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【2019-18期】This Week in Extracellular Vesicles

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发表于 2019-5-13 10:57:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
本周hzangs在最新文献中选取了9篇分享给大家。第1篇文章介绍了外泌体携带环状RNA发挥miRNA海绵的作用来调节miRNA-mRNA调控;第2篇文章介绍了类器官培养条件下结直肠癌致癌突变对细胞外囊泡释放的影响;第3、7篇都是对细胞外囊泡携带miRNA影响靶细胞功能的影响。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. Exosome circRNA secreted from adipocytes promotes the growth of hepatocellular carcinoma by targeting deubiquitination-related USP7.
从脂肪细胞分泌的外泌体circRNA通过靶向去泛素化相关的USP7促进肝细胞癌的生长。
[Oncogene] IF=6.854 PMID:30546088
摘要:肝细胞癌(HCC)是肝癌的主要形式,其发病率在增加,并且通常预后不良。已知脂肪组织通过脂肪因子的分泌在能量储存和代谢调节中起作用。环状RNA(circRNAs)是一种新型的非编码RNA,最近被认为是肿瘤发展的关键因子,但尚未确定源自脂肪组织的外泌体circRNA的作用。在这里,发现脂肪分泌的circRNA调节HCC中的去泛素化,从而促进细胞生长。观察到外泌体环状RNA(circ-DB)在具有较高体脂比的HCC患者中上调。此外,体外和体内研究表明exo-circ-DB通过抑制miR-34a和激活去泛素化相关的USP7促进HCC生长并减少DNA损伤。最后,结果显示脂肪外泌体对HCC细胞的作用可以通过敲低circ-DB来逆转。这些结果表明,脂肪细胞分泌的外泌体circRNA通过抑制miR-34a和激活USP7 /细胞周期蛋白A2信号通路促进肿瘤生长并减少DNA损伤。
PS:环状RNA目前的研究报道比较少,主要是功能不易阐释。这篇文章研究了肝细胞癌释放的外泌体中的环状RNA。作者发现circ-DB可以通过发挥miRNA海绵的作用吸收miR-34a从而保护USP7,提升USP7的蛋白水平。
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2. Extracellular vesicle release from intestinal organoids is modulated by Apc mutation and other colorectal cancer progression factors.
来自肠类器官的细胞外囊泡释放受到Apc突变和其他结肠直肠癌进展因子的调节。
[Cell Mol Life Sci] IF=6.721  PMID:31028424
摘要:细胞外囊泡(EV)是膜包围的结构,其将生物学上重要的分子从释放传递到靶细胞,从而提供新颖的细胞间通信机制。由于细胞外囊泡以受保护的形式携带货物并且其分泌通常在肿瘤发生中增加,因此细胞外囊泡具有早期癌症诊断的巨大潜力。通过3D培养的类器官代表了用于研究人类CRC的最先进的已建立和必要的方法,我们提供证据表明结直肠癌(CRC)患者衍生的类器官是用于EV分析的合适模型。当测试促进CRC进展的主要因素对类器官模型中EV释放的影响时,Apc突变导致不受控制的Wnt活化并因此导致绝大多数CRC患者的肿瘤发生,我们观察到Apc突变通过激活Wnt途径诱导EV释放 。此外,已知在肿瘤发生中累积的细胞外基质成分胶原蛋白也增强了EV分泌。重要的是,我们显示成纤维细胞衍生的EV在缺氧条件下诱导CRC有机体细胞的集落形成。相反,肿瘤细胞衍生的EV对成纤维细胞的活化没有主要影响。总的来说,我们用CRC和Apc-突变腺瘤类器官的结果确定Apc突变和胶原沉积是增加肿瘤EV释放的关键因素。此外,我们提供证据表明基质成纤维细胞衍生的EV在CRC中促成肿瘤发生。
PS:类器官是近几年开始成为热门的一种细胞培养方法。类器官是在3D基质胶上进行细胞培养,细胞会进行增殖并且分化,有研究表明类器官的结构和分化效果与在体的细胞发育很相似,是目前体外模拟细胞体内行为的好方法。这篇文章主要研究了在类器官培养条件下结直肠癌不同的致癌突变对细胞外囊泡产生和释放的影响。
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3. microRNA-21-5p dysregulation in exosomes derived from heart failure patients impairs regenerative potential.
