【2019-47期】This Week in Extracellular Vesicles

hzangs · 发表于 2019-12-16 13:34:56

本周hzangs在最新文献中选取了9篇分享给大家。第1篇文章主要开发了一套单个细胞外囊泡的单分子表征策略，并利用这一策略尝试检测胰腺癌细胞来源的细胞外囊泡；第2篇文章介绍了基于深度神经网络算法通过高分辨率的图像分析来区分不同细胞外囊泡亚群的策略，并利用这一策略实现了乳腺癌组织中特定类型囊泡的区分和研究；第3篇文章通过技术型的分析来阐明血浆中微量的囊泡RNA是否可以作为稳定的标志物来源，结论是可以！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. Single molecule characterization of individual extracellular vesicles from pancreatic cancer.胰腺癌单个细胞外囊泡的单分子表征。[J Extracell Vesicles] IF=11 PMID：31741725摘要：生物体液来源的的细胞外囊泡（EV）可能代表了一种提高检测疾病的敏感性和特异性的新手段。但是，当前用于分离细胞外囊泡的方法在用于选择特定囊泡亚群时会遇到挑战。此外，很难在单个囊泡水平上全面表征异种细胞外囊泡群体。在这里，我们通过纳米粒子跟踪分析，蛋白质组学，转录组学，透射电子显微镜和定量单分子定位显微镜（qSMLM），从培养的细胞系中稳健地评估了异种EV群体。使用qSMLM，我们量化了各个细胞外囊泡的大小和生物标记物含量。我们将qSMLM应用于患者血浆样本，并确定了富含胰腺癌EV的人群。我们的目标是为早期疾病检测开发细胞外囊泡的单分子表征策略。PS：发表在JEV上的方法学文章，作者们开发了一种用于表征单个囊泡上单分子的技术策略，并利用这一策略实现了对胰腺癌EV的识别。附件已隐藏，回复该贴可查看附件

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2. Label-free visualization and characterization of extracellular vesicles in breast cancer.乳腺癌细胞外囊泡的无标记可视化和表征。[Proc Natl Acad Sci U S A] IF=9.58 PMID：31732668摘要：尽管引起了广泛的兴趣，但细胞外囊泡（EV）研究仍然在技术上具有挑战性。细胞外囊泡研究中尚未探索的空白之一是基于其代谢特征来表征细胞外囊泡的空间和功能异质种群。在本文中，我们利用了细胞外囊泡的内在光代谢和结构对比，并在各种未处理的（临床前）样本中证明了细胞外囊泡的体内/原位表征。借助深度神经网络提供的像素级分割，可以在各个EV的空间分布范围内根据其光学特征来分析各个EV。对活体荷瘤动物和新鲜切除的人乳腺组织的定量分析显示，在肿瘤内，肿瘤边界附近和血管结构周围有大量富含NAD（P）H的细胞外囊泡。此外，富含NAD（P）H的细胞外囊泡的百分比与人类乳腺癌的诊断高度相关，这强调了代谢成像在细胞外囊泡表征中的重要作用及其在临床应用中的潜力。除了表征细胞外囊泡的特性外，我们还展示了在活细胞和动物中对细胞外囊泡（摄取，释放和运动）进行无标签监测的方法。所提出的方法的原位代谢谱分析能力以及增加乳腺癌中富含NAD（P）H的细胞外囊泡亚群的发现，有可能增强基础科学的应用，并加深我们对细胞外囊泡在其中发挥的活跃代谢作用，从而促进我们对癌症进展的理解。PS：这是一篇很有趣的报道，作者们利用深度神经网络对囊泡的特性进行区分，以期获得特定特性的细胞外囊泡亚群。基于这一策略发现了在乳腺癌组织周围存在富含NAD(P)H的细胞外囊泡亚群。这一研究策略对于我们进行非标记的囊泡亚群分类具有一定的应用意义。附件已隐藏，回复该贴可查看附件

