEV) 是否可以引发协同抗肿瘤反应。PNCs 上的 uPA-eEVs 涂层增加了天然肿瘤靶向亲和力，从而增强了 anti-miRNA 纳米鸡尾酒的抗肿瘤活性。uPA-eEV-PNCs 纳米鸡尾酒的全身给药显示出强大的肿瘤趋向性，显着增强了 anti-miRNA-21 和 anti-miRNA-10b 的联合抗肿瘤作用，并导致显着的肿瘤消退和同基因 4T1 荷瘤鼠的无进展生存期延长。此外，uPA-eEV-PNCs-antimiRNAs 纳米鸡尾酒加低剂量阿霉素可产生协同抗肿瘤作用，这可以通过抑制肿瘤生长、减少肺转移和延长 4T1 荷瘤小鼠的存活来证明。通过使用具有离体扩增和基因工程灵活性的自体癌细胞，我们的靶向组合纳米鸡尾酒策略可以很容易地转化为临床环境。

6.Novel CUL3 Variant Causing Familial Hyperkalemic Hypertension Impairs Regulation and Function of Ubiquitin Ligase Activity.

引起家族性高钾血症的新型 CUL3 变体损害泛素连接酶活性的调节和功能。

[Hypertension] PMID: 34878901

摘要：家族性高钾血症是由 CUL3 (cullin-3)-KLHL3 (kelch-like-family-member-3)-WNK（无赖氨酸 [K] 激酶）通路基因的致病变异引起的，临床表现为高钾血症，代谢性酸中毒和高收缩压。泛素 E3 连接酶 CUL3-KLHL3 靶向 WNK 激酶进行降解，以限制对噻嗪类敏感的 NCC（Na-Cl 协同转运蛋白）的激活。CUL3 中的所有已知变异都会导致外显子 9 跳跃 (CUL3Δ9)，并且通常会导致患者出现严重的家族性高钾血症和生长障碍。CUL3 中的其他变异是否会导致家族性高钾血症尚不清楚。在这里，我们在具有多种先天性异常的儿科家族性高钾血症患者中鉴定了一种新的从头杂合 CUL3 变异（CUL3Δ474-477），并揭示了 CUL3Δ474-477 导致 CUL3-KLHL3-WNK 信号轴失调的分子机制。使用患者来源的尿细胞外囊泡和真皮成纤维细胞、体外测定和培养的肾细胞，我们证明 CUL3Δ474-477 由于自身泛素化增加而导致总 CUL3 水平降低。逃避自降解的 CUL3Δ474-477 显示出对 NEDD8（神经前体细胞表达发育下调蛋白 8）的增强修饰，并增加了在泛素化 WNK4 中受损的 CUL3-KLHL3 复合物的形成。CUL3 复合物的蛋白质组学分析表明，除了增加 KLHL3 结合外，CUL3Δ474-477 变体还表现出与其他 BTB（Bric-a-brac、Tramtrack 和 Broad complex）底物适配器的相互作用增加，为患者的多样化提供了基本原理表型。我们得出结论，CUL3Δ474-477 的病理生理学效应是由 CUL3 水平降低和催化受损的 CUL3 连接酶复合物的形成引起的。

7.Harnessing the Natural Healing Power of Colostrum: Bovine Milk-derived Extracellular Vesicles from Colostrum Facilitating the Transition from Inflammation to Tissue Regeneration for Accelerating Cutaneous Wound Healing.

利用初乳的自然愈合能力：来自牛初乳衍生的细胞外囊泡，促进从炎症到组织再生的转变，以加速皮肤伤口愈合。

[Adv Healthc Mater] PMID: 34865307

摘要：由于伤口愈合是一个极其复杂的过程，由一系列连锁的生物事件组成，成功的伤口愈合需要多方面的方法来支持从炎症阶段到增殖和重塑阶段的适当和快速过渡。在这方面，我们在这里研究了牛乳细胞外囊泡 (EV) 在促进伤口愈合方面的潜在用途。我们的结果表明，牛奶 EV 促进成纤维细胞增殖、迁移和内皮管形成。特别是，源自牛初乳的 EVs (Colos EVs) 含有各种抗炎因子以及组织重塑和血管生成的因子。在切割伤口小鼠模型中，Colos EVs 促进上皮再形成、激活血管生成并增强细胞外基质成熟。有趣的是，进一步发现 Colos EV 对冷冻干燥程序具有很强的抵抗力，在冻干后保持其原始特性和伤口修复功效。这些关于源自牛初乳EV 的优异稳定性和优异活性的发现表明，它们有望被开发为抗炎疗法，特别是用于治疗皮肤伤口。

8.Exosomal Non-coding RNAs: Emerging Roles in Bilateral Communication between Cancer Cells and Macrophages.