来自心力衰竭患者的外泌体中的microRNA-21-5p失调会损害再生潜能。
[J Clin Invest] IF=13.251 PMID:31033484
摘要:外泌体作为治疗细胞的功能性旁分泌单元,可以部分地再现其亲代细胞的修复特性。外泌体的构成以及它们的生物活性在很大程度上取决于分泌它们的细胞。我们从心力衰竭患者(FEXO)或正常供体心脏(NEXO)的外植体来源的心脏基质细胞中分离外泌体,并比较它们在体外和体内的再生活性。 FEXO组中的患者在体外表现出促进内皮管形成和心肌细胞增殖的能力受损。心肌内注射NEXO导致急性心肌梗塞的鼠模型的结构和功能改善。相反,FEXO治疗加剧了心脏功能和左心室重塑。 microRNA阵列和PCR分析显示FEXO中miR-21-5p的调节异常。恢复miR-21-5p表达挽救了FEXO的修复功能,而在NEXO中降低miR-21-5p表达降低了其治疗益处。进一步的机理研究表明,miR-21-5p通过抑制磷酸酶和张力蛋白同源物增强Akt激酶活性。总之,心力衰竭的病理状况改变了心脏来源的外泌体的miR货物并且损害了它们的再生活性。 miR-21-5p通过磷酸酶和张力蛋白同源物/ Akt途径增强血管生成和心肌细胞存活,从而有助于外泌体介导的心脏修复。
PS:河北医科大附属二院和北卡罗来纳州立大学合作发表的文章。文章介绍了心力衰竭病人和正常人心脏基质细胞来源的外泌体的区别。研究者发现心力衰竭病人的外泌体中miR-21-5p更少,这使得外泌体的修复功能受到了损伤,恢复miR-21-5p的表达有助于这些外泌体发挥损伤修复的作用。
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4. Microfluidic on-demand engineering of exosomes towards cancer immunotherapy.
外泌体的微流体工程化处理用于癌症免疫疗法。
[Lab Chip] IF=5.995  PMID:31044204
摘要:细胞外囊泡(EV),特别是外泌体(30-150nm),是介导细胞通讯的新兴递送系统,已经观察到通过将亲本细胞信号蛋白或肿瘤抗原呈递给免疫细胞来引发免疫应答。因此,正在出现能够发挥治疗作用的抗原外泌体的制备,特别是在癌症免疫疗法中。然而,由于非选择性和耗时(> 10小时)的分离方案,标准方法(例如,超速离心和过滤)缺乏特异性地在其他微泡亚型中纯化抗原外泌体的能力。外泌体工程方法,例如亲代细胞的转染,也遭受差的产率,低纯度和耗时的操作等诟病。在本文中,我们介绍了一种流线型微流体细胞培养平台,用于在一个工作流程中整合表面工程外泌体的收获,抗原修饰和光释放,从而能够生产完整的MHC肽表面工程化外泌体用于细胞激活。 PDMS微流体细胞培养芯片简单地从3D印刷模具浇铸。该概念验证研究通过在外泌体表面上装饰黑素瘤肿瘤肽(例如,gp-100,MART-1和MAGE-A3)证明了收获的外泌体在抗原呈递和T细胞活化中的增强能力。从人血液中分离的白细胞的芯片上培养物实时收获这种表面工程化的抗原外泌体,导致更快的细胞摄取。使用由鼠抗原呈递细胞制备的表面工程化外泌体评估从2个Pmel1转基因小鼠的脾中纯化的gp100特异性CD8T细胞的活化。与天然的非工程化外泌体相比,工程化外泌体显著诱导抗原特异性CD8 T细胞增殖。该微流体平台用作自动化和高度集成的细胞培养装置,用于快速和实时生产可以促进癌症免疫疗法的治疗性外泌体。
PS:文章作者开发了一套用于细胞培养及外泌体分离纯化修饰用于肿瘤治疗的系统。利用外泌体进行抗原的递呈是近年发现的生理过程,这一过程已经逐步走进了应用。
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5. Exosomes from Nischarin-Expressing Cells Reduce Breast Cancer Cell Motility and Tumor Growth.
