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【2022-8期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家,第1篇文章介绍了柠檬来源的工程化细胞外囊泡样结构能够用于改善肿瘤细胞的多药耐药性;第2篇文章着重分析了表皮干细胞来源细胞外囊泡对糖尿病伤口愈合的改善作用;第5篇文章阐释了肠道菌群通过细胞外囊泡传递DNA到β细胞,影响宿主胰岛功能;第6篇文章阐释了PM2.5刺激细胞产生细胞外囊泡影响儿童哮喘;第10篇文章介绍了ALS患者肌肉细胞释放神经毒性细胞外囊泡影响神经功能。
1.Lemon-Derived Extracellular Vesicles Nanodrugs Enable to Efficiently Overcome Cancer Multidrug Resistance by Endocytosis-Triggered Energy Dissipation and Energy Production Reduction.
柠檬衍生的细胞外囊泡纳米药物能够通过内吞作用触发的能量耗散和能量产生减少有效地克服癌症的多药耐药性。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 35187842
摘要:多药耐药仍然是癌症化疗的一大挑战。本文展示了一种基于柠檬衍生的细胞外囊泡 (EVs) 纳米药物(以肝素-cRGD-EVs-阿霉素 (HRED) 为标记)的仿生药物递送系统,可高效克服癌症的多药耐药性。 HRED 是通过将功能性肝素-cRGD (HR) 修饰到 EV 表面,然后加载多柔比星 (DOX) 来制造的。获得的 HRED 能够通过小窝蛋白介导的内吞作用(主要)、巨胞饮作用(次要)和网格蛋白介导的内吞作用有效地进入抗 DOX 癌细胞,表现出优异的细胞摄取能力。 HRED多样化的内吞能力可有效耗散细胞内能量,同时触发下游三磷酸腺苷(ATP)的产生减少,从而显着减少药物外排。因此,它们对 DOX 耐药的卵巢癌表现出优异的抗增殖能力,确保在体内有效克服卵巢癌的多药耐药性。作者认为,该策略提供了一种通过内吞作用触发能量耗散和减少 ATP 产生来设计药物递送系统以克服癌症多药耐药性的新策略。
 
2.Exosomes Derived from Epidermal Stem Cells Improve Diabetic Wound Healing.
源自表皮干细胞的外泌体改善糖尿病伤口愈合。
[J Invest Dermatol] PMID: 35181300
摘要:糖尿病足溃疡是一种主要的糖尿病并发症,需求未得到满足。我们研究了表皮干细胞 (ESCs) 和 ESCs 衍生的外泌体 (ESCs-Exo) 在改善糖尿病伤口愈合受损方面的功效及其作用机制。体外实验表明,ESCs-Exo 增强了糖尿病成纤维细胞和巨噬细胞 (Mφ) 的增殖和迁移,并促进了M2 Mφ 极化。在 db/db 小鼠的伤口中,与成纤维细胞外泌体 (FB-Exo) 和 PBS 对照相比,ESCs 和 ESCs-Exo 治疗通过减少炎症、增加伤口细胞增殖、刺激血管生成和诱导 M2 Mφ 极化来加速伤口愈合.伤口裂解物的多重蛋白质定量显示受 ESCs-Exo 影响的 TGFβ 信号传导。与 FB-Exo 相比,ESCs-Exo 中包含的小 RNA 的高通量测序显示 miRNA 的比例更高。计算机功能分析表明,ESCs-Exo-miRNAs 靶基因主要参与稳态过程和细胞分化,并突出了对 PI3K/AKT 和 TGFβ 信号通路的调节控制。这也在体外得到了验证。总的来说,我们的研究结果表明,ESCs 和 ESCs-Exo 在促进受损的糖尿病伤口愈合方面同样有效,并且 ESCs-Exo 治疗可能是干细胞疗法的一种有前途且在技术上具有优势的替代方案。
 
