【2020-39期】This Week in Extracellular Vesicles

hzangs

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T细胞来源的细胞外囊泡在肿瘤免疫过程中的功能作用；第2篇介绍了一种纯化细胞外囊泡的方法并对HCC来源的细胞外囊泡进行数字定量PCR分析用于HCC诊断；第4篇文章介绍了细胞外囊泡携带的VEGF-C在子宫内膜异位症过程中的功能作用；第7篇文章介绍了一种微流控芯片进行细胞外囊泡分离纯化和分析的新策略。相关文章的原文在周一前会发布到论坛同名贴下，需要的可以到论坛下载

1. Exosomes derived from Vδ2-T cells control Epstein-Barr virus-associated tumors and induce T cell antitumor immunity.
来自Vδ2-T细胞的外泌体控制与爱泼斯坦-巴尔病毒相关的肿瘤并诱导T细胞抗肿瘤免疫。
[Sci Transl Med] IF=16.304  PMID：32998970摘要：威胁生命的爱泼斯坦-巴尔病毒（EBV）相关肿瘤的治疗仍然是一个巨大的挑战，尤其是对于复发或难治性疾病的患者。在这里，我们发现源自磷酸抗原扩增的Vδ2-T细胞（Vδ2-T-Exos）的外泌体包含死亡诱导配体（FasL和TRAIL），自然杀伤（NK）细胞（NKG2D）的激活受体，免疫刺激性配体（ CD80和CD86），以及抗原呈递分子（I类和II类MHC）。Vδ2-T-Exos通过FasL和TRAIL途径靶向并有效杀死EBV相关肿瘤细胞，并促进EBV抗原特异性CD4和CD8 T细胞扩增。在Rag2-/-γc-/-和人源化小鼠中，Vδ2-T-Exos的施用有效控制了与EBV相关的肿瘤。由于要扩大Vδ2-T细胞并从癌症患者体内大规模制备自体Vδ2-T-Exos具有挑战性，因此我们在人源化小鼠癌症模型中探索了同种异型Vδ2-T-Exos的抗肿瘤活性。在这里，我们发现在人源化小鼠中，同种异体Vδ2-T-Exos比自体Vδ2-T-Exos具有更有效的抗肿瘤活性。同种异体Vδ2-T-Exos增加了T细胞向肿瘤组织的浸润，并诱导了更强大的CD4和CD8 T细胞介导的抗肿瘤免疫力。与源自具有直接细胞毒性抗肿瘤活性的NK细胞（NK-Exos）或诱导T细胞抗肿瘤反应的树突状细胞（DC-Exos）的外泌体相比，Vδ2-T-Exos直接杀死肿瘤细胞并诱导T细胞介导的抗肿瘤反应，因此，可以更有效地控制与EBV相关的肿瘤。这项研究为使用Vδ2-T-Exos，尤其是同种异体Vδ2-T-Exos治疗与EBV相关的肿瘤的策略提供了概念验证。 2.Purification of HCC-specific extracellular vesicles on nanosubstrates for early HCC detection by digital scoring.
通过纯化纳米底物上的HCC特异性细胞外小泡的数字化评分进行早期HCC检测。
[Nat Commun] IF=12.121  PMID：32895384摘要：我们报告了基于共价化学的肝细胞癌（HCC）特异性细胞外囊泡（EV）纯化系统，用于通过对纯化的EV进行数字化评分来早期检测HCC。早期发现HCC为治疗性干预创造了更多机会。细胞外囊泡出现在疾病的相对早期阶段，为肝癌的早期发现提供了潜在的机会。通过协同整合共价化学介导的EV捕获/释放，多标记抗体混合物，纳米结构底物和微流体混沌混合器，我们开发了HCC EV纯化系统（即EV Click芯片）。然后，我们使用158例HCC患者和对照组的血浆样本来探索EV Click芯片的临床转化潜力。对纯化的HCC EV进行逆转录液滴数字PCR，以定量10种HCC特异性mRNA标记并计算数字评分。HCC EV衍生的分子标记具有潜在的危险性肝硬化患者无创早期检测HCC的巨大潜力，特征曲线下的面积为0.93（95％CI，0.86至1.00；灵敏度= 94.4％，特异性=88.5％ ）。


3. Proteomic analysis of circulating extracellular vesicles identifies potential markers of breast cancer progression, recurrence, and response.
