【2021-12期】This Week in Extracellular Vesicles

hzangs

本周hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家，第1篇文章主要介绍了如何提升细胞外囊泡对CRISPR系统的加载效率，从而提升细胞外囊泡介导CRISPR进行治疗的效果；第2篇文章提供了一种利用细胞外囊泡携带特定蛋白用于遗传性疾病治疗的策略；第4篇文章是一篇综述，主要介绍了细胞外囊泡在肿瘤免疫中的研究进展；第6篇文章介绍了放疗对细胞外囊泡释放量及内容物的影响，最终影响肿瘤进展和预后；第8篇文章提供了一种富集NK细胞细胞外囊泡用于肿瘤杀伤的策略。
1.Engineered extracellular vesicles asversatile ribonucleo protein delivery vehicles for efficient and safe CRISPR genome editing.
工程化的细胞外囊泡作为通用的核糖核蛋白递送载体，可进行高效，安全的CRISPR基因组编辑。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID：33747370摘要：基于CRISPR的基因组编辑效应子的瞬时传递对于减少脱靶效应和免疫反应非常重要。最近，已经探索了Cas9核糖核蛋白（RNP）传递的细胞外囊泡（EVs）。但是，缺乏将RNP富集到EV中的机制限制了EV作为RNP输送工具的效率。在这里，我们描述了一种将RNP主动富集到EV中的机制。我们使用RNA适体和适体结合蛋白（ABP）之间的特异性相互作用，将RNP富集到EV中。我们将RNA适体com插入到单个向导RNA（sgRNA）中，并将com结合ABP Com融合到在外泌体中丰富的四跨蛋白CD63的两个末端。我们发现，Com / com相互作用通过形成包括CD63-Com融合蛋白，com-修饰的sgRNA和Cas9或ABE的三组分复合物，使Cas9和腺嘌呤碱基编辑器（ABE）RNP富集到EV中。富含RNP的EV在基因组编辑和瞬时表达方面非常有效。该系统能够递送靶向多个基因座的RNP，以进行多重基因组编辑。另外，来自不同物种的Cas9可以一起使用。EV传递的RNP在体内具有活性。数据显示，适体和ABP相互作用可用于将RNP主动富集到EV中，以提高基因组编辑效率和安全性。 2. Extracellular vesicles from recombinant cell factories improve the activity and efficacy of enzymesd efective in lysosomal storage disorders.
重组细胞工厂的细胞外囊泡可改善溶酶体贮积病中缺陷酶的活性和功效。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID：33738082摘要：在本研究中，探索了使用胞外囊泡（EVs）作为溶酶体贮积病中治疗性酶的载体。从过表达α-半乳糖苷酶A（GLA）或N-磺基葡糖胺磺基水解酶（SGSH）酶的哺乳动物细胞中分离出EV，它们分别在Fabry和SanfilippoA疾病中存在缺陷。发现从细胞上清液中直接纯化EV是获得高活性GLA和SGSH蛋白的简单有效的方法，即使在EV冻干后也是如此。同样，携带GLA的EV（EV-GLA）在法布里病的细胞模型中被迅速吸收并到达溶酶体，在临床使用中比重组酶更有效地恢复了溶酶体功能。在体内，细胞外囊泡具有良好的耐受性，并分布在包括大脑在内的所有主要器官中。在动脉内（颈内动脉）或静脉内（尾静脉）给药1小时后，DiR标记的EV定位在脑实质中。此外，单次静脉内注射EV-GLA能够降低临床相关组织（例如肾脏和脑）中的globotriaosylceramide（Gb3）底物水平。总体而言，我们的结果表明，来自细胞的过表达溶酶体酶的细胞外囊泡可作为天然蛋白质递送系统，从而提高重组蛋白质的活性和功效，并促进其进入传统酶替代疗法所忽视的器官。 3.Filopodium-derived vesicles produced by MIM enhance the migration of recipient cell.
