【2021-1期】This Week in Extracellular Vesicles

hzangs

大家新年快乐！不知不觉中见证历史的2020年结束了。“一切过往，皆为序章”，2020年的序已经是惊涛骇浪，不知道2021年的剧本能地动山摇到何种地步。在这里只祝愿大家身体健康工作顺利吧。外泌体之家也陪伴大家走进了第七个年头，《This week in extracellular vesicle》栏目也进入了第六年，只要各位朋友能够在此有所收获，我们的付出就值得。言归正传，本周hzangs在最新文献中选取了9篇分享给大家，第1篇文章介绍了一种将细胞外囊泡与病毒分离开的策略，主要是通过抗体结合病毒成分，然后通过排阻层析先进行胞外囊泡的分离，再利用亲和层析结合病毒抗体从而去除病毒，简而言之就是纯化细胞外囊泡后再做一步阴选，感兴趣的朋友可以学习一下；第2篇文章介绍了一种可以抑制真菌来源细胞外囊泡功能的新型抗生素，一方面有利于抗药菌的临床治疗，另一方面也为从事细胞外囊泡研究的学者提供了新的潜在抑制剂；第4篇文章介绍了一种检测血浆中细胞外囊泡结合的PD-L1的新策略。有感兴趣的文章，可以找原文读一读。

1.Efficient and reproducible depletion of hepatitis B virus from plasma derived extracellular vesicles.
从血浆细胞外囊泡中高效有效地清除乙型肝炎病毒。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID：33363711摘要：通过穿梭病毒成分，介导免疫反应以及可能传播病毒，细胞外囊泡（EVs）正在成为病毒感染中的基本角色。然而，以可靠且有效的方式纯化细胞外囊泡和去除污染的病毒颗粒所涉及的障碍限制了开发针对细胞外囊泡的临床和诊断治疗方案的全部潜力。由于细胞外囊泡和病毒粒子的大小，密度，膜组成和生物合成模式的相似性，目前尚无用于从细胞外囊泡制备物中去除病毒的标准化方法。功能性EV研究还需要不含抗体污染物的EV样品。因此，对病毒学相关的细胞外囊泡研究需要可靠、有效的方案来纯化细胞外囊泡并去除污染的抗体和病毒颗粒。在这里，我们建立了一种通过体积排阻色谱法和基于亲和力的纯化相结合的方法从含乙肝病毒（HBV）血浆中纯化EV的方案。纯化后，EV样品不含病毒大小的颗粒，HBV表面抗原，HBV核心抗原，抗体或传染性物质。纯化后，病毒基因组污染也减少了。通过使用适当的抗体和大小参数，该方法可以潜在地应用于从其他病毒样品中纯化EV。总而言之，我们建立了一种快速，可重复且稳定的方法，用于从细胞外囊泡制剂中去除HBV。期待从临床样本中纯化EV的观点，该方法使研究能够阐明EV在病毒感染中的潜在机制及其诊断和预后潜力。 2.Turbinmicin inhibits Candida biofilm growth by disrupting fungal vesicle-mediated trafficking.
turbinmicin通过破坏真菌囊泡介导的运输来抑制念珠菌生物膜的生长。
[J Clin Invest] IF=11.864 PMID：33373326摘要：耐药真菌的出现促使疾病控制中心发出了紧急威胁警报。这些病原体的生物膜组装进一步损害了治疗的有效性。我们最近鉴定出一种抗真菌药物Turbinmicin，它可以抑制真菌囊泡介导的运输途径，并表现出对抗浮游生长真菌的广谱活性。在生物膜生长期间，具有独特特征的囊泡在生物膜细胞外基质成分的递送中起关键作用。由于这些成分在很大程度上负责与生物膜生长相关的耐药性，因此我们探索了Turbinmicin在生物膜环境中的效用。我们发现turbinmicin破坏了生物膜生长过程中的细胞外囊泡传递，并损害了生物膜基质的后续组装。我们证明消除细胞外基质使抗药性生物膜群落易受Turbinmicin杀真菌的影响。此外，在其他无效的抗真菌治疗中添加turbinmicin可以增强这些药物的活性。囊泡的潜在作用解释了这种戏剧性的活动，并受到表型逆转以及外源生物膜细胞外囊泡的支持。这种削弱生物膜组装机制的惊人能力揭示了一种消除生物膜的新方法，并阐明了Turbinmicin作为一种有前途的抗生物膜药物。 3.Engineering exosome polymer hybrids by atom transfer radical polymerization.
