外泌体之家 | 细胞外膜泡领域核心平台—exosomes & microvesicles—小膜泡大作用
标题: 【2020-43期】This Week in Extracellular Vesicles [打印本页] 作者: hzangs 时间: 2021-2-1 09:40 标题: 【2020-43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篇文章主要介绍了一种从器官中分离提取细胞外囊泡的方法，这对于我们研究组织或器官来源细胞外囊泡具有一定的借鉴意义；第2篇文章介绍了一种用于体内和体外进行细胞外囊泡定量的生物发光成像技术；第3篇文章评估了目前细胞外囊泡在新冠疾病中的应用潜力；第6篇文章介绍了PD-L1抑制剂通过影响细胞外囊泡中的miRNA从而造成心肌损伤等副作用的机制；第10篇文章介绍了一种基于适配体和量子点技术的唾液外泌体简单快速检测定量策略。
1.Ultrasonics-Assisted Effective Isolation and Characterization of Exosomes from Whole Organs. 超声波辅助有效分离和鉴定来自整个器官的囊泡。
[Methods Mol Biol] PMID：33113125摘要：外泌体，被脂质膜围绕的天然和纳米囊泡结构。几乎所有类型的细胞都倾向于向细胞外环境分泌外泌体。后期研究表明它们在多种复杂的生物学过程中发挥功能，例如癌症的发展和转移，免疫系统调节，细胞信号转导，干细胞分化以及受损组织的再生。尽管有许多研究涉及外泌体在上述领域中的作用，但其机制仍然未知。因此，需要进一步研究不同来源分离的外泌体。尽管研究人员大多使用血清，血浆，尿液和细胞培养基作为外泌体分离的来源，但在文献中还没有关于从整个器官中直接分离外泌体的研究。在这项研究中，我们提出了从整个器官中有效分离外泌体的方案。在这项研究中，小鼠的大脑，心脏和肝脏被选为外泌体的来源。分离的外泌体已通过BCA测试，蛋白质印迹，透射电子显微镜和ELISA成功表征。 2.Quantification of extracellular vesicles in vitro and in vivo using sensitive bioluminescence imaging. 使用敏感的生物发光成像技术对体内和体外细胞外囊泡进行定量。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID：32944187摘要：细胞外囊泡（EVs）是天然存在的纳米级载体，可被细胞分泌，并通过其独特的转移生物活性货物的能力而促进细胞间的通讯。尽管在过去十年中，从疾病的病理生理学到治疗性药物的交付，我们对细胞外囊泡的理解有了显着提高，但仍需要改进的分子工具来跟踪其治疗性交付。不幸的是，当前用于EV标签的工具目录缺乏敏感性或不够具体。在这里，我们已经探索了使用不同的荧光素酶和CD63的生物发光标记，这些荧光素酶被束缚在CD63上，从而实现了用于体外和体内追踪EV的高度敏感的系统。将四跨膜蛋白融合至NanoLuc或ThermoLuc可分别以低成本和半高通量方式对EV进行高灵敏度的体内定量或实时成像。我们发现，细胞外囊泡的体内分布模式是由注射途径决定的，但是不同的细胞外囊泡亚群在生物分布模式上显示出差异。通过将这项技术用于细胞外囊泡的实时非侵入性体内成像，我们证明了细胞外囊泡在分配后几分钟内便会分布到不同的内部器官。 3.Systematic review of extracellular vesicle-based treatments for lung injury: are EVs a potential therapy for COVID-19?. 基于细胞外囊泡治疗肺损伤的系统评价：细胞外囊泡是否可能成为COVID-19的潜在疗法？。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID：32944185摘要：严重的COVID-19感染会导致双侧间质性肺炎，常常导致幸存者急性呼吸窘迫综合征（ARDS）和肺纤维化。大多数死于严重COVID-19感染的患者均已发展为ARDS。