【2021-4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篇文章研究了M2性巨噬细胞外泌体来源的miR-690对于改善小鼠胰岛素敏感性的作用，外泌体miRNA研究发表在cell metab上不容易，大家可以拿来学习借鉴一下；第2篇文章介绍了一种单细胞外囊泡分析策略；第4篇文章探讨了自噬与细胞外囊泡释放特定蛋白之间的调控关系；第7篇文章探讨了不同的标记方法对细胞外囊泡体内定位特征的影响；第9篇文章介绍了肺癌细胞利用细胞外囊泡转移EGFR来产生药物耐受。感兴趣的文章可以找来读读原文。

1. MiR-690, an exosomal-derived miRNA from M2-polarized macrophages, improves insulin sensitivity in obese mice.
MiR-690是M2极化巨噬细胞的外泌体来源miRNA，可改善肥胖小鼠的胰岛素敏感性。
[Cell Metab] IF=21.567  PMID：33450179
摘要：胰岛素抵抗是2型糖尿病和肥胖症的主要病理生理特征，而抗炎M2样巨噬细胞对于维持正常的代谢稳态至关重要。在这里，我们显示M2极化的骨髓源性巨噬细胞（BMDMs）分泌含miRNA的外泌体（Exos），当给予肥胖小鼠时，可改善葡萄糖耐量和胰岛素敏感性。他们的miRNA内容物的清除阻碍了M2 BMDM Exos增强胰岛素敏感性的能力。我们发现，miR-690在M2 BMDM Exos中高度表达，并且在体内和体外均起胰岛素增敏剂的作用。在miRNA耗尽的BMDM中表达miR-690模拟物会产生相似的Exos，该Exo概括了M2 BMDMExos对代谢表型的影响。Nadk的mRNA是miR-690的真正靶标，Nadk在调节巨噬细胞炎症和胰岛素信号传导中起作用。综上所述，这些数据表明miR-690可能是一种新的治疗代谢性疾病的胰岛素敏化剂。 2.Single-vesicle imaging and co-localization analysis for tetraspanin profiling of individual extracellular vesicles.
单囊泡成像和共定位分析单个细胞外囊泡的四跨膜蛋白。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976  PMID：33456726摘要：细胞外囊泡（EVs）是分泌的纳米级囊泡，其中包含细胞蛋白，脂质和核酸。尽管人们认为细胞外囊泡具有生物学上的多样性，但当前的分析无法充分描述这种多样性，因为大多数方法都是细胞外囊泡群体的研究方法，不可避免地会平均各种细胞外囊泡的信息。在这里，我们描述了单个囊泡分析，它使用全内反射显微镜直接可视化单个EV的标记表达，并分析它们的共定位以研究EV亚群。单囊成像和共定位分析成功地说明了细胞外囊泡的多样性，并揭示了四跨素表达的不同模式。分析的应用表明，从不同的常规EV分离纯化方法获得的EV馏分之间存在相似性和相异性。这项研究中开发的分析方法将为调查单个细胞外囊泡的特性提供一种新的可靠工具，并且分析的结果可能会增加对细胞外囊泡特性的了解。 3.Casein-enhanced uptake and disease-modifying bioactivity of ingested extracellular vesicles.
酪蛋白配制的胞外囊泡被摄取的能力增强并且表现出更好的疾病改善效果。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976  PMID：33456725摘要：心脏基质细胞的细胞外囊泡（EVs）已作为治疗候选药物开发，在胃肠外给药时可改善营养不良的肌肉功能，但口服给药仍未经测试。我们发现酪蛋白是母乳中的主要蛋白质，可增强源自心脏的细胞外囊泡的摄取和生物活性，改变血细胞中的基因表达并增强患有肌肉营养不良的mdx小鼠的肌肉功能。因此，口服施用的EV在体内被吸收并发挥改变疾病的生物活性。用酪蛋白配制细胞外囊泡可增加摄取并显着扩大潜在治疗应用的范围。 4.Autophagy blockade limits HER2+breast cancer tumorigenesis by perturbing HER2 trafficking and promoting release via small extracellular vesicles.
