【2020-27期】This Week in Extracellular Vesicles

hzangs

本周hzangs在最新文献中选取了11篇分享给大家。第1篇文章介绍了利用肿瘤衍生的细胞外囊泡递送甲氨蝶呤用于治疗肿瘤病人胆管阻塞；第2篇文章介绍了一种利用细胞外囊泡递送CAS9系统用于瞬时发挥CRISPR功能的策略，并且进行了初步治疗性尝试；第7篇文章介绍了利用细胞外囊泡的特定蛋白的无标检测来追踪肿瘤进展；第10篇文章介绍了肿瘤微环境中的细胞释放细胞外囊泡携带PD-L1调控抗肿瘤免疫的过程。希望这些论文对大家有所帮助。1.Methotrexate-loaded Tumour-Cell-Derived Microvesicles Can Relieve Biliary Obstruction in Patients With Extrahepatic Cholangiocarcinoma.甲氨蝶呤负载的肿瘤细胞衍生的微泡可以缓解肝外胆管癌患者的胆道阻塞。[Nat Biomed Eng] IF=18.952  PMID：32632227摘要：大多数胆管癌（CCA）患者会发展为肝外恶性胆道梗阻，需要姑息性引流以使胆红素水平正常化并改善患者的整体生存率。在这里，我们报告说，将来自凋亡性人类肿瘤细胞的含甲氨蝶呤的血浆膜微囊泡注入肝外CCA所动员并激活的嗜中性粒细胞的患者的胆管腔中，从而缓解了25％的患者的胆道梗阻。微泡募集的中性粒细胞与尿苷二磷酸葡萄糖和补体C5的增加有关，并导致CCA基质屏障的降解。微囊泡通过gasdermin E依赖性途径诱导CCA细胞的热凋亡，CCA细胞死亡后释放的胞内内容物激活了患者衍生的巨噬细胞，产生促炎性细胞因子，从而引起嗜中性粒细胞进入肿瘤部位。我们的研究结果表明，一种缓解阻塞性肝外CCA的可能的疗法几乎没有不良反应，并且强调了肿瘤细胞衍生的微囊泡作为抗肿瘤治疗药物载体的潜力。 2.Extracellular Nanovesicles for Packaging of CRISPR-Cas9 Protein and sgRNA to Induce Therapeutic Exon Skipping.细胞外纳米囊泡用于包装CRISPR-Cas9蛋白和sgRNA来诱导治疗性外显子跳跃。[Nat Commun] IF=12.121  PMID：32170079摘要：病毒载体中CRISPR-Cas9核酸酶和gRNA的延长表达可能导致脱靶诱变和免疫原性。因此，治疗基因组编辑应用需要瞬时递送系统。在这里，我们通过利用两种不同的归巢机制，开发了一种基于细胞外纳米囊泡的核糖核蛋白递送系统，名为NanoMEDIC。化学诱导的二聚化将Cas9蛋白募集到细胞外的纳米囊泡中，然后产生病毒RNA包装信号和两个自切割核糖开关系链，并将sgRNA释放到纳米囊泡中。我们展示了在各种难以转染的细胞类型中的有效基因组编辑，包括人类诱导的多能干细胞（iPS），神经元和成肌细胞。NanoMEDIC还可以在源自杜兴氏肌营养不良（DMD）患者iPS细胞的骨骼肌细胞中实现超过90％的外显子跳跃效率。最后，单次肌内注射NanoMEDIC会在萤光素酶报告基因小鼠和mdx小鼠中引起永久性的基因组外显子跳跃，表明其可用于DMD及更高版本的体内基因组编辑治疗。
3.Palmitoylated Proteins on AML-derived Extracellular Vesicles Promote Myeloid-Derived Suppressor Cell Differentiation via TLR2/Akt/mTOR Signaling.AML衍生的细胞外囊泡上的棕榈酰化蛋白通过TLR2 /Akt / mTOR信号促进髓样抑制细胞的分化。[Cancer Res] IF= 9.727 PMID：32605996摘要：急性髓细胞性白血病（AML）是成年人中最常见的急性白血病。尽管最近在诊断和治疗方面取得了进展，但长期结果仍然不能令人满意。同种异体干细胞移植的成功强调了AML的免疫应答特性，为进一步开发免疫疗法奠定了基础。但是，越来越多的证据表明，AML与其他恶性实体类似，采用多种机制来逃避免疫监视。鉴于此，T细胞抑制性髓样来源的抑制细胞（MDSCs）作为免疫逃逸的关键促进者而受到关注。CD14阳性 HLA-DR弱阳性（low）单核MDSCs的积累已在新诊断的AML患者中进行了描述，对潜在机制的解读有助于提高抗AML免疫力。