循环细胞外囊泡的蛋白质组学分析确定了乳腺癌进展，复发和反应的潜在标志。
[Sci Adv] IF=13.116  PMID：33008904摘要：循环中的细胞外小囊泡（sEVs）的蛋白质组学分析代表了一种有前途的，无创液体活检方法，可用于乳腺癌（BC）的早期检测和治疗监测。我们描述了一种相对低成本，快速且可靠的方法，可从BC患者血浆中分离出sEV，并通过半定量蛋白质组学分析其蛋白质含量。从手术前后不同疾病阶段的和BC患者和健康对照组血浆中分离出富含sEV。使用反相蛋白质阵列对富含sEV的馏分进行蛋白质组学分析，发现了7种蛋白质的特征，这些蛋白质使BC患者与健康个体区分开，其中FAK和纤连蛋白显示出高诊断准确性。sEVs的大小在疾病晚期阶段显着降低，并伴有阶段特异性蛋白标记。此外，我们观察到了健康对照，化学疗法治疗和未治疗的手术后样品中基于蛋白质的独特簇，以及癌症复发高风险的预测因子，表明所应用的方法值得进一步开发和应用。 4.Extracellular vesicle-associatedVEGF-C promotes lymphangiogenesis and immune cells infiltration in endometriosis.
细胞外囊泡相关的VEGF-C促进子宫内膜异位症的淋巴管生成和免疫细胞浸润。
[Proc NatlAcad Sci U S A] IF= 9.412 PMID：33004630摘要：子宫内膜异位症是一种高度流行的妇科疾病，对生活质量和经济负担造成严重的负面影响。不幸的是，尚无治愈该疾病的方法，这突出表明需要对该疾病的病理生理学进行进一步研究，以为开发新的治疗方案提供线索。在本文中，我们确定了血管内皮生长因子（VEGF）-C（一种有效的淋巴管生成因子）在子宫内膜异位细胞中上调，并有助于增加淋巴管生成。生物信息学分析和分子生物学特征表明，VEGF-C受孤儿核受体鸡卵清蛋白上游启动子转录因子II（COUP-TFII）负调控。进一步的研究表明，促炎细胞因子通过抑制COUP-TFII水平诱导VEGF-C过表达。更重要的是，我们显示功能性VEGF-C被细胞外小泡（EVs）转运，以增强淋巴管内皮细胞的淋巴管生成能力。自体移植子宫内膜异位症小鼠模型显示，lenvatinib治疗可消除子宫内膜异位症病灶内淋巴管发育增加，腹膜后淋巴结增大和免疫细胞浸润，表明阻断VEGF-C信号传导可减少局部慢性炎症并伴发子宫内膜异位症的发展。对患者血清中EV传播的VEGF-C的评估表明，这是用于临床诊断的可靠无创方法。两者合计，我们确定子宫内膜异位症微环境中炎症，COUP-TFII，VEGF-C和淋巴管生成的恶性循环，为了解子宫内膜异位症的病理生理学开辟了新的视野。VEGF-C不仅可以用作诊断生物标志物，而且还可以作为开发治疗方案的分子靶标。 5.Extracellular Vesicles Derived from Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells Protect Liver Ischemia/Reperfusion Injury by Reducing CD154 Expression on CD4+ T Cells via CCT2.
源自人脐带间充质干细胞的细胞外囊泡通过经由CCT2减少CD4 + T细胞上的CD154表达来保护肝脏缺血/再灌注损伤。
[Adv Sci (Weinh] IF=15.66  PMID：32999825摘要：肝移植术后并发症和早期肝功能衰竭的原因，肝缺血/再灌注损伤（IRI）在临床给药期间仍然没有有效的治疗方法。尽管先前已经显示了间充质干细胞（MSCs）对肝脏IRI的治疗潜力，但其潜在机制尚不完全清楚。人们公认，MSC衍生的细胞外囊泡（MSC-EVs）是新发现的用于细胞间通讯的信使。在此，据报道脐带来源的MSC（UC-MSC）通过其分泌的EV改善小鼠的肝脏IRI。还可以看到，UC-MSC-EVs在再灌注6小时后主要集中在肝脏中。此外，发现UC-MSC-EVs显着调节肝内CD4 + T细胞CD154的膜表达，这是肝脏中炎症反应的开始，并可能加重肝脏IRI。从机理上讲，进行了蛋白质质谱分析，发现伴侣蛋白的TCP1亚基2（CCT2）富集于UC-MSC-EVs，后者调节钙通道影响Ca2 +流入并抑制CD4 + T细胞中CD154的合成。总之，这些结果突出了UC-MSC-EV在减缓肝脏IRI中的治疗潜力。这一发现表明，来自UC-MSC-EVs的CCT2可以通过Ca2+-钙调神经磷酸酶-NFAT1信号通路调节肝脏IRI期间肝内CD4 + T细胞的CD154表达。 6.Exosome-mediated RNAi of PAK4 prolongs survival of pancreatic cancer mouse model after loco-regional treatment.
