外泌体之家 | 细胞外膜泡领域核心平台—exosomes & microvesicles—小膜泡大作用

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【2018.02.02】This Week in Extracellular Vesicles

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发表于 2018-2-4 23:26:52 | 显示全部楼层 |阅读模式



编辑有事,只好hzangs自己排版了,排版很low,请大家多多包涵o(╯□╰)o。本周hzangs在最新文献中选取了14篇分享给大家,其中11 篇提供中文摘要。第1篇文章是介绍了hnRNPA2/B1的晶体结构,之所以介绍这篇文章给大家是为了让大家了解一下外泌体中RNA分选的可能机制,这篇文章介绍了hnRNPA2/B1对RNA特定基序的识别模式和机制,为外泌体RNA的分选机制提供了依据; 第2篇文章总结了细胞外囊泡分析研究过程中的一些新技术;第9-12篇是4份细胞外囊泡研究及应用相关的实验技术方法介绍,hzangs认为还是比较有用的因此在这里略作介绍;第13、14两篇文章是比较专业性的研究性论文,发表在比较好的杂志上,这里只做提示,提醒相关领域的朋友适当关注。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.        Molecular basis for the specific and multivariant recognitions of RNA substrates by human hnRNP A2/B1. 人类hnRNP A2 / B1特异性和多变性识别RNA底物的分子基础。 [Nat Commun] IF=12.12   PMID:29379020

PS:这是一篇结构生物学相关的文章报道。但报道分子与RNA分子筛选进入外泌体相关。对该分子的结构解析一定程度上解释了该分子对RNA分子筛选机制,为外泌体RNA的分选机制提供了依据。值得大家略作了解。

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2.        New Technologies for Analysis of Extracellular Vesicles. 细胞外囊泡分析的新技术。 [Chem Rev] IF=47.93   PMID:29384376

摘要:细胞外囊泡(EVs)是细胞主动释放具有异质性的纳米及具膜囊泡。根据其生物发生,大小和生物物理特性,可以进一步分类相似大小的囊泡(例如外泌体,微囊泡)。尽管最初被认为是细胞碎片,并且因此被低估,但是细胞外囊泡现在越来越被认为是用于疾病诊断和预后判断的细胞间通讯和循环生物标志物重要载体。尽管具有临床潜,但目前依旧缺乏对细胞外囊泡敏感的检测和分析技术,这对细胞外囊泡的临床传话造成一定的障碍。因此积极开发新的研究平台以应对这些挑战就显得十分重要。预计该领域的最新进展将对基础研究和转化研究产生深远的影响。本文旨在对细胞外囊泡检测新兴分析技术及其临床应用进行全面而重要的概述。

PS:这篇综述的立意角度还是很不错的,重点总结了细胞外囊泡基础研究和转化研究过程中不断涌现的各种技术,对新进入该领域的朋友是一个很不错的科普材料。

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3.        Lung-derived exosomal miR-483-3p regulates the innate immune response to influenza virus infection. 肺源性外泌体miR-483-3p调节对流感病毒感染的先天性免疫应答。 [J Infect Dis] IF=6.27   PMID:29373693

摘要:外泌体通过在细胞之间转移功能蛋白和RNA来调节细胞间通讯。在此,为了阐明流感病毒感染期间外泌体的功能,我们表征了肺源性外泌体微小RNA(miRNA)。在检测到的miRNA中,我们发现在各种流感病毒感染小鼠期间,miR-483-3p在支气管肺泡灌洗液(BALF)外泌体中以高水平存在,并且miR-483-3p转染增强了I型干扰素和促炎症因子细胞因子对MLE-12细胞的病毒感染响应。 RIG-I信号通路的调节剂RNF5被鉴定为miR-483-3p的靶基因。此外,我们发现另一个miR-483-3p靶标CD81在MLE-12细胞中作为RIG-I信号传导的负调节物起作用。总之,这项研究表明,BALF外泌体miRNA可能介导流感病毒感染的抗病毒和炎症反应。