3.Factor VIIa suppresses inflammation and barrier disruption through the release of EEVs and transfer of microRNA 10a.
因子 VIIa 通过释放 EEV 和转移 microRNA 10a 来抑制炎症和屏障破坏。
[Blood] PMID: 34469511
摘要:凝血蛋白酶因子 VIIa (FVIIa) 与内皮细胞蛋白 C 受体 (EPCR) 结合,并通过蛋白酶激活受体 1 (PAR1) 介导的偏向信号传导诱导抗炎和内皮屏障保护反应。我们最近的研究表明,FVIIa-EPCR-PAR1 轴诱导内皮细胞释放细胞外囊泡 (EV)。在本研究中,我们研究了 FVIIa 释放内皮 EVs (EEVs) 的机制以及 FVIIa 释放的 EEVs 对抗炎和血管屏障保护作用的贡献。多种信号通路调节 FVIIa 从内皮细胞释放 EV,但 ROCK 依赖性通路似乎是主要机制。 FVIIa 释放的 EEV 富含抗炎 microRNA (miR),主要是 miR10a。 FVIIa 释放的 EEV 很容易被单核细胞/巨噬细胞和内皮细胞吸收。单核细胞对 FVIIa 释放的 EEV 的摄取赋予单核细胞抗炎表型,而内皮细胞对 EEV 的摄取导致屏障保护。在另外的实验中,EEV 介导的 miR10a 向单核细胞的传递下调了 TAK1 的表达和 NF-κB 介导的炎症通路的激活。在体内实验中,向野生型小鼠施用释放FVIIa的EEVs减弱了LPS诱导的血浆中炎性细胞因子增加和血管渗漏。将抗 miR10a 掺入 FVIIa 释放的 EEV 降低了 FVIIa 释放的 EEV 赋予细胞保护作用的能力。总体而言,我们的研究揭示了关于 FVIIa 如何诱导细胞保护作用并与各种细胞类型交流的新见解。
 
4.Melanoma-derived extracellular vesicles mediate lymphatic remodelling and impair tumour immunity in draining lymph nodes.
黑色素瘤衍生的细胞外囊泡介导淋巴重塑并损害引流淋巴结中的肿瘤免疫力。
[J Extracell Vesicles] PMID: 35188342
摘要:肿瘤引流淋巴结 (LN) 经历了大规模的重塑,包括淋巴窦的扩张,这一过程通过产生转移前的生态位与淋巴转移有关。然而,导致这些变化的信号还没有被完全理解。在这里,我们发现源自黑色素瘤细胞的细胞外囊泡 (EV) 可通过淋巴管迅速转运至引流 LN,在那里它们选择性地与淋巴管内皮细胞 (LEC) 以及髓窦巨噬细胞相互作用。有趣的是,LN 驻留的 LEC 对黑色素瘤 EV 的摄取部分依赖于淋巴 VCAM-1 的表达,并诱导这些细胞的转录变化和增殖。此外,黑色素瘤 EV 将肿瘤抗原穿梭至 LN LEC 以在 MHC-I 上交叉呈递,从而诱导抗原特异性 CD8 + T 细胞凋亡。总之,我们的数据将 EV 介导的黑色素瘤-LN LEC 通讯确定为参与肿瘤进展和肿瘤免疫抑制的新途径,这表明 LEC 中的 EV 摄取或效应机制可能代表黑色素瘤治疗的新靶点。
 
5.Accumulation of microbial DNAs promotes to islet inflammation and β cell abnormalities in obesity in mice.
微生物 DNA 的积累促进了小鼠肥胖的胰岛炎症和 β 细胞异常。
[Nat Commun] PMID: 35091566
摘要:从肠腔泄漏的各种微生物产物会加剧肥胖症中的组织炎症和代谢紊乱。 Vsig4+ 巨噬细胞是防止细菌及其产物渗入宿主组织的关键因素。然而,在肥胖相关胰岛异常的发病机制中,胰岛 Vsig4+ 巨噬细胞在微生物群和 β 细胞之间的通讯中的作用尚不清楚。在这里,我们发现细菌 DNA 在肥胖个体的 β 细胞中富集。含有肠道微生物 DNA 的细胞外囊泡 (mEV) 很容易通过肥胖的肠道屏障并将微生物 DNA 传递到 β 细胞中,通过触发 cGAS/STING 激活导致炎症升高和胰岛素分泌受损。 Vsig4+ 巨噬细胞通过 C3 依赖性调理作用防止 mEV 浸润到 β 细胞中,而 Vsig4 的缺失导致 mEV 处理后 β 细胞中的微生物 DNA 富集。去除微生物 DNA 会减弱 mEV 效应。 Vsig4+ 巨噬细胞的缺失导致 β 细胞中的微生物 DNA 积累,并随后导致与肥胖相关的胰岛异常。
 
