【2021-15期】This Week in Extracellular Vesicles

hzangs

本周hzangs在最新文献中选取了7篇分享给大家。第1篇文章主要介绍了利用细菌来源的菌体外膜泡进行肿瘤抗原展示，制作肿瘤疫苗的技术路线；第2篇文章介绍了利用不同分析平台进行细胞外囊泡样品的粒子直径和浓度分析的比较结果；第5篇文章介绍了细胞外囊泡用于药物递送的应用研究；第6篇综述文章介绍了目前细胞外囊泡在癌症诊断和治疗中的研究进展。

1.Bioengineered bacteria-derived outer membrane vesicles as a versatile antigen display platform for tumor vaccination via Plug-and-Display technology.

生物工程细菌衍生的外膜囊泡作为多功能抗原展示平台，可通过即插即用技术进行肿瘤疫苗开发。

[Nat Commun] IF=12.121  PMID：33824314

摘要：迫切需要能够快速展示新抗原的有效肿瘤疫苗载体。外膜囊泡（OMV）可以强烈激活先天免疫系统，可以作为免疫佐剂。在这里，我们描述了一种基于OMV的通用疫苗平台，可通过将抗原特异性地呈递到OMV表面来引发特定的抗肿瘤免疫应答。我们首先通过与ClyA蛋白融合在OMVs表面显示肿瘤抗原，然后通过采用包含标签/捕获蛋白对的即插即用系统简化抗原显示过程。装饰有不同蛋白质捕获器的OMV可以同时显示多种不同的肿瘤抗原，以引发协同的抗肿瘤免疫应答。此外，载有不同肿瘤抗原的生物工程化OMV可以消除肺部黑色素瘤转移并抑制皮下结直肠癌的生长。基于生物工程的基于OMV的平台快速并同时展示抗原的能力可能会促进这些试剂用于个性化肿瘤疫苗的开发。​

2.Characterization of extracellular vesicles and synthetic nanoparticles with four orthogonal single-particle analysis platforms.

利用四个单颗粒分析平台正交分析表征细胞外囊泡和合成纳米颗粒。

[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID：33850608

摘要：我们比较了四种正交技术对细胞外囊泡（EV）和合成颗粒的大小，计数和表型分析。这些平台是：具有荧光的单颗粒干涉反射成像传感（SP-IRIS），具有荧光的纳米颗粒跟踪分析（NTA），微流阻脉冲传感（MRPS）和纳米流式细胞术测量（NFCM）。通过差异超速离心（dUC）或超滤（UF）和尺寸排阻色谱（SEC）组合从培养条件培养基（CCM）中分离出人T淋巴细胞H9系（高CD81，低CD63）和原单核细胞系U937（低CD81，高CD63）的细胞外囊泡，并通过透射电子显微镜（TEM）和蛋白质印迹（WB）进行表征。还测试了已知尺寸和/或浓度的合成颗粒（二氧化硅和聚苯乙烯球）的混合物。MRPS和NFCM返回的颗粒计数相似，而NTA检测在细胞外囊泡测试中计数大约低一个数量级，而合成颗粒的计数与其他技术物明显差别。SP-IRIS事件不能用于估计颗粒浓度。对于尺寸调整，SP-IRIS，MRPS和NFCM返回相似的尺寸轮廓，其中较小的尺寸占主导地位（按幂定律分布），但灵敏度通常下降到60 nm以下。NTA检测到众多直径大于100 nm的粒子。此外，SP-IRIS，MRPS和NFCM能够识别二氧化硅或聚苯乙烯纳米粒子混合物中四个不同大小的分子中的至少三个。最后，对于四跨膜蛋白表型，荧光模式下的SP-IRIS平台能够检测同一颗粒上的至少两个标记，而NFCM可以检测CD81或CD63。根据这项研究的结果，我们可以得出有关现有单颗粒分析功能的结论，这些功能可能对EV生物标志物的开发和机理研究有用。

3.Extracellular vesicles as novelassay tools to study cellular interactions of anti-infective compounds - aperspective.

细胞外囊泡作为研究抗感染化合物细胞相互作用的新型检测工具。

[Adv Drug Deliv Rev] IF=13.3  PMID：33857554

摘要：新型传染病的突然爆发和抗药性病原体的持续发展使得有必要开发特定的工具来快速了解病原体与细胞之间的相互作用并研究适当的药物递送策略。细胞外囊泡（EV）是细胞特异性的生物传递系统，其作为诊断标记或药物递送系统越来越受欢迎。除此之外，细胞外囊泡作为研究药物渗透性，药物-膜相互作用以及病原体-膜相互作用的工具正在出现新的可能性。但是，目前看来细胞外囊泡在此类应用中的潜力尚未得到充分利用。考虑到可能涉及感染的细胞种类繁多，基于囊泡的分析方法才刚刚出现，报道的应用数量仍然相对较少。这篇综述的目的是讨论基于细胞外囊泡的测定的最新技术，尤其是在抗菌素研究和治疗的背景下，并提出一些新的观点，以便将来进行更详尽和创造性的探索。

4.Umbilical Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosome-Encapsulated Hydrogels Accelerate Bone Repair by Enhancing Angiogenesis.