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3. Assessment of methods for serum extracellular vesicle small RNA sequencing to support biomarker development.评估血清细胞外囊泡小RNA测序方法以支持生物标记物开发。[J Extracell Vesicles] IF=11 PMID：31741724摘要：细胞外囊泡（EVs）作为临床相关生物标志物的来源具有巨大潜力，因为它们可以很容易地从生物体液中分离出来，并携带可反映疾病状况的microRNA（miRNA），mRNA和蛋白质。但是，EV含量的生物学和技术可变性未知，这使得健康受试者与患者之间的比较难以解释。在这项研究中，我们试图建立一个实验室和生物信息学分析流程，以分析患者血清中细胞外囊泡中的小RNA含量，这些小RNA可以用作生物标记，并评估健康个体中细胞外囊泡RNA含量的生物学和技术变异性。我们对来自多个个体的EV小RNA进行了测序（生物学重复），并使用Illumina Truseq实验方法对每个个体进行了多个重复的测序（技术重复）。我们观察到按受试者聚类分析的样品重复样本表明生物学变异性（〜95％）大于技术变异性（〜0.50％）。我们观察到约30％的测序读段是miRNA。我们通过将EV RNA制备物掺入合成的小RNA混合物来评估测序的技术参数，并证明了掺入RNA的输入浓度和测序读取频率之间的脱节，这表明在文库制备过程中引入了偏倚。为了确定库制备平台之间是否存在差异，我们将Truseq与旨在减少库制备偏倚的Nextflex实验方法进行了比较。尽管这两种方法在技术上都非常可靠，但Nextflex协议降低了偏差，并在合成尖峰输入浓度范围内呈现出线性范围。总之，我们的结果表明，技术变异性远小于生物学变异性，从而支持了将EV小RNA用作潜在的生物标记。我们的发现还表明，文库制备方法的选择会导致生成的数据集中的人为差异，从而使跨文库制备平台的测序数据的可比性失效。PS：细胞外囊泡携带的RNA同上数量较少，那么通过高通量测序分析正常对照和疾病病例之间的差异是有意义，筛选到的差异基因是生物学差异还是技术差异造成的？这是摆在目前细胞外囊泡研究面前的一个重要问题。这篇JEV的paper对这一问题进行了阐释。该研究证明了通过高通量测序分析囊泡中RNA的组成来区分正常和疾病个体的可行性。附件已隐藏，回复该贴可查看附件

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4. Responsive exosome nano-bioconjugates for synergistic cancer therapy.响应性外泌体纳米生物共轭物用于癌症协同治疗。[Angew Chem Int Ed Engl] IF=12.257 PMID：31746532摘要：外泌体在治疗发展中具有巨大潜力。然而，天然外泌体通常在体内诱导作用不充分，并且多用于药物递送载体。在这里，我们报告了一种化学工程方法，以构建用于协同癌症治疗的反应性外泌体纳米生物共轭物。源自M1巨噬细胞的叠氮化物修饰的外泌体通过pH敏感的连接子与CD47和SIRPα（aCD47和aSIRPα）的二苯并环辛炔修饰的抗体缀合。在系统给药后，此类外泌体纳米生物共轭物可以通过肿瘤细胞表面上aCD47和CD47之间的特异性识别来主动靶向肿瘤。在酸性肿瘤微环境中，外泌体纳米生物共轭物的苯甲亚胺键被裂解，释放出分别阻断巨噬细胞和CD47上SIRPα的aSIRPα和aCD47，从而消除了“不吃我”的信号并改善了巨噬细胞的吞噬作用。同时，由于其丰富的M2重编程内容，天然的M1外泌体有效地将巨噬细胞从促肿瘤的M2转移至抗肿瘤的M1。因此，外泌体生物缀合物能够发挥协同抗癌作用。PS：外泌体作为药物载体在目前的研究中十分常见，但是如何优化外泌体用于更好的治疗，是目前有待解决的问题。这篇文章提出了一种新的策略，通过PH敏感的可逆连接来实现外泌体修饰的简洁性和药物释放的特异性。附件已隐藏，回复该贴可查看附件

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5. Migrasomes take center stage. 迁移体囊泡占据中心位置。[Nat CellBiol] IF=17.728 PMID：31371826摘要：迁移体是最近发现的一种类型的细胞外囊泡，其特征是沿着迁移细胞中的牵缩纤维产生。现在有两项研究表明，在发育中的斑马鱼胚胎的生理相关背景下，迁移体是如何形成的以及它们如何起作用。PS：迁移体最初是由清华大学的学者们在几年前提出的。迁移体的最初发现并未受到学术界的主流认可，这致使迁移体的研究在最初没有受到应有的重视。近些年的研究逐渐阐释了迁移体的功能和作用。在此hzangs也要多说几句，迁移体的发现最初被多个顶级期刊拒稿，最后被慧眼识珠的李党生老师负责的《cell research》所接收，这一定也应该引起我们的反思。一味地追求CNS是否真的正确，这个仁者见仁智者见智！但是，国内有原创性的报道，国内有慧眼识珠的杂志，国家是不是也应该花大力气扶植一下国内的原创性研究和优秀期刊，提升一下我们在学术圈的话语权呢。几句牢骚，希望能够抛砖引玉吧。另外，有意尝鲜的朋友，尽快！迁移体刚刚开始起步。附件已隐藏，回复该贴可查看附件