PS:文章介绍了肺源性的外泌体miRNA在病毒感染过程中的作用。这篇文章研究的是正常生理或者说正常免疫过程中外泌体的作用,还是比较少见的,也说明外泌体在正常生理过程中发挥着一定的作用。

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4.        Extracellular vesicle-derived DNA for performing EGFR genotyping of NSCLC patients. 细胞外囊泡来源的DNA用于NSCLC患者的EGFR基因分型。 [Mol Cancer] IF=6.20   PMID:29374476

摘要:肿瘤细胞将大量含有生物活性分子(包括DNA,RNA和蛋白质)的细胞外囊泡(EV)释放到体液中。在肿瘤衍生细胞外囊泡领域的研究展现了一个了解癌症生物学及其潜在的癌症生物标志物以及个性化医疗平台的新希望。本文报道研究表明,从非小细胞肺癌(NSCLC)患者的血浆和支气管肺泡灌洗液(BALF)中成功分离出的EVs含有可通过液体活检用于EGFR基因分型的DNA。在血浆和BALF样品中,使用EV DNA的液体活组织检查结果与常规cfDNA液体组织活检具有相似的检测结果。同时,与使用cfDNA相比,BALF EV DNA液体活检的组织特异性和敏感性更佳。此外,使用BALFEV DNA对EGFR-TKIs产生耐药性的患者中检测p.T790M突变与组织活检具有相似的效率。这些发现证明了使用EV DNA进行液体活组织检查的可能性和替代当前的诊断方法的潜力。

PS:这是一篇比较偏向于应用的验证性论文。 文章尝试了从肺癌患者血清和肺泡灌洗液中获得EV,并提取其中的DNA用于EGFR基因分型,与传统的组织活检和cfDNA液体活检相比,EV-DNA具有相似的检测结果和更高的灵敏性。 针对这个报道,不知道怎么评价了,hzangs之前也介绍过类似的报道,但是结论却与该文章相反。我们继续等待更多的报道吧。

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5.        PDGF-BB Carried by Endothelial Cell-derived Extracellular Vesicles Reduces Vascular Smooth Muscle Cell Apoptosis in Diabetes. 内皮细胞衍生的细胞外囊泡携带的PDGF-BB降低糖尿病患者血管平滑肌细胞凋亡。 [Diabetes] IF=8.68   PMID:29386225

摘要:内皮细胞衍生的细胞外囊泡(CD31EVs)是用于治疗/预后目的的新型载体。我们研究了CD31EVs作为2型糖尿病(T2D)平滑肌细胞(VSMC)功能障碍介质的作用。我们证明,与非糖尿病患者不同,在高血糖条件下,糖尿病患者血清来源的EVs(D-CD31EVs)增强了VSMC的凋亡抵抗。生化分析表明,这种效应依赖于抗凋亡/促凋亡信号之间的平衡变化:bcl-2的增加和bak / bax的减少。 D-CD31EV货物分析表明D-CD31EVs富含膜结合 - 血小板衍生的生长因子-BB(mbPDGF-BB)。因此,我们假设D-CD31EVs的mbPDGF-BB转移可以解释VSMC对细胞凋亡的抗性。我们通过耗尽PDGF-BB的CD31EVs或阻断VSMC上的PDGF-BB-受体β,证明了mbPDGF-BB有助于D-CD31EV介导的bak / bax和bcl-2水平。此外,我们发现bak表达处于PDGF-BB介导的miR-296-5p表达的控制之下。实际上,尽管PDGF-BB处理重现了D-CD31EV介导的抗凋亡程序和VSMC对细胞凋亡的抗性,但PDGF-BB耗竭的CD31EV是不能做到这一点的。 D-CD31EVs也通过PDGF-BB增加VSMC向新生血管的迁移和募集。最后,我们发现来自T2D个体的人动脉粥样硬化动脉的VSMC表达低bak / bax和高bcl-2/miR-296-5p水平。本研究将D-CD31EVs中的mbPDGF-BB鉴定为糖尿病的相关介质,参与VSMC细胞凋亡抵抗。