MIM调控产生的丝状囊泡可增强受体细胞的迁移。
[DevCell] IF=10.092 PMID：33756122摘要：细胞外囊泡（EV）分为大型EV（l-EV或微囊泡）和小型EV（s-EV或外泌体）。人们认为S-EV是通过主要依赖ESCRT蛋白复合物（包括ALG-2相互作用蛋白X（ALIX））的过程从内体产生的。然而，尚未发现从质膜产生I-EV的机制。膜曲率是由bin-amphiphysin-rvs（BAR）家族蛋白产生的，其中BAR（I-BAR）反向蛋白参与丝足动物的突起。在这里，我们显示，I-BAR蛋白（包括转移中的缺失（MIM），基因名：MTSS1）通过分裂丝状伪足而产生I-EV。有趣的是，体内等效的外力和ALIX的抑制促进了含MIM的I-EV的产生，这提示了s-EV形成囊泡的另一种机制。MIM依赖的I-EV包含溶血磷脂和蛋白质，包括IRS4和Rac1，它们通过片状脂质体的形成刺激受体细胞的迁移。因此，这些被称为丝状伪足来源的囊泡（FDV）的丝状伪足依赖性l-EV会改变细胞行为。 4.Extracellular vesicles inimmuno modulation and tumor progression.
细胞外囊泡在免疫调节和肿瘤进展中的作用。
[Nat Immunol] IF=20.479 PMID：33753940摘要：细胞外囊泡已经成为肿瘤进展过程中免疫反应的重要调节剂。细胞外囊泡包含各种分子货物，这些物质在免疫调节中起着至关重要的作用。在这里，我们确定了细胞外囊泡作为癌症与免疫细胞之间的交流介体的作用。细胞外囊泡的这种扩展作用可以阐明肿瘤进展背后的机制，并为免疫学家提供转化诊断和预后工具。 5.Epithelium- and endothelium-derived exosomes regulate the alveolar macrophages by targeting RGS1 mediated calcium signaling-dependent immune response.
上皮和内皮衍生的外泌体通过靶向RGS1介导的钙信号依赖性免疫应答来调节肺泡巨噬细胞。
[Cell DeathDiffer] IF=10.717 PMID：33753901摘要：肺泡巨噬细胞（AM）维持气道免疫平衡；然而，对AMs异质性的调节还不完全了解。我们证明，RGS1通过PLC-IP3R信号依赖性细胞内Ca2 +应答，调控AM亚群的免疫表型，包括促炎和抗炎，损伤和修复相关以及促纤维化和抗纤维化的表型。Flt3 + AM和Tie2 + AM具有不同的免疫特性，并且细胞中RGS1的表达被包含miR-223和miR-27b-3p的外泌体（EXO）靶向，这些外泌体来自血管内皮细胞（EnCs）和II型肺泡上皮细胞（ EpCs-II）。AMs的失衡与急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征（ALI /ARDS）和肺纤维化（PF）导致缺乏EnCs和EpCs-II衍生的CD31 +和CD74+ EXO分泌有关。及时用EXOs治疗可显着改善内毒素诱导的ALI/ ARDS和博来霉素诱导的PF。因此，EnC和EpC-II衍生的EXO调节AM的免疫平衡，并可用作潜在的治疗药物。 6.Radium 223 treatment increase immune checkpoint expression in extracellular vesicles from the metastatic prostate cancer bone microenvironment.