在这里，我们报告常规单核细胞容易吸收AML衍生的细胞外囊泡，并随后经历MDSC分化。他们获得了CD14 + HLA-DRlow表型，表达了免疫调节的吲哚胺-2,3-二加氧酶，并上调了MDSCs特征基因的表达，例如S100A8 / 9和cEBPbeta。Akt / mTOR通路在AML细胞外囊泡诱导的单核细胞表型和功能转变中起着关键作用。产生的MDSC显示出糖酵解转换，这使得它们更容易受到糖酵解抑制剂的影响。此外，作为Akt /mTOR依赖的MDSC诱导的起始事件，AML-EV表面的棕榈酰化蛋白激活了Toll样受体2（TLR2）。因此，在AML母细胞中靶向蛋白质棕榈酰化可以阻断MDSC积累，从而改善免疫反应。
4.Extracellular Vesicles From Cancer-Associated Fibroblasts Containing Annexin A6 Induces FAK-YAP Activation by Stabilizing β1 Integrin, Enhancing Drug Resistance.含有膜联蛋白A6的癌相关成纤维细胞的细胞外囊泡通过稳定β1整合素，诱导FAK-YAP活化，增强耐药性。 [Cancer Res] IF=9.727  PMID：32605995摘要：癌症相关成纤维细胞（CAF）的细胞外囊泡（EV）由多种有效载荷组成。尽管CAF影响胃癌（GC）细胞的侵袭性特征，但尚未阐明CAF-EV对GC进展的贡献。在这里，我们研究了由CAF-EV引起的GC特性变化的分子机制。GC组织中CAF丰富与接受化疗的GC患者预后差有关。此外，CAF-EV诱导了细胞外基质（ECM）中GC细胞的管状网络形成和耐药性。CAF-EV的全面蛋白质组学分析确定了膜联蛋白A6通过激活β1整联蛋白-局灶性粘附激酶（FAK）-YAP在ECM中的GC细胞网络形成和耐药性中起着关键作用。腹膜转移小鼠模型显示，CAF-EV可诱导腹膜肿瘤产生耐药性，而对FAK或YAP的抑制作用可在体外和体内有效减弱GC耐药性。这些发现表明，抗药性是由CAF-EV中的膜联蛋白A6赋予的，并通过结合常规化学疗法抑制FAK-YAP信号传导为克服GC耐药性提供了潜在途径。。
5.Exosomal circSHKBP1 Promotes Gastric Cancer Progression via Regulating the miR-582-3p/HUR/VEGF Axis and Suppressing HSP90 Degradation.外泌体circSHKBP1通过调节miR-582-3p / HUR / VEGF轴和抑制HSP90降解促进胃癌的进展。[Mol Cancer] IF= 15.302 PMID：32600329摘要：环状RNA（circRNA）在各种癌症的发展中起着重要的调节作用。然而，胃癌（GC）中circRNA的生物学功能和潜在的分子机制仍然不清楚。通过RNA测序鉴定差异表达的circRNA。通过一系列的体外和体内实验研究了circSHKBP1在GC中的生物学功能。使用定量实时荧光定量PCR和RNA原位杂交评估circSHKBP1的表达，并通过蛋白质印迹，RNA pull-down，RNA免疫沉淀，荧光素酶测定和rescue实验证明circSHKBP1的分子机制。最后，使用小鼠异种移植和生物发光成像检查体内circSHKBP1的临床相关性。在GC组织和血清中发现circSHKBP1（hsa_circ_0000936）的表达增加，这与晚期TNM分期和不良生存有关。胃切除术后外泌体circSHKBP1的水平显着降低。circSHKBP1的过表达在体内外促进了GC细胞的增殖，迁移，侵袭和血管生成，而circSHKBP1的抑制则起相反的作用。circSHKBP1上调的外泌体促进了共培养细胞的生长。从机理上讲，circSHKBP1使miR-582-3p海绵化以增加HUR表达，增强VEGF mRNA的稳定性。此外，circSHKBP1直接与HSP90结合并阻碍STUB1与HSP90的相互作用，抑制HSP90的泛素化，从而导致体内外GC加速发展。我们的发现表明，外泌体circSHKBP1调节miR-582-3p / HUR / VEGF途径，抑制HSP90降解，并促进GC进展。circSHKBP1是用于GC诊断和预后的有前途的循环生物标志物，是进一步治疗探索的绝佳候选者。