PS:这篇文章还是比较有意思的。文章研究了血管内皮细胞来源的细胞外囊泡,作者使用了CD31作为内皮细胞来源细胞外囊泡的标志物。同时发现糖尿病病人血清来源的细胞外囊泡富含mbPDGF-BB分子能够影响血管平滑肌细胞的凋亡抵抗过程。

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6.        Activated CD8+ T cell extracellular vesicles prevent tumour progression by targeting of lesional mesenchymal cells. 活化的CD8 + T细胞胞外囊泡通过靶向杀伤间充质细胞来防止肿瘤进展。 [Nat Commun] IF=12.12   PMID:29382847

摘要:包含间充质干细胞(MSC)和癌症相关成纤维细胞(CAF)的成纤维细胞肿瘤基质能够促进肿瘤细胞的侵袭性和转移性质。在这里,我们研究发现活化的CD8 + T细胞来源的细胞外囊泡(EVs)能够中断成纤维细胞基质介导的肿瘤进展。来自健康小鼠的活化的CD8 + T细胞瞬时释放细胞毒性EV,通过间充质肿瘤基质细胞的凋亡耗尽引起肿瘤侵袭和转移的显着减弱。在具有高间充质细胞密度的新血管区域中观察到CD8 + T细胞产生的EV的渗透,并且在这种情况下肿瘤MSC消耗与优先吞噬CD8 + T细胞EV有关。因此,除了其针对肿瘤细胞的常规直接细胞毒性之外,CD8 + T细胞还具有通过EV介导的间充质肿瘤基质细胞杀伤来减弱肿瘤进展的能力。

PS:免疫细胞来源的细胞外囊泡报道还是比较多的,这篇文章的报道则比较特殊,让我们对免疫细胞的杀伤作用有了新的认识。文章作者发现CD8+T细胞来源的EV对肿瘤基质细胞具有直接的杀伤作用,这种作用能够抑制肿瘤的进展。

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7.        Highly Efficient Exosome Isolation and Protein Analysis by Integrated Nanomaterial-based Platform. 基于纳米材料平台的高效外泌体分离和蛋白质分析。 [Anal Chem] IF=6.32   PMID:29381333

摘要:外泌体在介导细胞间通讯和调节多种生物过程方面发挥重要作用,但是由于分析包含高比例膜结构的技术瓶颈,目前尚未实现对其功能和生物发生的清晰理解。在这里,我们设计了一种新的方法来整合两种具有不同表面性质的纳米材料,即亲水性,大孔石墨烯泡沫(GF)和两亲性周期性介孔有机硅(PMO),从而有效地从人血清中分离外泌体和高效的进行蛋白质谱研究。 GF的高比表面积在用针对外泌体蛋白标记物CD63的抗体修饰后,允许从复杂生物样品中高度特异性分离外泌体。由于有机溶剂甲醇被认为是释放外泌体蛋白质的最有效的裂解液,因此采用两亲性PMO来快速回收外泌体蛋白质,包括高度疏水性的膜蛋白质。 PMO的细孔也作为纳米反应器,加速蛋白质消化,产生多肽,进行LC-MS / MS分析。用集成的GF / PMO平台鉴定了总共334种(含有111个膜蛋白)蛋白质(其中31%含有> 2个跨膜结构域(TMD))。相比之下,商业exosome分离试剂盒和解决方案中的蛋白质消化方法,只发现151蛋白(其中28是膜蛋白)(只有1包含3 TMDs)。我们的研究结果支持整合的GF / PMO平台对促进外泌体蛋白质的全面表征以更好地理解其功能和鉴定更多的基于外泌体的疾病标志物具有重要价值。

PS:加州大学河滨分校的研究者们发表的最近文章。该文章介绍了一种细胞外囊泡蛋白质谱表征新方法。文章主要基于CD63抗体来捕获外泌体,再通过在纳米材料上进行裂解和提取蛋白多肽联合色谱-质谱联用来分析外泌体携带的蛋白。具有一定的应用价值,感兴趣的可以读读。

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8.        Extracellular Vesicles in Human Reproduction in Health and Disease. 细胞外囊泡与人类生殖健康及疾病的关系。 [Endocr Rev] IF=15.74   PMID:29390102