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6. Mesenchymal stromal cell-derived exosomes ameliorate peripheral neuropathy in a mouse model of diabetes.间充质基质细胞衍生的外泌体改善了糖尿病小鼠模型的周围神经病变。[Diabetologia] IF=7.113 PMID：31740984摘要：糖尿病周围神经病变（DPN）是糖尿病的主要并发症之一，极大地促进了发病率和死亡率。目前尚无对该疾病的有效治疗方法。外泌体是细胞衍生的纳米囊泡，在细胞间通讯中起重要作用。本研究调查了间充质基质细胞（MSC）衍生的外泌体是否改善了DPN的神经学结果。通过超速离心从培养的小鼠MSC的培养基中分离外泌体。将20周龄的糖尿病小鼠（BKS.Cg-m + / + Leprdb / J，db / db）用作DPN模型。将相同年龄的杂合小鼠（db / m）用作对照。每周通过尾静脉给予MSC外泌体，持续8周。通过测试运动和感觉神经的传导速度以及热和机械敏感性来评估神经功能。通过髓鞘鞘染色和免疫组织化学进行形态分析。巨噬细胞标志物和循环细胞因子通过western blot和ELISA测定。另外，我们进行了MicroRNA（miRNA）芯片和生物信息学分析，以检查DPN中涉及的外泌体miRNA谱和miRNA假定靶基因。用MSC外泌体治疗DPN可以显着降低糖尿病小鼠的热刺激和机械刺激阈值，并提高神经传导速度。组织病理学分析表明，MSC-外泌体显着增加了FITC-右旋糖酐灌注血管的密度，并增加了表皮神经纤维的数量，髓鞘厚度和坐骨神经的轴突直径。蛋白质印迹分析表明，MSC外泌体治疗分别减少和增加了M1和M2巨噬细胞表型标记。而且，MSC-外泌体基本上抑制了促炎细胞因子。生物信息学分析表明，MSC外泌体包含大量靶向Toll样受体（TLR）4 /NF-κB信号通路的miRNA。MSC衍生的外泌体通过抑制促炎基因来减轻DPN小鼠的神经血管功能障碍并改善其功能恢复。PS：文章主要研究了间充质干细胞来源的细胞外囊泡在糖尿病小鼠模型中对于糖尿病诱发的周围神经变性的改善作用。研究表明，通过尾静脉给药，持续8周，可以改善周围神经的功能。附件已隐藏，回复该贴可查看附件

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7. Neurons can upregulate Cav-1 to increase intake of endothelial cells-derived extracellular vesicles that attenuate apoptosis via miR-1290.神经元可以上调Cav-1的含量，从而增加内皮细胞衍生的细胞外囊泡的摄入，从而通过miR-1290减弱细胞凋亡。[Cell Death Dis] IF=5.959 PMID：31740664摘要：包括外泌体在内的细胞外囊泡（EV）可以在生理和病理条件下充当细胞与细胞之间的通讯介质。然而，人们对细胞外囊泡所携带的发挥其功能的货物分子，以及其调节释放和摄入的机制知之甚少。在这项研究中，我们检查了内皮细胞衍生的细胞外囊泡对遭受缺氧-葡萄糖剥夺（OGD）的神经元的影响，该现象可模拟人类疾病中的神经元缺血-再灌注损伤。在人脐带内皮细胞（HUVEC）-神经元共培养测定中，我们发现HUVEC减少了OGD下神经元的凋亡，并且这种作用被外泌体释放的阻滞剂GW4869削弱。纯化的细胞外囊泡可被神经元内化并减轻OGD作用下的神经元凋亡。miRNA miR-1290在HUVEC衍生的EV中高度富集，并在OGD下负责EV介导的神经元保护。有趣的是，我们发现OGD可以增强体外培养的神经元对EV的摄入。我们检查了几种潜在的EV摄入受体的表达，发现在OGD处理的神经元和患有中脑动脉阻塞（MCAO）的小鼠中，caveolin-1（Cav-1）上调。抑制神经元中的Cav-1减少了EV的摄入，并消除了OGD下EV介导的神经元保护。HUVEC衍生的细胞外囊泡可减轻MCAO诱导的体内神经元凋亡。这些发现表明，缺血可能会上调神经元中Cav-1的表达，从而增加EV摄入，从而通过减缓miR-1290的凋亡诱导来保护神经元。PS：文章介绍了细胞外囊泡miR-1290介导的凋亡作用，经典的细胞外囊泡中miRNA研究报道。从事miRNA研究的朋友可以拿来作为参考。附件已隐藏，回复该贴可查看附件