6.Alveolar Macrophage-Derived Extracellular Vesicles Inhibit Endosomal Fusion of Influenza Virus.肺泡巨噬细胞衍生的细胞外囊泡抑制流感病毒的内体融合。 [EMBO J] IF=9.889  PMID：32643835摘要：肺泡巨噬细胞（AMs）和上皮细胞（ECs）是位于感染初期对病原体作出反应的唯一驻留肺细胞。细胞外囊泡（EVs）是旁分泌信号传导的重要载体，与一系列（病理）生理环境有关。在这里，我们证明了AMs，而非ECs组成性地通过EV进行旁分泌，这抑制了ECs在体外和体内的流感感染。暴露于香烟烟雾提取物中的AM失去了其分泌的EV的抑制活性。流感菌株对AM-EV抑制的敏感性不同。只有那些表现出早期的内体逃逸和高pH融合的蛋白才被降低。相比之下，表现出较晚的内体逸出和较低的融合pH值的菌株被证明对抑制具有抗性。这些结果扩展了我们对常驻AMs如何参与宿主防御的理解，并且对内体中内在的病原体的防御和治疗具有更广泛的意义。
7.Label-free Sensing of Exosomal MCT1 and CD147 for Tracking Metabolic Reprogramming and Malignant Progression in Glioma.外泌体MCT1和CD147的无标签传感，用于追踪神经胶质瘤的代谢重编程和恶性进展。 [Sci Adv] IF=13.116  PMID：32637597摘要：恶性神经胶质瘤是一种致命的脑肿瘤，其病理进展与糖酵解重编程密切相关，导致单羧酸转运蛋白1（MCT1）及其辅助蛋白，分化簇147（CD147）的高表达，以增强乳酸外排。特别是，恶性神经胶质瘤细胞（GMs）释放出大量的外泌体，这些囊泡大小为30至200 纳米，通过促癌分子向邻近细胞的转运促进肿瘤的进展。在本研究中，我们发现缺氧诱导的恶性GMs强烈增强了MCT1和CD147的表达，在促进钙依赖性外泌体释放中起着至关重要的作用。此外，首次发现低氧GMs衍生的外泌体含有大量的MCT1和CD147，可以通过非侵入性局部表面等离子体共振和原子力显微镜生物传感器进行定量检测，表明它们可以作为追踪母体GM的精确替代生物标记物作为液体活检的代谢重编程和恶性进展。
8.Global microRNA Profiling in Human Urinary Exosomes Reveals Novel Disease Biomarkers and Cellular Pathways for Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease.全面的分析人尿液外泌体microRNA揭示常染色体显性多囊肾疾病的新型疾病生物标志物和细胞途径。 [KidneyInt] IF=8.945  PMID：32622528摘要：MicroRNA（miRNA）在调节健康和疾病中的基因表达中起着重要作用，但它们在常染色体显性多囊肾病（ADPKD）中修饰疾病表达的作用仍不确定。在这里，我们通过全局小RNA测序对人类尿液外泌体miRNA进行了概况分析，该队列初步发现了7例ADPKD早期疾病（eGFR超过60ml / min / 1.73m2），9例晚期疾病（eGFR低于60ml / min / 1.73）的患者m2），并将其差异表达与六个年龄和性别相匹配的健康对照进行比较。鉴定了两个肾脏富集的候选miRNA家族（miR-192 / miR-194-2和miR-30），并通过定量聚合酶链反应在60例患者验证队列中选择用于验证性测试。我们证实，患者尿液外泌体，鼠Pkd1囊性肾脏和人PKD1囊性肾脏组织miR-192-5p，miR-194-5p，miR-30a-5p，miR-30d-5p和miR-30e-5p均显着下调。所有五个miRNA均显示与基线eGFR和超声确定的平均肾脏长度显着相关，并改善了平均肾脏长度对疾病进展速度的诊断性能（曲线下的面积）。最后，这两个miRNA家族与其在患者PKD1囊性组织中的预测靶基因中表达增加的负相关关系确定了失调的途径和转录网络，包括miR-194-5p与两个潜在相关候选基因PIK3R1和ANO1之间的新型相互作用。因此，我们的研究结果确定了尿液外泌体miRNA的一个子集，可以作为疾病进展的新生物标志物，并提示ADPKD中新的治疗靶标。PS：细胞外囊泡miRNA的研究已经汗牛充栋，能够借鉴和学习的也不少了。这篇文章主要是通过组学手段进行细胞外囊泡miRNA标志物的筛选，筛选结果也还不错，大家可以借鉴学习一下。