目前，ARDS可以通过支持措施进行治疗，但是基于细胞外囊泡（EV）的再生医学方法已显示出希望。本文中，我们旨在分析基于细胞外囊泡的疗法是否可以有效治疗影响COVID-19患者的严重肺部疾病，并了解其对最终治疗人类患者的相关性。我们使用定义的搜索策略对文献进行了系统的综述，发现了39篇文章（2014年至2020年）报道了EV在肺损伤模型中的作用（主要来自干细胞）（一项大型动物研究，在人类中没有）。EV治疗导致：（1）炎症减轻（炎症性细胞因子和嗜中性粒细胞浸润减少，M2巨噬细胞极化）；（2）肺泡上皮的再生（凋亡减少和表面活性剂产生的刺激）；（3）修复微血管通透性（增加内皮细胞连接蛋白）；（4）预防纤维化（减少纤维蛋白的产生）。这些影响是通过释放EV货物和确定的因子介导的，这些因子包括miRs-126，-30b-3p，-145，-27a-3p，syndecan-1，肝细胞生长因子和血管生成素-1。这项审查表明基于细胞外囊泡的疗法具有针对COVID-19相关肺损伤的巨大潜力，因为它们靶向多种途径并增强组织再生。但是，在将细胞外囊泡疗法转化为人类临床试验之前，应努力开发细胞外囊泡的良好生产规范解决方案，并在大型动物模型中测试最佳剂量和给药途径。4.Mir-30d Regulates Cardiac Remodeling by Intracellular And Paracrine Signaling. Mir-30d通过细胞内和旁分泌信号调节心脏重塑。
[CircRes] IF=14.467 PMID：33092465摘要：先前的转化研究表明，血浆中细胞外miRNA-30d可以作为左心室（LV）重塑和心力衰竭（HF）患者临床结局的生物标志物，但确切的机制仍然不清楚。我们这项研究报道了miR-30d介导的HF心脏保护机制。在缺血性HF的大鼠和小鼠模型中，我们发现miR-30d功能获得（遗传，慢病毒或agomiR介导的功能改善）可改善心脏功能，减少心肌纤维化并减弱心肌细胞（CM）的凋亡。基于遗传或锁定核酸（LNA）的miR-30d表达敲除可增强病理性LV重塑，并增加功能障碍，纤维化和CM死亡。体外miR-30d获得和丧失功能的RNA序列，以及心肌细胞和成纤维细胞中的生物信息学预测和实验验证，被用于鉴定和验证miR-30d的直接靶标。miR-30d的表达在缺氧应激中选择性富集于CMs中，并具有急性保护作用，靶向促分裂原相关蛋白激酶（MAP4K4）改善凋亡。此外，miR-30d主要由CMs分泌在细胞外囊泡中，并通过在旁腺信号传导至心脏成纤维细胞的急性期直接靶向整联蛋白α5，从而抑制成纤维细胞的增殖和活化。在缺血性重塑的慢性期，心脏和血浆细胞外囊泡中的miR-30d较低表达与啮齿动物模型和人类受试者的不良重塑有关，并且与涉及纤维化和炎症的基因的全血表达有关，与模型中的观察结果一致。这些发现为miR-30d在人类HF中的心脏保护性关联提供了机制基础。更广泛地说，我们的发现支持一种新兴的范式，涉及包含EV的miRNA的细胞间通讯，从而跨细胞类型反式调控不同的信号通路。经功能验证的RNA生物标志物及其信号网络可能需要进一步研究，作为HF中的新型治疗靶标。 5.Plasmonic Sensors for Extracellular Vesicle Analysis: From Scientific Development to Translational Research. 用于细胞外囊泡分析的等离子传感器：从科学发展到转化研究。
[ACS Nano] IF=14.588 PMID：33119256摘要：从多种肿瘤细胞和宿主细胞中脱落的细胞外囊泡（EV）富含于血液等体液中，并带有来自亲代细胞的分子标记。由于这些原因，细胞外囊泡作为疾病的生物标记物引起了广泛的兴趣。在已开发的许多不同分析方法中，表面等离子体激元共振（SPR）鉴于其灵敏度和小型化能力而成为理想的技术之一。在这篇综述中，我们比较了用于细胞外囊泡分析的不同SPR平台，包括常规SPR，纳米等离子体传感器，表面增强拉曼光谱和等离子体增强荧光。我们讨论了用于捕获目标细胞外囊泡并对其蛋白质和RNA进行分子分析的不同表面化学方法。我们还将重点介绍这些等离子体平台的临床应用，包括癌症，神经退行性疾病和心血管疾病。最后，我们讨论了细胞外囊泡的等离激元传感技术的未来前景及其在商业化和临床转化中的潜力。 6.PD-1 inhibitor inducing exosomal miR-34a-5p expression mediates the cross talk between cardiomyocyte and macrophage in immune checkpoint inhibitor-related cardiac dysfunction. PD-1抑制剂诱导外泌体miR-34a-5p表达并介导免疫检查点抑制剂相关心脏功能障碍中心肌细胞和巨噬细胞之间的信号扰动。