外泌体介导的RNAi靶向PAK4，延长局部区域治疗后的胰腺癌小鼠模型的存活时间。
[Biomaterials] IF=10.317 PMID：32977209摘要：胰腺癌（PC）生存率低下，仍然是最具有侵略性和破坏力的恶性肿瘤之一，主要是由于缺乏有效的生物标志物来进行诊断以及有限的晚期疾病治疗选择。外泌体（Exo）作为细胞衍生的囊泡，被广泛用作药物递送的天然纳米载体。P21激活的激酶4（PAK4）过表达时具有致癌性，可促进细胞存活，迁移和锚定非依赖性生长。本文中，我们在肿瘤内给药后，使用Exo介导的RNAi在体内PC肿瘤小鼠模型中验证了PAK4作为治疗靶点。首先通过在蔗糖垫上超速离心分离PC衍生的Exo，并对其表面标志物的表达，大小，数量，纯度和形态进行表征。通过电穿孔将SiRNA封装到Exo中，Exo的双重摄取和流式细胞术和共聚焦显微镜研究了siRNA。通过流式细胞仪，western印迹和体外刮擦试验评估摄取后PC细胞的体外siPAK4沉默后的功能。在携带PC的NSG小鼠模型中评估了siPAK4的体内功效（肿瘤生长延迟和小鼠存活）。使用苏木精和曙红（H＆E）染色和免疫组织化学检查离体肿瘤。结果表明获得了高质量的PC衍生的PANC-1 Exo。SiRNA以16.5％的封装效率并入Exo。体外成像证实了Exo和siRNA在细胞中的共定位。在体外温育24小时后，用30 nM Exo-siPAK4成功敲除PAK4。肿瘤内给予Exo-siPAK4（0.03 mg / kg siPAK4和6.1×10^11 Exo，两种剂量）减少了体内PC肿瘤的生长，提高了小鼠的存活率（p <0.001），与聚乙烯亚胺相比观察到的毒性极小（ PEI）。siPAK4治疗组的肿瘤H＆E染色显示明显的细胞凋亡。PAK4敲低延长了PC小鼠的存活期，表明其作为PC的新治疗靶标的潜力。作为体内RNAi转染试剂，PANC-1 Exo具有可比的功效，且比PEI更安全。 7.Detachable microfluidic device implemented with electrochemical aptasensor (DeMEA) for sequential analysis of cancerous exosomes.
采用电化学适体传感器（DeMEA）实现的可分离微流体装置，用于顺序分析癌性外泌体。
[BiosensBioelectron] IF=10.257 PMID：32977087摘要：癌症来源的外泌体的量化在其初始阶段具有微创诊断癌症的强大潜力。由于癌性外泌体仅占血液中所有外泌体的一小部分，因此超灵敏检测是开发基于外泌体的癌症诊断方法的先决条件。在本文中，引入了用于电化学适配体传感器（DeMEA）的可拆卸微流体装置，用于癌性外泌体的高灵敏度和原位定量。为了制造适体传感器，将纳米复合材料施加在电极表面上，然后电镀金纳米结构。随后，将针对上皮细胞粘附分子的适体固定在电极表面上，以特异性检测癌症特异性外泌体。然后在传感系统中构建并实施微流体涡旋仪，以利用流体动力学产生的横向流来增加外泌体与传感表面之间的碰撞。微流体涡旋仪通过3D打印的磁性外壳与aptasensor集成在一起。两种不同装置的可拆卸夹持提供了随后收获外泌体用于下游分析的机会。DeMEA具有高灵敏度和特异性，在短时间内可在宽动态范围（1×10^2至1×10^9）外泌体/μL中检测，实验验证的最低检测限为17个外泌体/μL，具有超低检测限。作为该概念的证明，可以将适体传感器与3D打印外壳分离，以通过实时聚合酶链反应收获和分析外泌体。此外，DeMEA可以对处于不同疾病阶段的乳腺癌患者血浆样本中的外泌体进行定量。DeMEA为微流集成生物传感器在癌症生物标志物的早期检测中的应用提供了广阔的前景。 8.Extracellular vesicles as natural therapeutic agents and innate drug delivery systems for cancer treatment:Recent advances, current obstacles, and challenges for clinical translation.