自噬阻断通过干扰HER2转运并促进通过小细胞外囊泡的释放来限制HER2 +乳腺癌的肿瘤发生。
[Dev Cell] IF= 10.092 PMID：33472043摘要：自噬调节是一种新兴的癌症治疗策略。通过删除必需的自噬基因或破坏其自噬功能，我们通过直接调节致癌驱动因子确定了HER2 +乳腺癌肿瘤发生的机制。FIP200介导的自噬的破坏降低了MMTV-Neu小鼠肿瘤细胞表面HER2的表达，并消除了乳腺肿瘤的发生。HER2表面表达降低是由于其转运过程变成了从高尔基体转运到内吞途径而不是质膜造成的。自噬抑制作用导致HER2在与腔内小泡相关的早期和晚期内体中积累，并从小细胞外小泡（sEVs）中的肿瘤细胞释放。sEVs释放的HER2增加与肿瘤细胞表面水平降低有关。阻断sEV的分泌可恢复肿瘤细胞中的HER2水平。我们的结果表明自噬在促进HER2 +乳腺癌中的肿瘤发生中的作用。这表明阻断自噬可以作为目前治疗HER2相关药物耐受的肿瘤的潜在替代疗法。 5.Molecular Identification of Tumor-Derived Extracellular Vesicles Using Thermophoresis-Mediated DNA Computation.
分子标记肿瘤细胞外囊泡的热泳介导DNA计算。
[J Am Chem Soc] IF=14.612  PMID：33455159摘要：肿瘤来源的细胞外囊泡（tEV）的分子谱分析为非侵入性癌症诊断提供了广阔的前景。然而，反映不同细胞起源的EV表型的异质性挑战了tEV的灵敏而准确的鉴定。在这里，我们介绍由热泳介导的tEVs检测的DNA计算设备。该策略利用基于适配子的逻辑门，在单个EV上使用多个蛋白质生物标记作为输入和热泳累积，以放大输出信号，从而对tEV进行高度灵敏和特异的分析。利用该平台，我们证明了在临床队列中（n = 30）对乳腺癌（BC）患者和健康捐献者的辨别率高达97％。此外，通过tEVs评估的分子表型与BC患者组织活检的结果一致。细胞外囊泡上的热泳介导的分子计算为准确检测和分类癌症提供了新的机会。 6. Cigarette smoke induces miR-132 in Th17 cells that enhance osteoclastogenesis in inflammatory arthritis.
香烟烟雾诱导Th17细胞中miR-132，增强炎症性关节炎中破骨细胞的生成。
[Proc Natl Acad Sci U S A] IF=9.412  PMID：33443169摘要：类风湿关节炎（RA）是一种慢性炎症性疾病，其特征在于关节破坏和严重的发病率。吸烟（CS）会加剧RA的发病率和严重程度。尽管涉及Th17细胞和芳烃受体（AhR），但CS诱导RA发育的机制仍不清楚。在这里，使用转录组学分析，我们显示在存在AhR激动剂或富含CS的培养基中，在Th17细胞中特异性诱导了microRNA-132。如此诱导的miRNA-132被包装到Th17产生的细胞外囊泡中，并充当促炎介质，通过下调COX2来增加破骨细胞生成。在体内，在小鼠关节炎模型中对miR-132进行敲除可减少关节中破骨细胞的数量。临床上，RA患者比健康个体表达更高水平的miR-132。吸烟进一步增加了mi-132的水平。总之，这些结果揭示了迄今尚未得到的机制，CS可以通过这种机制加重RA并进一步推进对环境因素对慢性炎性疾病发病机制的影响的了解。 7.Selection of Fluorescent,Bioluminescent, and Radioactive Tracers to Accurately Reflect Extracellular Vesicle Biodistribution in Vivo.