[J Immunother Cancer] IF=9.913 PMID：33115945摘要：免疫检查点抑制剂（ICIs）已成为癌症医学领域的重要治疗进展。最近的报告对心血管不良事件提供了更深入的见解，从而促使我们慎重使用ICI。心血管不良事件以不同形式发生，例如心肌炎和心肌病，心肌纤维化，心力衰竭和心包疾病等。心脏衰老与某些心脏疾病的发生重叠。外泌体通过转移各种生物分子（包括microRNA（miR））来介导心脏病中的细胞间信号扰动。miR-34a-5p是与心脏衰老相关的众所周知的miR。这项研究旨在调查编程性细胞死亡1（PD-1）抑制剂（一种广泛使用的ICI）的心血管不良反应是否与小鼠模型心脏衰老中外泌体转移的miR-34a-5p相关。由PD-1抑制剂处理的巨噬细胞衍生的外泌体诱导的心肌细胞中miR-34a-5p的上调，伴随着心脏衰老，对小鼠心脏造成了心脏损伤。miR-34a-5p被鉴定为诱导心脏衰老相关损伤的外泌体转移RNA。在巨噬细胞中抑制miR-34a-5p减弱了exosome PD-1抑制剂诱导的心肌细胞衰老前作用。TargetScan和荧光素酶测定法显示miR-34a-5p靶向丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶1调节亚基10（PNUTS）3'非翻译区。源自PD-1抑制剂处理的巨噬细胞的外泌体通过调节miR-34a-5p / PNUTS信号传导途径发挥促衰老作用。该发现可能为减轻接受PD-1抑制剂治疗的癌症患者的心脏损伤提供了新的目标。 7.Chemotherapy-Induced Upregulation of Small Extracellular Vesicle-Associated PTX3 Accelerates Breast Cancer Metastasis. 化疗诱导的小细胞外囊泡相关的PTX3上调加速了乳腺癌转移。
[Cancer Res] IF=9.727 PMID：33115808摘要：尽管新辅助化疗是乳腺癌治疗的标准组成部分，但最近的证据表明，化学治疗药物可通过定义不明确的机制促进转移。在这里，我们利用三阴性乳腺癌的异种移植小鼠模型来探索化疗诱导的肿瘤衍生的小细胞外囊泡（sEV）在转移中的重要性。阿霉素（DXR）通过引发转移前的生境来增强肿瘤细胞的sEV分泌，从而加速乳腺癌肺转移。蛋白质组学分析和CRISPR / Cas9基因编辑确定了富含DXR引起的sEV的炎症糖蛋白PTX3是化疗诱导转移的关键调节剂。对原发肿瘤中sEV分泌的遗传抑制和继发器官中sEV摄取的药理学抑制均抑制了化疗后的转移。这项研究揭示了化学疗法介导的转移的机制，通过该机制，药物诱导的sEV分泌上调和PTX3蛋白货物引发了转移前的生境，并建议抑制继发器官中sEV的摄取或原发肿瘤细胞sEV的分泌抑制是抑制转移的有前途的治疗策略。 8.ANGPTL2-containing smallextra cellular vesicles from vascular endothelial cells accelerate leukemia progression. 血管内皮细胞中含有ANGPTL2的小细胞外小泡加速白血病进程。