6.​Fine Particulate Matter Induces Childhood Asthma Attacks via Extracellular Vesicle-Packaged Let-7i-5p-Mediated Modulation of the MAPK Signaling Pathway.
细颗粒物通过细胞外囊泡包装的 Let-7i-5p 介导的 MAPK 信号通路调节诱导儿童哮喘发作。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 34816611
摘要:直径小于2.5 μm的细颗粒物(PM 2.5 )是儿童急性哮喘发作的主要危险因素。然而,这种关联背后的生物学机制仍不清楚。在本研究中,经 PM 2.5 处理的 HBE 细胞分泌的细胞外囊泡 (PM 2.5 -EVs) 在“水平”HBE 细胞中引起细胞毒性,并增加“纵向”敏感的人支气管平滑肌细胞 (HBSMC) 的收缩性。 RNA测序显示let-7i-5p在PM 2.5 -EVs和哮喘血浆中显着过表达;此外,其水平与哮喘儿童的 PM 2.5 暴露量相关。 EV 包装的 let-7i-5p 和传统临床生物标志物 IgE 的组合表现出最佳的诊断性能(曲线下面积 [AUC] = 0.855,95% CI = 0.786-0.923)。从机制上讲,let-7i-5p 通过与 ELAVL1 相互作用被包装到 PM 2.5 -EV 中,并被“水平”受体 HBE 细胞和“纵向”受体敏感 HBSMC 内化,随后通过抑制DUSP1来激活 MAPK 信号通路。此外,将 EV 包装的 let-7i-5p 注射到 PM 2.5 治疗的幼鼠中会加重哮喘症状。这项综合研究破译了在 PM 2.5 诱导的哮喘发作期间由富含 let-7i-5p 的 EV 的分泌介导的细胞外环境重塑,并确定血浆 EV 包装的 let-7i-5p 是儿童哮喘的新预测因子。
 
7.Extracellular vesicles and immune response during pregnancy: A balancing act.
怀孕期间的细胞外囊泡和免疫反应:一种平衡行为。
[Immunol Rev] PMID: 35199366
摘要:对半或完全同种异体胎儿的母体耐受性的机制进行了深入研究。在整个妊娠期间,胎儿胎盘抗原在滋养层-蜕膜界面内局部与母体免疫系统相互作用,并通过脱落细胞和与母体次级淋巴组织相互作用的可溶性分子远距离相互作用。细胞外囊泡 (EV) 作为抗原和免疫调节分子在局部或全身载体的发现,为我们在植入前、滋养层侵袭期间和整个妊娠过程中对免疫调节的理解增加了新的维度。位于细胞外囊泡或其货物内的免疫调节分子的新数据表明,细胞外囊泡在妊娠期间协调免疫耐受中的作用。移植免疫学领域的经验也揭示了胎儿胎盘衍生的 EV 与母体淋巴组织之间可能的相互作用。这些见解阐明了 EV 在主要产科疾病中的潜在作用。这篇综述提供了有关经过深入研究的妊娠相关 EV、它们的货物分子和胎儿-胎盘-母体贩运模式的最新信息,突出了可能是妊娠健康和疾病中免疫抑制或激活的潜在免疫途径。我们的总结还强调了可能需要将母胎界面的定义扩大到可能与循环 EV 相互作用的系统性母体免疫组织。
 