外泌体非编码 RNA：在癌细胞和巨噬细胞之间的双边交流中的新兴作用。

[Mol Ther] PMID: 34864204

摘要：肿瘤微环境 (TME) 是一个动态的细胞组织网络，包含多种细胞类型，并显着促进癌症的发展。作为 TME 中的关键免疫基质细胞，巨噬细胞具有广泛的异质性，并发挥抗肿瘤和促肿瘤功能。外泌体是直径在 30-150 nm 之间的纳米级细胞外膜囊泡。通过转移蛋白质、脂质和核酸等多种生物活性物质，外泌体在细胞间通讯中发挥着重要作用。最近，越来越多的证据表明，非编码 RNA (ncRNA) 在外泌体中富集，并且外泌体 ncRNA 参与了癌细胞和巨噬细胞之间的串扰。此外，可以在生物体液中检测到循环外泌体ncRNA，可作为有前景的非侵入性生物标志物，用于癌症的早期诊断和预后预测。基于外泌体的疗法正在成为可用于缓解肿瘤进展的有效策略。在此，总结了外泌体ncRNA 的现有知识及其在调节癌细胞和巨噬细胞之间相互作用中的重要作用，以及它们的临床应用。

9.Novel role for tumor suppressor gene, liver kinase B1, in epithelial mesenchymal transition leading to chronic lung allograft dysfunction.

肿瘤抑制基因肝激酶 B1 在导致慢性肺同种异体移植功能障碍的上皮间充质转化中的新作用。

[Am J Transplant] PMID: 34859569

摘要：上皮间充质转化 (EMT) 已被认为在慢性肺同种异体移植功能障碍 (CLAD) 中发挥作用。肝激酶 B1 (LKB1) 是一种肿瘤抑制基因，可以调节 EMT。然而，它在肺移植后 CLAD 发展中的作用仍然未知。使用 qRT-PCR，与健康对照的活检相比，患有闭塞性细支气管炎综合征 (BOS) 的肺移植受者的活检显示 LKB1 显着下调 (p=0.0001)。为了确定 LKB1 在 EMT 发展中的作用，我们分析了人支气管上皮细胞系 BEAS-2B 中的 EMT。siRNA 对 LKB1 的敲低显着失调了 BEAS-2B 细胞中间充质标志物的表达。将人原代支气管上皮细胞或 BEAS-2B 细胞与分离自 BOS 或稳定肺移植受者的外泌体孵育后，LKB1 表达在与 BOS-外泌体孵育时受到抑制。在气液界面培养方法中，与 BOS 外泌体一起孵育也降低了 LKB1 表达并诱导了 EMT 标记。我们的研究结果提供了新的证据，表明从接受慢性排斥的移植肺中释放的外泌体与灭活的肿瘤抑制基因 LKB1 相关，这种损失会诱导 EMT，从而导致人类肺移植后 CLAD 的发病机制。

10.Biologics and their delivery systems: Trends in myocardial infarction.

生物制剂及其递送系统：心肌梗塞的趋势。

[Adv Drug Deliv Rev] PMID: 33775706

摘要：心血管疾病是世界范围内的主要死亡原因，其中心肌梗塞 (MI) 是一种诱发事件。然而，目前的疗法并没有充分解决 MI 后的多个失调系统。因此，最近的研究开发了新的生物递送系统来更有效地解决这些疾病。本综述利用最近文献的科学计量学总结来确定旨在治疗 MI 的生物递送系统之间的趋势。重点放在生物制剂（例如生长因子、核酸、干细胞、趋化因子）从常见递送系统（例如微粒、纳米载体、可注射水凝胶、可植入贴剂）的持续或靶向释放。我们还评估了整个再生医学领域的生物递送系统趋势，以确定可能转化为 MI 治疗的新兴方法。未来的发展包括通过可溶性因子或趋化因子递送靶向免疫系统，以及促进生物制剂协同递送的先进递送系统的开发。

11.The membrane associated accessory protein is an adeno-associated viral egress factor.

膜相关辅助蛋白是腺相关病毒流出因子。

[Nat Commun] PMID: 34716331

摘要：腺相关病毒 (AAV) 依靠辅助病毒从潜伏感染过渡到裂解感染。一些 AAV 血清型以游离或细胞外囊泡 (EV) 相关颗粒的形式以预裂解方式分泌，尽管其背后的机制尚不清楚。在这里，我们发现从 AAV 帽基因中移码的开放阅读框表达的膜相关辅助蛋白 (MAAP) 是一种新型病毒流出因子。MAAP 包含对 AAV 分泌至关重要的高度保守的阳离子两亲结构域。具有突变 MAAP 起始位点 (MAAPΔ) 的野生型或重组 AAV 显示出显着减弱的分泌和相应地增加的细胞内滞留。与 MAAP 的反式互补恢复了多种 AAV/MAAPΔ 血清型的分泌。此外，多种处理和分析方法证实，MAAP 促进病毒流出的一种可能机制是通过 AAV/EV 关联。除了表征新的病毒流出因子外，我们还强调了一个前瞻性的工程平台来调节 AAV 载体或其他 EV 相关货物的分泌。

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