细胞外囊泡作为天然治疗剂和用于癌症治疗的先天药物递送系统：最新进展，当前障碍和临床转化挑战。
[Semin Cancer Biol] IF=11.09  PMID：32977006摘要：由于癌症对全球人类健康构成重大威胁，因此许多研究人员已着手寻找有效的抗癌治疗剂。近年来，许多药物被证明具有非凡的抗癌作用。然而，在许多情况下，由于与治疗剂相关的某些固有性质，例如伴随不良的靶向选择性和较短的循环半衰期，治疗伴随着不良副作用。在这方面，细胞外囊泡（EVs）是天然细胞衍生的囊泡的多样化家族，因为它们是细胞间通讯的先天机制，因此将其视为潜在的抗癌免疫疗法或抗癌剂的递送载体。在这里，我们描述了有关将细胞外囊泡用作抗癌疗法的一些最热门的问题。首先，我们回顾了细胞外囊泡的生物学特性，提供了细胞外囊泡的最新定义，并突出了其循环动力学和归巢特性。接下来，我们就细胞外囊泡的分离，表征和功能分析的流行方法分享我们的观点。然后讨论了开拓性和创新的报告，以及在细胞外囊泡成像和细胞外囊泡药物装载策略领域出现的新挑战。最后，我们详细研究了细胞外囊泡在癌症治疗中的治疗应用，包括其在癌症免疫治疗中的作用以及作为抗癌剂（包括天然化合物，例如紫杉醇和阿霉素）的天然递送系统的作用。我们认为标准化协议和适当的分析方法对于提高细胞外囊泡研究的可重复性和严格性以及确保细胞外囊泡作为抗癌治疗药物的成功临床转化至关重要。 9.TAF1 Transcripts and Neurofilament Light Chain as Biomarkers for X-Linked Dystonia-Parkinsonism.
TAF1转录本和神经丝轻链作为X连锁肌张力障碍-帕金森病的生物标志物。
[Mov Disord] IF=8.679  PMID：32975318摘要：X连锁性肌张力障碍-帕金森病是菲律宾特有的罕见神经病。肌张力障碍症状在男性平均年龄为40岁时出现，并逐渐发展为帕金森氏症，纹状体变性。插入TAF1基因内含子32的反转录转座子导致该区域的选择性剪接和全长mRNA转录物的减少。这项研究的目的是发现X连锁性肌张力障碍-帕金森病的基于细胞和基于生物流体的生物标记。来自患者的神经祖细胞及其分泌的细胞外囊泡的RNA被用于筛选TAF1表达的失调。液滴数字聚合酶链反应用于定量全血RNA中反转录转座子插入的TAF1 mRNA片段5'和3'的表达以及疾病特异性剪接变体TAF1-32i。使用单分子阵列测量神经丝轻链的血浆水平。在神经祖细胞及其细胞外囊泡中，我们证实患者样品中的TAF1-3'/ 5'比例较低，而相对于对照，TAF1-32i表达较高。在全血RNA中，TAF1-3'/ 5'的比率和TAF1-32i的表达都可以将患者（n = 44）与对照样品（n = 18）进行高精度区分。与载体（n = 16）和对照（n = 21）相比，患者（n = 43）的神经丝轻链血浆水平显着升高，曲线下面积为0.79。血液中的TAF1失调是一种疾病特定的生物标记，可以用作监测针对TAF1剪接的疗法的读数。神经丝轻链可用于监测患者的神经变性和疾病进展。 10.Synergy between 15-lipoxygenase and secreted PLA 2 promotes inflammation by formation of TLR4 agonists from extracellular vesicles.
15-脂氧合酶和分泌的PLA 2之间的协同作用通过细胞外囊泡形成TLR4激动剂促进炎症。
[Proc Natl Acad Sci U S A] IF=9.412  PMID：32973091摘要：与损伤相关的内源性分子诱导先天免疫反应，因此使无菌炎症在医学上具有相关性。先前发现在氧化应激条件下释放的源自应激的细胞外囊泡（stressEVs）激活Toll样受体4（TLR4），导致与脂多糖（LPS）相比，免疫应答蛋白的表达方式有所不同，这是两者之间的差异所在病原体引起的无菌炎症。在这里我们报告15脂氧合酶（15-LO）和分泌的磷脂酶A2（sPLA2）的协同活性对于TLR4激动剂的形成是必需的，TLR4激动剂被确定为具有氧化的不饱和酰基链的溶血磷脂（lysoPLs）。通过质谱（MS）鉴定了15-LO氧化2-花生四烯酰基-lysoPI的羟基，氢过氧基和酮基产物，它们激活了与StressEVs相同的基因模式。在类风湿关节炎和痛风患者的滑液中检测到细胞外PLA2活性。此外，注射sPLA2可促进K/ BxN血清诱导的小鼠关节炎，从而使踝关节肿胀部分依赖于TLR4。结果证实了StressEVs的氧化lysoPL在促进慢性疾病的无菌炎症中的作用。15-LO和sPLA2酶均在炎症过程中被诱导，这为治疗提供了机会，而又不损害针对病原体的先天免疫力。

Joyel

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