镭223治疗可提高转移性前列腺癌骨微环境在细胞外囊泡中的免疫检查点表达。
[Clin Cancer Res] IF=10.107 PMID：33753455摘要：镭223可延长一部分骨转移性前列腺癌（PCa）男性的生存期。但是，没有用于监测对Radium-223治疗的反应和耐药性的标志物。外泌体是细胞间通讯的介质，可能反映骨微环境对Radium-223治疗的反应。我们进行了外泌体的分子谱分析，并比较了总体生存率良好和不利的患者的分子概况。我们对来源于临床前模型（MDA-PCa-118b肿瘤，TRAMP-C2 / BMP4 PCa）和25名接受Radium-223治疗的患者（基线和治疗结束时）的血浆进行了外泌体转录组分析。所有样品均一式两份运行，并分析阵列数据，倍数变化为+2至-2，p <0.05。我们利用临床前模型建立了在Radium-223治疗后血浆外泌体中差异性富集源自肿瘤和与肿瘤相关的骨微环境（bTME）的基因。小鼠转录组分析揭示了骨相关和DNA损伤修复相关途径的变化。在用Radium-223治疗的患者的血浆来源的外泌体中观察到了类似的发现。另外，外泌体转录物检测到免疫抑制（例如，PD-L1），其与镭223的存活期较短有关。用Radium-223和免疫检查点疗法（ICT）联合治疗Myc-CaP小鼠模型比单药治疗具有更高的疗效。这些临床和共同临床分析表明，血浆外泌体的RNA分析可用于监测bTME，以响应治疗，而ICT可用于提高Radium-223的功效。 7.Plaque associated microglia hyper-secrete extracellular vesicles and accelerate tau propagation in a humanized APP mousemodel.
淀粉样斑块相关的小胶质细胞超量分泌细胞外囊泡，并在人源化APP小鼠模型中加速tau病理。
[MolNeurodegener] IF=9.599 PMID：33752701摘要：最近的研究表明，小胶质细胞有助于阿尔茨海默氏病的tau病理学进展。淀粉样斑块的积累将小胶质细胞（大脑中的主要先天免疫细胞）转变为神经变性小胶质细胞（MGnD），这些小胶质细胞具有增强的吞噬功能，可吞噬含有聚集的和磷酸化的tau（p-tau）的斑块，凋亡神经元和营养不良性神经突。尚不清楚小胶质细胞如何在主动吞噬病理蛋白，从而改善病理学的同时促进疾病进展。在5个月时，将表达P301L tau突变体的腺相关病毒（AAV-P301L-tau）立体定位注射到C57BL / 6（WT）和人源化APP突变敲入纯合子（AppNL-GF）小鼠的内侧内嗅皮层（MEC）中年龄。给小鼠喂食含有集落刺激因子-1受体抑制剂（PLX5622）的食物或对照食物，以测试小胶质细胞耗竭的效果。在6个月大时对动物进行了免疫荧光，生物化学和小胶质细胞FACS的测试。为了监测体内小胶质细胞外囊泡的分泌，设计了一种新型的慢病毒EV报告基因系统，专门在小胶质细胞中表达mEmerald-CD9（mE-CD9），然后将其注入MEC的同一区域。在MEC中表达P301Ltau突变体可诱导tau传播至海马齿状回的颗粒细胞层，与WT对照小鼠相比，在AppNL-G-F小鼠中这明显加剧了。尽管PLX5622会增加斑块负担和与斑块相关的p-tau +营养不良性神经突，但PLX5622的施用几乎耗尽了小鼠大脑中的所有小胶质细胞，并显着降低了WT中p-tau的传播，并在更大程度上降低了AppNL-G-F小鼠的p-tau传播。斑块相关的MGnD小胶质细胞强烈表达EV标记物，即肿瘤易感基因101，表明EV的合成增加。皮层注射mE-CD9慢病毒成功诱导了小胶质细胞特异性表达的mE-CD9 + EV颗粒，与Mac2-稳态小胶质细胞相比，在Mac2 + MGnD小胶质细胞中显着增强。最后，通过超分辨显微镜和免疫电子显微镜确定，连续向AppNL-G-F小鼠皮层内注射mE-CD9慢病毒和AAV-P301L-tau揭示了p-tau在小胶质细胞特异性mE-CD9 + EV中的包裹。我们的研究结果表明，MGnD小胶质细胞超分泌p-tau +细胞外囊泡，同时压实Aβ斑块并清除NP tau，我们认为这是淀粉样蛋白斑块沉积与tau在AppNL-G-F小鼠中恶化的机制之间的新型机制。 8.On-Chip Biogenesis of Circulating NK Cell-Derived Exosomes in Non-Small Cell Lung Cancer Exhibits Antitumoral Activity.