来自表达Nischarin的细胞的外泌体降低乳腺癌细胞运动和肿瘤生长。
[Cancer Res] IF=9.13  PMID:30635277
摘要:外泌体是小的细胞外微泡,当细胞内多泡小体与质膜融合时,由细胞向外分泌产生。我们先前已经证明,Nischarin抑制粘着斑形成,细胞迁移和侵袭,导致粘着斑激酶的活化减少。在这项研究中,我们提出肿瘤抑制因子Nischarin调节外泌体的释放。当在来自Nischarin阳性细胞的外泌体上共培养时,乳腺癌细胞表现出降低的存活,迁移,粘附和扩散。相同的共培养物在注射入小鼠后形成体积显着减小的异种移植肿瘤。由表达Nischarin的肿瘤分泌的外泌体抑制肿瘤生长。仅Nischarin的一个等位基因的表达即可增加外泌体的分泌,并且Rab14活性调节了外泌体分泌和细胞生长。总之,这项研究揭示了Nischarin在预防癌细胞运动中的新作用,这有助于我们对外泌体生物学的理解。
PS:文章揭示了Nischarin在细胞外囊泡的形成过程中的作用。并且介绍了该分子通过细胞外囊泡对肿瘤发挥抑制作用的功能。
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6. Liquid Biopsy: Is There an Advantage to Analyzing Circulating Exosomal DNA Compared to cfDNA or Are They the Same?
液体活检:分析循环外泌体DNA与cfDNA相比是否有优势或它们是否相同?
[Cancer Res] IF=9.13  PMID:31043377
摘要:癌症是全世界死亡的主要原因之一。 这种危及生命的疾病需要早期检测和治疗反应预测的新策略。 70年前首次描述了循环DNA。 然而,只有基于PCR的测序技术的最新进展才允许从小体积“液体活组织检查”(例如血液,尿液或唾液)中检测循环突变DNA的分子谱。 在本文中,我们的目的是总结快速增长的cfDNA和外泌体DNA作为实体肿瘤微创诊断标志物的证据,并突出其各自的诊断优势和劣势。
PS:文章讨论了液体活检中cfDNA和外泌体DNA的优劣势。探讨两者是否相同。其实,目前对于外泌体中是否存在DNA依旧还有很大的争论,这还有待于未来的研究进一步阐释。感兴趣的朋友可以读一读。
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7. Tumor-secreted extracellular vesicles promote the activation of cancer-associated fibroblasts via the transfer of microRNA-125b.
肿瘤分泌的细胞外囊泡通过microRNA-125b的转移促进癌相关成纤维细胞的活化。
[J Extracell Vesicles] PMID:31044053
摘要:肿瘤细胞释放大量细胞外囊泡(EV)以介导它们与肿瘤微环境中的其他细胞的相互作用。为了鉴定从肿瘤细胞中自然摄取EV的宿主细胞,我们创建了分泌荧光EV的乳腺癌细胞系。这些荧光EV被肿瘤微环境中的成纤维细胞最强烈地吸收。 RNA测序表明miR-125b是小鼠三阴性乳腺癌4T1和4TO7细胞分泌的最丰富的microRNA之一。用4T1 EV处理导致同基因4TO7肿瘤中成纤维细胞活化的增加,其通过阻断4T1 EV中的miR-125b而逆转;因此,EVs的miR-125b递送负责小鼠肿瘤模型中的成纤维细胞活化。 miR-125b也由人乳腺癌细胞分泌,并且来自这些细胞的EV的摄取显着增加miR-125b的细胞水平和驻留成纤维细胞中多种癌相关成纤维细胞标志物的表达。miR-125b在小鼠和人成纤维细胞中的过表达导致活化的表型,类似于敲低miR-125b靶mRNA的表型。这些数据表明miR-125b通过EV从乳腺癌细胞转移到肿瘤微环境内的正常成纤维细胞,并促进它们发展成癌症相关的成纤维细胞。
PS:文章主要介绍了乳腺癌来源的细胞外囊泡通过传递miR-125b影响肿瘤微环境中的正常成纤维细胞,促进这些成纤维细胞向肿瘤相关成纤维细胞的转变。他们建立了一套荧光标记系统,用来追踪肿瘤组织中摄取肿瘤来源荧光外泌体的基质细胞。感兴趣这项技术的可以了解一下。
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8. Microenvironmental oxygen pressureor chestrates an anti- and pro-tumoral γδ T cell equilibrium via tumor-derived exosomes.