9.Exosomes as a Next-Generation Drug Delivery System: An Update on Drug Loading Approaches, Characterization, and Clinical Application Challenges.外泌体作为下一代药物输送系统：药物装载方法，表征和临床应用挑战的最新进展。[Acta Biomater] IF=7.242  PMID：32622055摘要：外泌体是几乎所有细胞分泌的小纳米颗粒，在细胞间通讯中具有众所周知的作用。它们存在于不同的体液中，也可以从细胞培养基中分离出来。它们包含天然货物，其中包括来自其供体细胞的各种蛋白质和核酸分子。近年来，外泌体已经成为有期望的药物递送系统。据信它们能够为药物分子提供靶向性。此外，它们具有类似于脂质体的膜状结构，这促使研究人员将他们先前将药物装载到脂质体中的经验应用于外泌体。在这里，我们讨论了将不同药物封装到外泌体中的应用方法，影响将药物分子掺入外泌体中的参数，表征技术，近期成就，商业化挑战以及外泌体药物的潜在未来发展。总体而言，虽然外泌体作为药物输送系统仍处于起步阶段，但它们被认为是一类新型的天然纳米载体，具有巨大的临床应用潜力。了解它们的关键配方参数，药物特性，体内行为和适用的大规模生产将为进入市场铺平道路。我们还介绍了掺入药物的外泌体的装载方法，表征和生物制药特性的详细信息。提及影响药物封装到外泌体中的大多数参数可作为该领域未来研究的指南。此外，描述了外泌体进入市场和诊所的方式的挑战。
10.PD-L1 + Exosomes From Bone Marrow-Derived Cells of Tumor-Bearing Mice Inhibit Antitumor Immunity.荷瘤小鼠骨髓衍生细胞中的PD-L1阳性外泌体抑制抗肿瘤免疫力。[Cell Mol Immunol] IF=8.484  PMID：32606317摘要：肿瘤通过上调PD-L1的表面表达来逃避免疫攻击，PD-L1与T细胞上的PD-1相互作用以激活免疫抑制信号。抗PD-1治疗可以有效阻断这种抑制性信号传导并激活抗肿瘤免疫反应。然而，抗PD-1治疗在肿瘤细胞不表达PD-L1的患者中也具有肿瘤抑制作用。底层机制定义不清。在这里，我们报道来自荷瘤小鼠而非健康小鼠的骨髓来源细胞（BMDC）的外泌体携带PD-L1。这些外泌体上的PD-L1具有生物功能，可以在体外和体内抑制CD8 + T细胞的增殖和活化。BMDC外源性外泌体的转移和BMDC抑制内源性外泌体的产生分别促进和抑制了肿瘤的生长。同时我们发现来自BMDC的PD-L1 +外泌体可以在肿瘤组织中检测到。另外，来自BMDC的外泌体以PD-L1依赖性方式促进肿瘤转移。因此，我们的结果表明，来自BMDC的外泌体在通过PD-L1进行的肿瘤免疫抑制中起重要作用。
11.Monocyte Mimics Improve Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicle Homing in a Mouse MI/RI Model.单核细胞模拟物可改善小鼠MI / RI模型中的间充质干细胞衍生的细胞外泡归巢。[Biomaterials] IF= 10.317 PMID：32562944摘要：干细胞来源的细胞外囊泡（EVs）已被证明在梗死后心脏修复和再生中有效。然而，这些疗法的归巢效率差和低产率仍然是它们在临床上使用之前的主要障碍。为了提高细胞外囊泡对缺血性心肌的递送效率，我们通过膜融合方法用单核细胞模拟物修饰了间充质干细胞（MSC）衍生的细胞外囊泡。通过模拟MI / RI后单核细胞的募集特征，单核细胞模拟生物修饰的MSC-EVs（Mon-Exos）表现出增强的对受损心肌的靶向效率，从而促进了这些单核细胞模拟物与心肌细胞的互动。通过这种策略，Mon-Exos被证明可促进血管生成期间的内皮成熟，并在MI / RI后调节巨噬细胞亚群，这与MSC-Exos的生物功能相符，并最终改善了小鼠MI / RI治疗后心脏功能和病理组织学改变的治疗结果模型。最终，该策略可能为我们提供更好的方法来评估干细胞细胞外囊泡的效果，并提供其他技术来帮助临床医生更好地管理缺血性心脏病的再生疗法。