通过原子转移自由基聚合设计外泌体-聚合物的杂化物。
[Proc Natl Acad Sci U S A] IF=9.412  PMID：33384328摘要：外泌体由于其生物学起源和在细胞之间转移货物的能力而成为理想的药物递送载体。然而，外源性外泌体从循环中的快速清除以及外泌体的聚集和在储存过程中表面蛋白的脱落限制了它们的临床转化。在这里，我们展示了具有良好定义聚合物的外泌体表面，其具有高度可控和可逆功能化，这些聚合物可调节外泌体的理化和药代动力学特性。使用胆固醇修饰的DNA系链和互补的DNA嵌段共聚物，用不同的生物相容性聚合物对外泌体表面进行了工程改造。另外，使用生物相容性光介导的原子转移自由基聚合（ATRP）将聚合物直接从外泌体表面接枝。这些外泌体聚合物杂化物（EPH）在各种储存条件下和存在蛋白水解酶的情况下均表现出增强的稳定性。聚合物长度和表面负载的调整允许外泌体表面相互作用，细胞摄取和生物活性的精确控制。EPHs显示血液循环时间增加了四倍，而没有改变组织分布曲线。我们的结果凸显了外泌体的精确纳米工程技术对使用现代ATRP方法开发先进的药物和治疗性递送系统的潜力。 4.Tracing Tumor-derived Exosomal PD-L1by Dual-aptamer Activated Proximity-induced Droplet Digital PCR.
通过双适体激活的邻近诱导液滴数字PCR追踪肿瘤来源的外泌体PD-L1。
[Angew Chem Int Ed Engl] IF=12.959 PMID：33382182摘要：肿瘤来源的外泌体蛋白已成为癌症诊断的有前途的生物标志物，但大量正常细胞衍生的外泌体严重阻碍了定量准确性。在这里，我们开发了双目标特异性适体识别激活外泌体膜上的原位连接系统，结合液滴数字PCR（ddPCR）（TRACER）用于精确定量分析肿瘤来源的外泌体PD-L1（Exo-PD-L1 ）。利用适体的高结合亲和力，双重适体识别的出色选择性和ddPCR的高灵敏度，该方法以免洗的方式追踪肿瘤来源的Exo-PD-L1具有显着的灵敏度和选择性。由于具有极高的灵敏度，TRACER检测到的肿瘤来源的Exo-PD-L1可以有效地区分癌症患者与健康供体，并且是首次被证明比总Exo-PD-L1更可靠。总体而言，TRACER策略在分析外泌体的不同亚型，将外泌体转化为可靠的临床指标以及探索外泌体的生物学功能方面具有空前的能力，具有巨大的潜力。 5.Bisecting GlcNAc modification diminishes the pro-metastatic functions of small extracellular vesicles from breast cancer cells.