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8. Systemic delivery of microRNA-21 antisense oligonucleotides to the brain using T7-peptide decorated exosomes. 使用T7肽修饰的外泌体向大脑系统递送microRNA-21反义寡核苷酸。[J Control Release] IF=7.901 PMID：31730913摘要：针对miR-21（AMO-21）的反义miRNA寡核苷酸具有治疗胶质母细胞瘤的治疗潜力。然而，通过全身注射靶向胶质母细胞瘤的递送需要开发有效的靶向载体。为此，使用T7肽和外泌体开发了靶向胶质母细胞瘤的载体。转铁蛋白受体在胶质母细胞瘤细胞表面上过表达，而T7是转铁蛋白受体结合肽。通过将T7作为T7和Lamp2b的融合蛋白掺入到外泌体膜中，产生了装饰有T7肽的外泌体（T7-exo）。作为对照，将靶向脑神经元细胞的狂犬病病毒糖蛋白（RVG）肽掺入到外泌体膜中。通过电穿孔将AMO-21装载到外泌体中。AMO-21递送的体外研究表明，T7-exo对C6胶质母细胞瘤细胞的递送效率高于未修饰的外泌体（Unmod-exo）和RVG装饰的外泌体（RVG-exo）。对于体内递送研究，通过尾静脉静脉内注射将具有AMO-21的T7-exo递送至颅内成胶质细胞瘤大鼠模型中。结果表明，与Unmod-exo和RVG-exo相比，T7-exo更有效地将AMO-21递送至大脑。此外，使用T7-exo递送AMO-21可有效降低胶质母细胞瘤中的miR-21水平。AMO-21对miR-21的还原诱导了PDCD4和PTEN在肿瘤中的表达，从而导致了肿瘤大小的减小。综上，这些发现表明，T7-exo是AMO-21进入胶质母细胞瘤的有效载体，可能对胶质母细胞瘤治疗的发展有用。PS：使用细胞外囊泡递送药物或者反义核酸进行治疗，是目前的细胞外囊泡应用场景之一。这篇文章开发了一种策略，将靶向胶质瘤细胞表面转铁蛋白的T7肽装载到外泌体上并通过电转引入miR-21反义核酸。使用这种修饰后的细胞外囊泡进行对胶质瘤的治疗尝试。这一策略取得了一定的成功。附件已隐藏，回复该贴可查看附件

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9. Placental Syncytiotrophoblast-Derived Extracellular Vesicles Carry Active NEP (Neprilysin) and Are Increased in Preeclampsia.胎盘滋养细胞衍生的细胞外囊泡携带活性NEP（Neprilysin），并在子痫前期中增加。[Hypertension] IF=7.017 PMID：30929513摘要：NEP（neprilysin）是一种广泛表达的膜结合金属蛋白酶，可以结合和裂解多种肽，包括血管扩张剂，利尿钠和利尿剂。较高的NEP水平是高血压-胎盘疾病先兆子痫的主要特征。包含微囊泡和外泌体的合体滋养层细胞外囊泡（EVs）在妊娠期释放到外周循环中，并被认为是子痫前期耦合胎盘功能障碍和母体表型的关键机制。我们旨在确定与正常妊娠相比，先兆子痫在合体滋养细胞来源的细胞外囊泡中是否发现较高水平的活性NEP。使用免疫染色和蛋白质印迹，我们首先证明NEP水平不仅在子痫前期胎盘组织中更高，而且在从子痫前期胎盘分离的合体滋养层细胞来源的微泡和外泌体中也更高（P <0.05，n = 5）。我们使用抗体包被的磁珠分离出与NEP结合的囊泡来确认胎盘起源，发现它们对胎盘碱性磷酸酶染色。NEP在合体滋养层细胞来源的EV上是活跃的，并被噻虫啉抑制（P <0.01，n = 3；特异抑制剂）。分离自外周血浆的滋养层滋养细胞来源的微泡在先兆子痫中显示较高的NEP表达（P <0.05，n = 8）。使用尺寸排阻色谱分离血浆外泌体，并发现外泌体在子痫前期表现出更高的NEP活性（P <0.05，n =8）。这些发现表明，胎盘在合子滋养细胞来源的细胞外囊泡上将活跃的NEP释放到母体循环中，子痫前期的水平明显更高。NEP在高血压，心力衰竭和淀粉样蛋白沉积中具有病理作用，所有这些都是先兆子痫的特征。因此，循环合体滋养层细胞衍生的EV结合NEP可能有助于该疾病的发病。PS：文章研究了胎盘滋养层细胞来源的细胞外囊泡，并发现这些细胞外囊泡携带的NEP可能在先兆子痫中发挥功能。文中尝试了利用特定的表面标志物分离胎盘滋养层细胞来源的细胞外囊泡，感兴趣的可以了解一下。附件已隐藏，回复该贴可查看附件

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