选择荧光，生物发光和放射性示踪剂以准确反映体内细胞外囊泡的生物分布。
[ACS Nano] IF=14.588  PMID：33470092摘要：在体内追踪细胞外囊泡（EV）而不影响其生物分布的能力是其成功开发为药物递送载体和治疗剂的关键要求。在这里，我们评估了五种不同的光学示踪剂和核示踪剂对细胞外囊泡体内生物分布的影响。Expi293F EV使用非共价荧光染料DiR进行标记，或使用111indium-DTPA进行共价修饰，或通过融合至EV标记CD63的荧光（mCherry）或生物发光（萤火虫和NanoLuc荧光素酶）蛋白进行生物工程改造。为了专门研究示踪剂的作用，我们比较了来自相同细胞来源并通过相同途径以相同剂量全身给药于荷瘤BALB / c小鼠的EV。 111In和DiR是对EV体内成像最敏感的示踪剂，通过对器官进行离体成像和组织裂解物分析，可以最准确地量化囊泡的生物分布。具体而言，与CD63融合的NanoLuc改变了EV分布，导致了肺中的高积累，表明为了跟踪目的而对EV进行基因修饰可能会损害其生理生物分布。血液动力学分析表明，电动势从循环中迅速清除，半衰期在10分钟以下。我们的研究表明，对于包括药代动力学分析在内的完整的定量生物分布研究，放射性是最准确的EV追踪方法。总之，我们提供了荧光，生物发光和放射性方法的全面比较，其中包括细胞外囊泡的双重标记，以实现小鼠细胞外囊泡运输的准确时空分辨率，这是开发细胞外囊泡疗法的重要步骤。 8.miR103a-3p in extracellular vesicles from FcεRI-aggregated human mast cells enhances IL-5 production by group 2 innate lymphoid cells.
来自FcεRI聚集的人类肥大细胞的细胞外囊泡传递miR103a-3p增强了先天淋巴样细胞的IL-5产生。
[J Allergy Clin Immunol] IF= 10.228 PMID：33465368摘要：肥大细胞（MCs）是IgE介导的过敏性炎症的关键调节因子。细胞来源的细胞外囊泡（EV）包含生物活性化合物，例如microRNA（miRNA）。细胞外囊泡可以将信号传输到受体细胞，从而采用新型的细胞间通信机制。然而，尚不清楚MC衍生的EV是否参与FcεRI介导的过敏性炎症。我们试图研究衍生自FcεRI聚集的人类MC的EV对人类2组先天性淋巴样细胞（ILC2s）功能的影响。在有和没有IgE的情况下，将人类培养的MC致敏1小时，然后与抗IgE抗体（Ab），IL-33或单独的培养基一起孵育24小时。使用ExoQuick-TC分离MC上清液中的EV。将ILC2与衍生自FcεRI聚集的MC的EV共培养可显着增强IL-33刺激的ILC2中IL-5的产生并持续上调IL-5 mRNA的表达，但IL-13的产生和IL-13 mRNA的表达没有变化。在与衍生自抗IgE Ab刺激的MC的EV共同培养的IL-33刺激的ILC2中，miR103a-3p的表达上调。将miR103a-3p模拟物转导至ILC2，可显着增强IL-33刺激的ILC2产生的IL-5。miR103a-3p通过下调蛋白精氨酸甲基转移酶5（PRMT5）mRNA来促进GATA3精氨酸残基的去甲基化。通过使用siRNA技术降低ILC2s中PRMT5的表达，会导致IL-33刺激的ILC2s上调IL-5的产生。此外，特应性皮炎患者血清中的EV中miR103a-3p表达明显高于非特应性健康对照受试者的EV。由于MC衍生的miR103a-3p激活ILC2，嗜酸性变应性炎症可能会加剧。 9. Intercellular transfer of exosomal wild type EGFR triggers osimertinib resistance in non-small cell lung cancer.