[J Clin Invest] IF=11.864 PMID：33108353摘要：小细胞外囊泡（sEV）是某些细胞的功能性信使，可实现非接触式细胞通讯。尚不清楚微环境特异性sEV是否在癌症中发挥这一作用。在这里，我们使用了7种细胞类型（Cdh5 +或Tie2 +内皮细胞（ECs），Lepr +骨髓血管周围细胞，Osx+骨祖细胞（OPC），Pf4 +巨核细胞和Tcf21 +脾脏间质细胞）的特异性小鼠Cre细胞系来有条件地敲除Vps33b。然后，我们检查了sEV分泌减少对MLL-AF9诱导的急性髓细胞性白血病（AML）以及正常造血功能进展的影响。阻止sEV从EC分泌，但不阻止血管周细胞，巨核细胞或脾基质细胞分泌，明显延迟了白血病的进展。值得注意的是，减少EC产生的SEV对正常的造血作用没有影响。蛋白质分析表明，源自EC的SEV含有高水平的ANGPTL2，该蛋白通过与LILRB2受体结合而加速了白血病的进展。此外，从EC释放的ANGPTL2-SEV受VPS33B约束。重要的是，ANGPTL2-SEVs也是人类原代AML细胞维持所必需的。这些发现证明了微环境特异性sEV在癌症发展中的作用，并表明针对EC的ANGPTL2-sEV可能是干扰某些类型AML的潜在策略。 9.Folic acid-modified Exosome-PH20 enhances the efficiency of therapy via modulation of the tumor microenvironment and directly inhibits tumor cell metastasis. 叶酸修饰的Exosome-PH20通过调节肿瘤微环境提高治疗效率，并直接抑制肿瘤细胞转移。
[BioactMater] IF=8.724 PMID：33102939摘要：透明质酸（HA）在肿瘤微环境中的大量积累导致间质压力增加和药物灌注减少。此外，高分子量（HMW）-HA抑制M1巨噬细胞极化，增强M2极化，并诱导免疫抑制。透明质酸酶治疗已尝试减少肿瘤中HA的数量。但是，透明质酸酶驱动的HA降解驱动加速了肿瘤细胞转移，这是癌症患者死亡的主要原因。因此，我们设计了一种新型的基于外泌体的药物递送系统（DDS），名为Exos-PH20-FA，使用基因工程技术表达人透明质酸酶（PH20），并采用自组装技术用叶酸（FA）修饰外泌体。我们的结果表明，Exos-PH20-FA将HMW-HA降解为低分子量（LMW）-HA。此外，LMW-HA使巨噬细胞极化为M1型，并减少了相关的免疫抑制性免疫细胞的数量，从而使免疫微环境从免疫抑制性变为免疫支持性表型。此外，我们证明了Exos-PH20-FA可直接减少透明质酸酶诱导的肿瘤细胞转移。该肿瘤治疗还通过具有FA修饰的肿瘤靶向作用而允许化学疗法的增强递送。我们的发现表明，Exos-PH20-FA可提高肿瘤治疗效率并减少透明质酸酶治疗的副作用，即肿瘤细胞转移。这种针对DDS的基于囊泡的多合一HA可能是一种有前途的治疗方法，可产生更有效，更安全的结果。 10.One-step quantification of salivary exosomes based on combined aptamer recognition and quantum dot signal amplification. 基于适体识别和量子点信号放大的唾液外泌体一步定量法。
[Biosens Bioelectron] IF=10.257 PMID：33096430摘要：作为用于非侵入性诊断的有希望的液体生物标志物，唾液中天然存在的外泌体因其在口腔疾病尤其是口腔癌中的潜在应用而引起了广泛的兴趣。然而，由于目前难以同时鉴定和测量这些纳米大小的囊泡，因此唾液外泌体的准确定量仍具有挑战性。在这项研究中，我们开发了一种新颖的荧光生物传感器，用于基于磁性和荧光生物探针（MFBP）的唾液外泌体的一步敏感定量。在MFBP中，将载有大量量子点（QD）的自组装DNA辅酶巧妙地拴在适体上，该适体锚定在磁性微球（MM）的表面上。适体对外泌体的有效识别和捕获将同时触发作为检测信号载体的DNA辅酶的释放，从而产生“一个外泌体数量众多的QD”扩增效应。结果，该生物传感器允许一步法定量，且测定时间更少，并且灵敏度高，检测限低。此外，量子点的独特荧光性质和分子物质的超顺磁性提供了强大的抗干扰能力，从而能够对复杂基质进行可靠的定量分析。此外，该生物传感器表现出良好的临床可行性，其精度可与纳米级流式细胞术相媲美，并且在无标记分析和操作方便方面具有优势。这项研究提供了一种新的，通用的策略，可对来自体液的外泌体进行一步敏感的定量分析，从而促进了基于外泌体的液体活检技术的发展。
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