包裹脐带间充质干细胞衍生外泌体的水凝胶通过增强血管生成促进骨修复。

[ACS Appl Mater Interfaces] IF=8.758  PMID：33856781

摘要：大骨缺损的修复对整形外科医生来说是一个重大挑战。移植物内部新形成的微血管在成功的骨组织工程中起着至关重要的作用。以前，有人提出在多个组织的修复中，间充质干细胞（MSC）衍生的外泌体在血管发育和进展中起积极作用。然而，关于MSC来源的外泌体在修复大骨缺损中的应用的报道很少。在这项研究中，我们将脐带MSC来源的外泌体（uMSCEXOs）封装在透明质酸水凝胶（HA-Gel）中，并与定制的纳米羟基磷灰石/聚ε-己内酯（nHP）支架相结合，以修复大鼠的颅骨缺损。影像学和组织学评估表明，uMSCEXO / Gel / nHP复合材料在体内显着增强了骨再生，而uMSCEXO可能在此过程中起关键作用。此外，体外结果表明，uMSCEXOs促进了内皮祖细胞（EPCs）的增殖，迁移和血管生成分化，但并未显着影响BMSCs的成骨分化。重要的是，机理研究表明，外泌体miR-21是潜在的细胞间信使，它通过上调NOTCH1 / DLL4途径来促进血管生成。总之，我们的发现显示出有希望的基于外泌体的策略，可以通过增强的血管生成来修复大的骨缺损，而血管生成可能受到miR-21 / NOTCH1 / DLL4信号轴的调节

5.Inflammatory tumor microenvironment responsive neutrophil exosomes-based drug delivery system for targeted glioma therapy.

炎症性肿瘤微环境响应性中性粒细胞外泌体为靶向胶质瘤治疗药物提供递送系统。

[Biomaterials] IF=10.317  PMID：33848731

摘要：由于肿瘤的高浸润性生长和化学治疗抗性以及血脑屏障（BBB）的存在，恶性神经胶质瘤的临床治疗仍然是一项主要挑战。迫切需要能够有效穿越血脑屏障并靶向脑肿瘤的先进纳米平台。受到嗜中性粒细胞固有的炎症趋化性和优异的BBB穿越能力的鼓励，提出并系统研究了一种生物启发性嗜中性粒细胞-外泌体（NEs-Exos）系统，该系统可递送负荷的阿霉素（DOX）药物。体内斑马鱼和带有C6-Luc神经胶质瘤的小鼠模型显示，携带该药物的NEs-Exos迅速渗透BBB并迁移到大脑中。此外，transwell BBB模型和小鼠脑部炎症研究表明，NEs-Exos可以对炎症刺激产生化学反应，并靶向炎性脑肿瘤中症的浸润性肿瘤细胞。此外，在神经胶质瘤小鼠模型中，静脉内注射NEs-Exos / DOX可有效抑制肿瘤生长并延长生存时间。基于这些结果，证实NEs-Exos具有嗜中性粒细胞样趋化功能和BBB渗透。这个新颖的NEs-Exos / DOX输送平台代表了一种有前途的化学疗法，可用于神经胶质瘤和其他实体瘤或脑部疾病的临床治疗。

6.Emerging technologies and commercial products in exosome-based cancer diagnosis and prognosis.

基于外泌体的癌症诊断和预后中的新兴技术和商业产品。

[Biosens Bioelectron] IF=10.257  PMID：33845291

摘要：全世界的学术和工业团体都报告了基于外泌体的癌症诊断和预后方面的技术进步。但是，这些新兴技术在研究和临床环境中的潜在转化能力仍然未知。这项工作概述了外泌体在癌症诊断和预后中的作用，随后对新兴的外泌体技术进行了调查，尤其是在癌症研究中用于分离和检测外泌体的微流控技术进展。对用于隔离，检测和改造外泌体的每种技术的优缺点进行了评估，以解决其在癌症诊断和预后方面的临床挑战。此外，介绍了用于外泌体检测和分析的商业平台，并评估了它们的性能以及对癌症诊断和预后的影响。此外，还讨论了与下一代外泌体设备的进一步开发相关的风险。这项工作的结果可能有助于识别出具有可交付性的Exo设备和技术，这些设备和技术具有前所未有的功能和可预测的可制造性，可用于下一代癌症的诊断和预后。

7.Optimized BMSC-derived osteoinductive exosomes immobilized in hierarchical scaffold via lyophilization for bone repair through Bmpr2/Acvr2b competitive receptor-activated Smad pathway.

优化的BMSC衍生的骨诱导性外泌体通过冻干固定在分级支架中，以通过Bmpr2 / Acvr2b竞争性受体激活的Smad途径促进骨修复。

[Biomaterials] IF=10.317  PMID：33838528

摘要：间充质干细胞衍生的外泌体（MSC-exos）具有调节细胞行为的固有能力，是一种新兴的无细胞骨再生疗法。在此，针对实际应用中的问题，系统地比较了由不同干细胞来源（rBMSCs / rASCs）和培养条件（成骨/常见）产生的MSC-exos的骨诱导性，以筛选出优化的成骨外泌体（BMSC-OI-exo）。通过miRNA芯片的生物信息学分析以及基因沉默和miRNA转染的体外途径验证，我们首先揭示了BMSC-OI-exo的骨诱导性归因于多组分外泌体miRNA（let-7a-5p，let-7c-5p ，miR-328a-5p和miR-31a-5p）。这些miRNA靶向Acvr2b / Acvr1，并调节Bmpr2 / Acvr2b对Bmpr引起的Smad1 / 5/9磷酸化的竞争平衡。在这些基础上，开发了BMSC-OI-exo在分级中孔生物活性玻璃（MBG）支架上的冻干孵育策略，进行外泌体成分的有效递送，以实现生物活性的维持和通过截留在支架的表面微孔中而持续释放。在大鼠颅骨缺损模型中，BMSC-OI-exo的装载有效地增强了支架的骨形成能力并诱导了骨再生的快速启动。本文可为基于MSC-exo的骨再生治疗提供经验依据，并为MSC-exo诱导的成骨机理提供理论依据。此处开发的BMSC-OI-exo加载的MBG支架代表了未来临床应用的有前途的骨修复策略。