在芯片上收集小细胞肺癌中循环NK细胞衍生外泌体用于抗肿瘤。
[Adv Sci (Weinh)] IF=15.66 PMID：33747745摘要：由于自然杀伤（NK）细胞和癌细胞之间的识别不需要抗原呈递，因此研究人员正在积极研究NK细胞用于癌症免疫疗法中的过继细胞疗法。除了利用NK细胞外，最近的研究表明，源自NK细胞的外泌体也具有抗肿瘤特性。此外，与NK细胞相比，这些源自NK细胞的外泌体表现出更高的稳定性，更大的修饰潜力和更低的免疫原性。因此，允许高度敏感和特异性地分离NK细胞和NK细胞衍生的外泌体的技术可以在将来实现个性化NK介导的癌症治疗。在这里，我们提出了一种新型的微流控系统在芯片上收集患者特异性的NK细胞和NK外泌体。在一小群非小细胞肺癌（NSCLC）患者中，NK细胞和循环肿瘤细胞（CTC）均被分离，发现NSCLC患者与健康供体相比，NK和NK外泌体的数量较高，并且这些浓度分别显示出与血中CTC数呈正相关和负相关的趋势。进一步证明，从NK-氧化石墨烯芯片收获的NK-外泌体表现出对CTC的细胞毒性作用。预期该多功能系统将与患者CTC一起用于患者特异性的基于NK的免疫疗法，以用于潜在的预后/诊断应用。 9.miR-106a-363 cluster in extracellular vesicles promotes endogenous myocardial repair via Notch3 pathwayin ischemic heart injury.
细胞外囊泡中的miR-106a-363簇通过Notch3途径促进缺血性心脏损伤的内源性心肌修复。
[Basic Res Cardiol] IF=11.981 PMID：33742276摘要：有丝分裂后人心脏的内源性能力有望恢复受损的心肌。最近的证据表明，细胞外囊泡（EVs）调节心脏的稳态和再生。在这里，我们研究了细胞外囊泡自我修复的分子机制。我们从人类iPSC衍生的心肌细胞（iCMs）中分离了EV，这些心肌细胞暴露于低氧（hEV）和常氧条件（nEV），并检查了它们在体外和体内心脏损伤模型中的作用。hEV治疗显着改善了缺氧iCM的体外存活力和体内严重受伤的鼠心肌的心脏功能。细胞外囊泡的微阵列分析显示，在hEV与nEV对比中，miR-106a-363簇（miR簇）的表达明显丰富。该miR簇保留了缺氧损伤的iCM的存活和收缩力，并保持了小鼠左心室（LV）的腔室大小，改善了LV射血分数并减少了受损心肌的心肌纤维化。RNA-Seq分析确定Jag1-Notch3-Hes1是miR簇的靶细胞内途径。此外，研究发现，在用miR簇和Notch3 siRNA处理的iCM中，细胞周期激活因子和胞质分裂基因显着上调。总之，这些结果表明，细胞外囊泡中的miR簇通过抑制Notch3诱导细胞增殖并增强心肌自我修复，从而刺激了心肌细胞周期的再进入。miR簇可能代表缺血性心肌病的有效治疗方法。 10.Graft-derived extracellular vesicles transported across subcapsular sinus macrophages elicit B cell alloimmunity after transplantation.