非小细胞肺癌外泌体野生型EGFR的细胞间转移触发了osimertinib耐药性。
[Mol Cancer] IF=15.302  PMID：33461557摘要：表皮生长因子受体（EGFR）突变的肺癌构成了非小细胞肺癌（NSCLC）的主要亚组，奥西替尼是一线治疗药物。但是，大多数接受奥西替尼治疗的患者最终会在一年内复发。奥西替尼耐药的潜在机制在很大程度上尚待探索。通过差速离心进行外泌体分离。进行共培养测定以通过细胞活力和凋亡测定来探索药物敏感性的改变。进行免疫荧光和流式细胞术以观察外泌体的形成或吸收。外泌体分泌通过纳米颗粒追踪分析或ELISA测量。建立小鼠异种移植肿瘤模型以评估外泌体对体内奥西替尼敏感性的影响。外泌体野生型EGFR蛋白的细胞间转移可在体外和体内赋予对osimertinib敏感的EGFR突变癌细胞药物抗性。EGFR突变的敏感性细胞和EGFR非突变的抗性细胞的共培养可促进EGFR突变的癌细胞中的奥西替尼耐药表型，而条件培养液中外泌体的耗尽或通过中和抗体的阻断可抑制外泌体EGFR的表型。从机制上讲，奥西替尼通过上调RabGTPase（RAB17）促进外泌体的释放。敲低RAB17导致外泌体分泌减少。此外，外泌体可通过网格蛋白依赖性内吞作用被EGFR突变的癌细胞内化，然后被包裹的外泌体野生型EGFR蛋白激活下游PI3K / AKT和MAPK信号通路并触发奥西替尼耐药。外泌体野生型EGFR的细胞间转移促进了NSCLC中的osimertinib耐药性，这可能代表了osimertinib的新型耐药机制，并提供了靶向外泌体以预防和逆转osimertinib耐药性的概念证明。 10.Recombinant extracellular vesiclesas biological reference material for method development, data normalization and assessment of (pre-)analytical variables.
重组细胞外囊泡作为生物学参考材料，用于方法开发，数据归一化和（分析前）分析变量评估。
[Nat Protoc] IF=10.419  PMID：33452501摘要：细胞外囊泡（EV）的诊断和治疗用途正在广泛研究中，可能会带来社会效益。参考资料是开发，改进和评估受监管的细胞外囊泡应用性能以及定量和客观数据解释的宝贵资源。我们已经设计了重组EV（rEV）作为生物参考材料。rEV具有与样品EV相似的生化和生物物理特性，并在整个分析过程中充当内部定量和定性对照。在进行EV分析之前，在体液中掺入rEV可以绘制出EV应用的技术差异，并促进实验室内和实验室间的研究。该策略是对我们先前发布的策略的扩展（Tulkens等，2020），描述了rEV的生产，分离和质量保证，它们在体液中的稀释和添加以及基于互补荧光，核酸的检测步骤酸和蛋白质测量。我们证明了使用rEV进行方法开发，数据归一化和分析前变量的评估。具有标准实验室和基本EV分离/表征经验的研究人员可以采用该方案，并且需要约4-5 d。 11.Unsupervised Machine Learning-Based Clustering of Nanosized Fluorescent Extracellular Vesicles.
基于无监督机器学习的纳米荧光细胞外囊泡的聚类。
[Small] IF=11.459  PMID：33448084摘要：细胞外囊泡（EV）是生物纳米颗粒，在细胞间通讯中起重要作用。EV不同群体的表型特征变化是潜在的疾病标志物，具有直接的临床诊断意义。然而，目前严重缺乏用于量化EV生物标志物含量的可靠方法，并且由于其固有的异质性，因此需要单粒子方法。在这里，多色单分子分析显微镜用于检测单个细胞外囊泡上存在的多个生物标记。作者对记录的信号进行分类，并应用基于机器学习的t分布随机邻居嵌入算法对所得的多维数据进行聚类。作为原理的证明，作者使用该方法评估EV的纯度和炎症状态，并比较通过不同纯化方法分离的细胞培养物和血浆来源的EV。然后，该方法应用于识别发炎的内皮细胞释放的细胞间粘附分子1特异性EV亚组，并证明载脂蛋白a1是识别血浆中典型脂蛋白污染的极佳标记。该方法可广泛应用于标准共聚焦显微镜，从而既可对患者血浆EV制剂进行标准化质量评估，又可在健康和疾病中对多种EV生物标志物进行诊断分析。