等分构象的GlcNAc修饰减弱了乳腺癌细胞中小细胞外囊泡的促转移功能。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976 PMID：33304474摘要：小的细胞外囊泡（sEVs）富含糖缀合物，并显示出特定的糖修饰特征。表面糖缀合物的异常表达与癌症的进展和转移密切相关。目前我们对于sEVs中糖缀合物的基本功能了解甚少。在这项研究中，我们观察到等分构象的GlcNAc在乳腺癌中的水平显着降低。将等分构象的GlcNAc引入乳腺癌细胞改变了sEV的等分构象GlcNAc状态，并且具有不同等分构象GlcNAc的sEV在受体细胞上显示出不同的功能。低等分构象GlcNAc的sEV增强了受体细胞的癌变和转移，而高等分构象GlcNAc的修饰降低了sEV的前转移功能。我们进一步确定囊泡整联蛋白β1为携带等分构象GlcNAc的目标蛋白。囊泡β1上的高等分构象GlcNAc水平强烈抑制了受体细胞的转移。我们的发现证明了糖缀合物对sEV的重要作用。 sEV糖基化的修饰可能有助于乳腺癌治疗中新靶标的形成。 6.Adipose-derived mesenchymal stem cells reduce autophagy in stroke mice by extracellular vesicle transfer of miR-25.
脂肪来源的间充质干细胞通过细胞外囊泡转移miR-25减轻中风小鼠的自噬反应。
[J Extracell Vesicles] IF=14.976  PMID：33304476摘要：移植的间充质干细胞（MSCs）在临床前中风模型中通过分泌细胞外囊泡（EVs）产生神经保护作用。但是，尚未发现细胞外囊泡的神经保护作用。为了研究此类货物及其潜在机制，将原代神经元暴露于氧-葡萄糖剥夺（OGD），并与脂肪来源的MSC（ADMSC）或分泌了ADMSC的EV共培养。在这种情况下，ADMSC和分泌出ADMSC的EV均可显着减少神经元死亡。筛选涉及ADMSC与神经元之间相互作用的信号级联反应，发现在接受任何一种治疗范例的神经元中，自噬通量降低，p53-BNIP3活性降低。但是，当用外泌体分泌抑制剂GW4869预处理ADMSC或敲除Hrs时，上述作用被逆转。鉴于miR-25-3p是ADMSC-EV中与p53途径相互作用的最高度表达的miRNA，因此进一步的体外研究集中在该途径上。实际上，miR-25-3p寡核苷酸模拟了减少细胞死亡的过程，而抗寡核苷酸通过调节暴露于OGD的原代神经元中的p53-BNIP3信号传导来增加自噬通量和细胞死亡。同样，天然ADMSC-EVs，但不是从用抗miR-25-3p寡核苷酸（ADMSC-EVsanti-miR-25-3p）预处理的ADMSCs获得的EVs，证实了在暴露于脑缺血的C57BL / 6小鼠中的上述体外观察结果。与ADMSC-EVs anti-miR-25-3p相比，用天然ADMSC-EVs治疗的小鼠的梗塞面积减小，神经系统恢复增强。ADMSC通过分泌的含有miR-25-3p的EV通过改善自噬通量来诱导神经保护作用。因此，我们的工作揭示了自然分泌的ADMSC-EVs在临床前中风模型中调控自噬和诱导神经保护作用的新关键因素。 7.Secretome of Activated Fibroblasts Induced by Exosomes for the Discovery of Biomarkers in Non-Small Cell Lung Cancer.
外泌体激活的非小细胞肺癌相关成纤维细胞分泌组标记物发现。
[Small] IF=11.459  PMID：33373110摘要：参与肿瘤细胞与成纤维细胞之间串扰的分子在肿瘤进展中起着至关重要的作用。细胞外基质蛋白在被肿瘤来源的外泌体影响后其丰度发生了变化，作为诊断或预后的生物标志物具有广阔的前景。在这项研究中，定量蛋白质组学被用于确定正常成纤维细胞和外泌体激活的成纤维细胞分泌的蛋白质的丰度，这首先确定了受肺癌细胞衍生的外泌体影响的差异分泌的蛋白质。基于差异分泌的蛋白质和包含1897个患有非小细胞肺癌或其他肺部疾病的患者样本的多个独立数据集，可以确定诊断标志物，该标志物可以有效地区分肿瘤组织与正常组织以及与肿瘤相关的基质与正常组织基质和五基因预后标志物具有独立的预后影响，以鉴定在手术切除后可能需要进一步辅助治疗的患者。此外，分泌组为临床治疗提供了新的潜在靶标。 8.Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles Attenuate Mitochondrial Damage and Inflammation by Stabilizing Mitochondrial DNA.