跨囊下窦巨噬细胞运输的源自移植物的细胞外囊泡在移植后引发B细胞同种免疫。
[Sci Transl Med] IF=16.304 PMID：33731430摘要：尽管供体特异性抗体（DSA）在识别主要组织相容性复合体（MHC）抗原和介导移植排斥中起着作用，但尚不清楚淋巴组织中受体B细胞如何以及在何处遇到供体MHC抗原。与教条相反，我们在这里证明了供体白细胞从皮肤或心脏同种异体移植物中的迁移对于小鼠的B或T细胞同种异化没有必要。我们发现小鼠皮肤和心脏同种异体移植物和人类皮肤移植物通过细胞外囊泡（EVs）释放无细胞的供体MHC抗原，这些抗原被淋巴结中的囊下窦（SCS）巨噬细胞或脾脏中的类似巨噬细胞捕获。供体细胞外囊泡跨SCS巨噬细胞运输，且同种反应性B细胞识别出细胞外囊泡上的供体MHC分子。这触发了B细胞活化和DSA产生，这两者均被SCS巨噬细胞耗竭所阻止。这些结果表明，移植物来源的细胞外囊泡具有意想不到的作用，以干扰细胞外囊泡的生物发生，运输或抑制同种异体反应性B细胞启动或重新激活的功能。 11.Phosphatase Shp2 regulates biogenesis of small extracellular vesicles by dephosphorylating Syntenin.
磷酸酶Shp2通过使Syntenin磷酸化来调节小细胞外囊泡的生物发生。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID：33732417摘要：作为细胞间信号传导的新型介体，小细胞外囊泡（sEVs）在生理和病理生理过程中起着至关重要的作用。迄今为止，尚不完全了解支持sEV产生的分子机制。据报道许多激酶在sEV产生或组成中的作用，而磷酸酶的参与仍未开发。在这里，我们揭示了酪氨酸磷酸酶Shp2的药理抑制和shRNA介导的下调显着增加了sEV的形成。通过免疫共沉淀（Co-IP）和体外去磷酸化测定，我们发现Shp2通过直接负调控Syntenin的酪氨酸46磷酸化来控制sEV的生物发生，这已被报道为sEV的生物发生中的分子开关。更重要的是，Shp2功能障碍导致体外和体内上皮sEV产生增强。shRNA介导的Shp2下调引起的上皮sEV的增加促进了巨噬细胞的激活，导致炎症加剧。我们的发现强调了Shp2在通过Syntenin Y46的去磷酸化控制sEV生物发生中调控sEV介导的上皮-巨噬细胞串扰中的作用。本研究确定了通过细胞间转移的上皮sEVs引起的肺泡巨噬细胞炎性特征的增强。这些发现为了解sEV形成的机制和上皮-巨噬细胞串扰中的相关功能提供了基础。 12.Extracellular vesicles derived from oesophageal cancer containing P4HB promote muscle wasting via regulating PHGDH/Bcl-2/caspase-3 pathway.
食管癌衍生的含P4HB的细胞外囊泡通过调节PHGDH / Bcl-2 / caspase-3途径促进肌肉消瘦。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID：33732415摘要：恶病质以骨骼肌质量和功能丧失为特征，据估计会导致大多数食道鳞状细胞癌（ESCC）患者疾病进展并与预后不良相关。但是，其基本机制仍然难以捉摸。在这里，我们开发了使用人类异种移植物ESCC细胞系的ESCC诱导的恶病质小鼠模型，并发现包含脯氨酰4-羟化酶亚基beta（P4HB）的ESCC衍生的细胞外囊泡（EVs）诱导了骨骼肌细胞的凋亡。我们进一步发现，P4HB通过激活泛素依赖性蛋白水解途径来促进细胞凋亡反应，并调节磷酸甘油酸脱氢酶（PHGDH）和随后的抗凋亡蛋白Bcl-2的稳定性。此外，我们证明了P4HB抑制剂CCF642不仅可以在体外挽救肌肉细胞的凋亡，而且还可以预防ESCC诱导的恶病质小鼠模型的体重减轻和肌肉浪费。总体而言，这些发现证明了ESCC引起的肌肉消瘦的新途径，并倡导P4HB的发展，将其作为ESCC患者恶病质的潜在干预目标。