摘要:大量的证据表明,膜封闭的小室结构,更常被称为细胞外囊泡(EVs)的释放是在正常生理学和病理学条件下的细胞间通讯的有效机制。本文特别回顾了关于不同细胞外囊泡的形成和释放过程,以及与生殖生物学有关的在生殖生理过程中细胞外囊泡所携带的确定性标记和内含物含量以及通过功能蛋白和遗传信息转移以改变受体细胞的表型和功能在细胞间传递信息的能力相关数据。在男性生殖道中,附睾体和前列腺体(两种特化的细胞外囊泡)参与调节精子运动激活,获能和顶体反应。在女性生殖道中,在卵母细胞成熟,受精和胚胎 - 母体通讯,卵泡液,输卵管/管和子宫腔中细胞外囊泡被认为是携带信息的载体。细胞外囊泡通过其携带的内容物也可能涉及引发,维持和生殖和产科相关的病理,如子宫内膜异位症,多囊卵巢综合征,先兆子痫,妊娠糖尿病和勃起功能障碍等进展。我们在此提供关于细胞外囊泡目前已知的知识,我们认为其不仅可以作为生物标志物,而且也有潜力作为靶向治疗的载体。

PS:在我们的总结中时常提及在生殖过程中细胞外囊泡的作用,无论是生理状态还是病理状态,细胞外囊泡都参与了生殖过程中的一些信号传递。目前细胞外囊泡在生殖过程中的作用研究也是一个热门领域。这篇文章是一篇综述,总结了目前人们已知的细胞外囊泡在生殖生理和病理中的作用。

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9.        Not all vascular smooth muscle cell exosomes calcify equally in chronic kidney disease. 慢性肾病患者血管平滑肌细胞在外泌体的作用下发生不均等地钙化。 [Kidney Int] IF=8.39   PMID:29389393

摘要:预防慢性肾病患者的血管中层钙化需要维持血管平滑肌细胞的适应性。 为了保存在慢性肾病引起的应激下的生存能力,血管平滑肌细胞会增加外泌体的形成和释放,但结果是加重了病理性钙化过程。 现在陈等人研究报道,来自钙化血管平滑肌细胞的微泡可以将促进信号传播至正常血管平滑肌细胞。这个评论总结了目前对微囊泡/ 外泌体生物发生和分泌调控机制的理解,为设计有效的策略来削弱通过细胞外囊泡介导的促钙化细胞间通讯提供理论基础。

PS:细胞外囊泡在血管硬化和斑块形成方面也有大量的功能报道。最近研究发现慢性肾病患者血管平滑肌细胞的外泌体在钙化发生过程中发挥着重要作用。本文是对相关报道的评述及目前已知机制的总结。

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10.        Loading of Extracellular Vesicles with Hydrophobically Modified siRNAs. 细胞外囊泡负载疏水性修饰的siRNA。 [Methods Mol Biol]  PMID:29388146

摘要:递送手段是寡核苷酸疗法的临床应用进展中的重大障碍。小的内源性细胞外囊泡(EVs)具有作为寡核苷酸递送载体的潜力,但缺乏用于将RNA治疗货物装载到囊泡中的稳健且可扩展的方法。 在这里我们描述了在共孵育的情况下在EV中有效加载疏水修饰的siRNAs(hsiRNA),而不改变囊泡大小分布或完整性的方法策略。 预计这种方法将促进基于EV的疾病治疗手段发展。

PS:siRNA靶向特定基因是目前可行的一种靶向药物设计手段,但是受到递送策略的限制,目前应用很少。细胞外囊泡作为可以负载核酸的内源性纳米级具膜囊泡结构,是比较理想的siRNA药物递送载体。这一篇方法报道,介绍了如何将疏水性修饰的siRNA负载到细胞外囊泡上。

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11.        Enrichment of Extracellular Vesicle Subpopulations Via Affinity Chromatography.亲和层析法富集胞外囊泡亚群。 [Methods Mol Biol]  PMID:29388139