微环境氧压力通过肿瘤衍生的外泌体协调抗肿瘤和促肿瘤的γδT细胞平衡。 [Oncogene] IF=6.854  PMID:30546089
摘要:γδT细胞是一种独特的淋巴细胞群,据报道在几种癌症类型中具有抗肿瘤或促肿瘤功能,但其机制尚未得到充分研究。最初被认为是细胞“垃圾倾倒者”的外泌体现在涉及介导与细胞环境的相互作用。缺氧是实体瘤的共同特征,并且被认为改变肿瘤衍生的外泌体(TEX),其介导肿瘤微环境的低氧进化。本研究旨在研究TEX是否介导γδT细胞在肿瘤微环境中不同氧压下的抗肿瘤和促肿瘤平衡。我们发现TEX以HSP70依赖性但不依赖于树突细胞的方式改变γδT细胞的扩增和细胞毒性。低氧TEX中缺乏常氧TEX对γδT细胞活性的刺激作用,其通过miR-21 / PTEN / PD-L1调节轴增强髓源抑制细胞(MDSCs)对γδT细胞的抑制作用。最后,治疗结果得益于组合miR-21和PD-L1靶向口腔鳞状细胞癌(OSCC)。我们得出结论,肿瘤微环境中的氧气压力通过改变TEX含量来协调抗肿瘤和肿瘤内γδT细胞平衡,随后以miR-21 / PTEN / PD-L1轴依赖性方式调节MDSC功能。我们的结果表明应该进一步研究整合的外泌体miRNA抑制和免疫检查点抑制剂治疗OSCC患者的治疗方式。
PS:文章着重研究了低氧环境对肿瘤来源外泌体的改变,以及这些外泌体对于γδT细胞的调控作用。
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9. Ultrasensitive detection of cancer biomarkers by nickel-based isolation of polydisperse extracellular vesicles from blood.
通过镍基分离血液中的细胞外囊泡,对癌症生物标志物进行超灵敏检测。
[E Bio Medicine] IF=6.183  PMID:31047861
摘要:细胞外囊泡(EVs)是分泌的膜状颗粒。深入研究其潜在的诊断标记物,需要建立有效且经济的分离方法。EV检测的可重复和高通量检测是临床实践中必须的。我们设计了镍基分离(NBI)以快速分离EV,并将其与新设计的放大发光邻近均相分析或数字PCR相结合,以检测临床效用的生物标志物。从46名健康捐献者的血浆中,我们系统地回收了小EV(平均直径~250nm; ~3×10^10 / ml)和大EV(平均直径约560nm; ~5×10^8/ ml)谱系,范围从50到700nm。在回顾性研究中,我们在从前列腺癌患者血浆中分离的EV的部分中检测到皮摩尔浓度的前列腺特异性膜抗原(PSMA),能够将它们与对照受试者区分开来。直接来自用于数字PCR的油包封的EV,我们鉴定了在转移性结直肠癌(CRC)患者的血浆中循环的体细胞BRAF和KRAS突变,与组织诊断100%相匹配。重要的是,与免疫分离的EV相比,具有更高的灵敏度和特异性,我们在7%的野生型CRC病例中发现了额外的体细胞改变,随后通过在匹配的组织活检中进一步检查来验证。我们提出的NBI组合方法作为简单,快速和稳健的策略来探测肿瘤异质性并有助于基于EV的液体活检研究的发展。
PS:文章介绍了一种作者研发的血液细胞外囊泡富集策略。并利用该策略进行了液体活检验证。证实这一方法具有更高的检测灵敏度。
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