间充质干细胞衍生的细胞外泡通过稳定线粒体DNA减轻线粒体损伤和炎症。
[ACS Nano] IF=14.588 PMID：33369392摘要：线粒体功能障碍是许多组织损伤和干细胞衰老的关键特征。尽管间充质干细胞（MSC）衍生的细胞外囊泡（MSC-EVs）的组织再生作用是众所周知的，但它们在调节靶细胞中线粒体功能方面的特定作用仍然难以捉摸。在这里，我们报告说，MSC-EVs减轻了急性肾损伤（AKI）后的mtDNA损伤和炎症，并且这种作用至少部分取决于线粒体转录因子A（TFAM）途径。详细地讲，来自老年或糖尿病供体的MSC中的氧化应激耗尽了TFAM和mtDNA。在正常对照（NC）MSC-EV中，检测到的TFAM mRNA和mtDNA含量高于TFAM-nockdown（TFAM-KD）和老化的EV。EV介导的TFAM mRNA在受体细胞中的转移不受转录抑制的影响。因此，MSC-EVs的应用恢复了TFAM蛋白和TFAM-mtDNA复合物（核苷酸）的稳定性，从而逆转了受损肾小管细胞中的mtDNA缺失和线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）缺陷。TFAM的丧失还导致MSC-EV中多种抗炎miRNA和蛋白的下调。在体内，静脉内注射的细胞外囊泡主要积累在肝，肾，脾和肺中。MSC-EV可减轻AKI小鼠的肾脏病变形成，线粒体损伤和炎症反应，而TFAM-KD或老年MSC产生的EV则治疗效果较差。而且，TFAM过表达（TFAM-OE）在一定程度上改善了MSC-EV对线粒体损伤和炎症的挽救作用。这项研究表明，MSC-EVs对于线粒体损伤为特征的疾病具有广阔的发展前景，而TFAM信号对于维持其再生能力至关重要。 9.A case-control study indicates that coagulation imbalance is associated with arteriosclerosis and markers of endothelial dysfunction in kidney failure.
病例对照研究表明，凝血功能失衡与动脉硬化和肾衰竭中内皮功能障碍的标志物有关。
[Kidney Int] IF=8.945  PMID：33359501摘要：内皮功能障碍是终末期肾脏疾病（肾脏衰竭）的许多动脉变化原因之一。在这种情况下，可能是早期血管衰老与血栓形成或出血风险之间的可能联系。为对此进行评估，我们比较了55名接受血液透析治疗的患者和57位年龄/性别匹配的对照个体的动脉僵硬度与内皮/凝血因子之间的联系。从颈股脉搏波速度评估动脉僵硬度，并从内源性凝血酶产生潜能评估凝血状态。肾功能衰竭患者的内皮功能障碍（血管性血友病因子，组织因子途径抑制剂），嗜中性粒细胞外诱集因子和组织因子阳性细胞外囊泡标记物较高。凝血酶原片段1和2，以及体内凝血激活的D-二聚体标记也更高。然而，在体外存在血小板的情况下，内源性凝血酶的产生潜力较低，并且其被活化蛋白C的下调作用减弱。抗血小板药物不影响这些参数。在多元回归分析中，凝血酶原片段1和2，D-二聚体，因子VIII和单核细胞衍生的组织因子阳性的细胞外囊泡与更高的颈股脉搏波速度相关。在患有肾衰竭的患者中，发生了体内高凝性，而富含血小板的血浆中的凝血酶生成减少，这可能解释了肾衰竭患者的血栓形成和出血倾向相反。重要的是，动脉硬化与血栓形成前状态密切相关。因此，凝血变化和动脉僵硬度突出显示了抗凝和抗血小板药物使用的主要治疗挑战。