摘要:细胞外囊泡(EV)是细胞分泌的纳米级颗粒,其在多细胞生物体中的细胞之间转移生物分子。细胞外囊泡在细胞间通讯中扮演着多种角色,并正在被探索作为递送治疗性生物分子载体的可能性。然而,细胞外囊泡在组成和生物发生途径上是高度异质的,这对于理解细胞外囊泡在生物学中的角色以及利用这些机制用于治疗应用提出了实质性挑战,研究者可能需要从混合的细胞外囊泡中纯化出治疗性细胞外囊泡亚群。目前,用于分离纯化细胞外囊泡亚群的技术受到细胞外囊泡亚群之间物理特性重叠的限制。为了满足这种需求,我们在这里报道了一种基于亲和层析的方法,用于从丰富异质性细胞外囊泡群体中分离特定的细胞外囊泡亚群。通过在细胞外囊泡表面展示亲和标记的蛋白质(标签 - 蛋白质),可以使用简单的亲和层析来特异性地分离经标记的细胞外囊泡。回收的细胞外囊泡相对于起始群体和通过标准差速离心从细胞培养上清纯化的细胞外囊泡样品富集了标记蛋白。此外,与通过离心分离的细胞外囊泡相比,色谱丰富的细胞外囊泡具有更强的货物蛋白质向受体细胞的递送能力(通过增加每个细胞外囊泡的货物蛋白质的量)。总之,细胞外囊泡亚群的亲和色谱富集是研究细胞外囊泡生物学和将细胞外囊泡用于治疗应用的可行且容易的策略。

PS:如何进行细胞外囊泡特定亚群的研究是目前亟待解决的一个问题。这个方法学报道一定程度上提出了这个问题的一个可行的解决方案。

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12.        Magnetic Particle-Based Immunoprecipitation of Nanoscale Extracellular Vesicles from Biofluids. 基于磁性颗粒的生物体液中纳米胞外囊泡的免疫沉淀方法。[Methods Mol Biol]  PMID:29388138

摘要:对血液,细胞培养基和其他生物体液中存在的纳米级细胞外囊泡(nsEVs)的分析已经显示出巨大的前景,它们能够使开发无创的基于血液的临床诊断测试,预测和监测治疗方案的功效,并提供分子水平的见解为癌症和阿尔茨海默氏病(AD)等患者健康状况提供诊断依据成为可能,同时细胞外囊泡相关病理学也为新药靶点的开发提供了可能。在本章中,我们介绍了使用磁性粒子免疫沉淀技术从血浆,血清和其他类型的体液中直接富集高纯度nsEVs的方法。这些方法使得我们能够进行组学层次的分析和量化感兴趣的单个蛋白质或核酸种类,并进一步进行nsEV蛋白质和核酸成分的下游分析。此外,这些方法允许研究人员或者丰富nsEV总体数量,或者从nsEV总体数量中丰富特定组织类型的nsEVs。这里描述的方法与几十个体液样品的并行处理兼容。所述nsEV分析在开发新的治疗学和非侵入性诊断测定中都具有高度可应用性。

PS:这里提供了一种基于免疫沉淀的细胞外囊泡分离方法,感兴趣的可以读一读,其特点就在于并行性,具有一定的临床应用潜力。

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13.        Proteomic Profiling Reveals the Transglutaminase-2 Externalization Pathway in Kidneys after Unilateral Ureteric Obstruction. 蛋白质组学分析显示单侧输尿管梗阻后肾脏转谷氨酰胺酶2外化途径。 [J Am Soc Nephrol] IF= 8.97  PMID:29382685

PS:非常专业性的研究报道,涉及到了单侧输尿管梗阻后转谷氨酰胺酶2的动态特征,其中涉及到了外泌体。提醒专门从事肾脏相关疾病的朋友们适当关注。

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14.        Extracellular vesicle therapeutics for liver disease. 细胞外囊泡用于治疗肝脏疾病。 [J Control Release] IF=7.79   PMID:29373816
PS:一篇细胞外囊泡在肝脏疾病诊治过程中作用的综述文章,相关领域的朋友可以关注一下。

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今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见!


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