8.Exosome-mediated delivery of RBP-J decoy oligodeoxynucleotides ameliorates hepatic fibrosis in mice.
外泌体介导的 RBP-J 诱饵寡脱氧核苷酸递送可改善小鼠肝纤维化。
[Theranostics] PMID: 35198075
摘要:巨噬细胞在肝纤维化中发挥多维作用。研究表明,由转录因子 RBP-J 介导的 Notch 信号传导与巨噬细胞活化和可塑性有关。此外,我们之前已经发现 RBP-J 的骨髓特异性破坏可以改善小鼠的肝纤维化。因此,我们接下来研究阻断巨噬细胞中的 Notch 信号传导是否可以作为治疗肝纤维化的治疗策略。在这项研究中,我们使用了转录因子诱饵寡脱氧核苷酸 (ODN) 和外泌体的组合来测试这种可能性。为转录因子 RBP-J 设计了发夹型诱饵寡核苷酸 (ODN)。通过蛋白质印迹、定量 RT-PCR、荧光素酶报告基因分析和电泳迁移率变化分析评估 RBP-J 诱饵 ODN 对 Notch 信号传导的影响。通过电穿孔将 ODN 加载到 HEK293T 衍生的外泌体中。腹腔注射四氯化碳或结扎胆管建立肝纤维化小鼠模型。通过尾静脉注射向患有肝纤维化的小鼠施用装载有 RBP-J 诱饵 ODN 的外泌体。通过荧光标记和成像分析外泌体的体内分布。使用苏木精和伊红、天狼星红和 Masson 染色以及 Col1α1 和 αSMA 的免疫组织化学染色检查肝脏组织学。我们发现 RBP-J 诱饵 ODN 可以有效地加载到外泌体中并抑制 Notch 信号的激活。此外,发现通过尾静脉给药的外泌体主要被肝纤维化小鼠的肝巨噬细胞摄取。重要的是,外泌体传递的 RBP-J 诱饵 ODN 可以有效抑制巨噬细胞中的 Notch 信号传导并改善小鼠的肝纤维化。综合起来,我们的数据表明,注入负载 RBP-J 诱饵 ODN 的外泌体代表了治疗肝纤维化的有前景的治疗策略。
 
9.A CAR T-inspiring platform based on antibody-engineered exosomes from antigen-feeding dendritic cells for precise solid tumor therapy.
基于来自抗原处理树突状细胞抗体工程外泌体的 CAR T 启发平台,用于精确的实体瘤治疗。
[Biomaterials] PMID: 35196606
摘要:嵌合抗原受体 T (CAR T) 细胞疗法在临床研究中治疗血液系统恶性肿瘤患者取得了显著成果。尽管前景广阔,但广泛的研究也表明,CAR T 疗法对于实体瘤的治疗并不令人满意。此外,CAR T细胞的生产耗时长,储存和运输困难。在这项工作中,受 CAR T 细胞构建的启发,我们开发了一种来自抗原处理树突状细胞的抗体工程外泌体,用于通过原位 T 细胞激活和癌细胞靶向治疗实体瘤的 CAR T 疗法。我们已经证实,肿瘤抗原刺激的树突状细胞衍生的外泌体(tDC-Exo)提供了主要组织相容性(MHC)-抗原复合物和 CD86 共刺激分子,它们与 CAR T 细胞的 CAR 相同,作为必要的信号T细胞活化。此外,随后在 tDC-Exo 上设计了抗 CD3 和抗 EGFR,以促进 T 细胞与癌细胞的结合以进行精确治疗。我们的 CAR T 细胞治疗模拟系统已显示出有效的内源性 T 细胞活化及其与癌细胞的交联,以增强实体瘤治疗。更有趣的是,我们发现免疫激活显着上调了 PD-L1 的表达,因此我们证实了与抗 PD-L1 抗体的组合进一步增强了我们的 CAR T 细胞治疗模拟平台的功效。
 
10.Muscle cells of sporadic amyotrophic lateral sclerosis patients secrete neurotoxic vesicles.
散发性肌萎缩侧索硬化症患者的肌肉细胞分泌神经毒性囊泡。
[J Cachexia Sarcopenia Muscle] PMID: 35194965
摘要:导致肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 终末期病理的运动神经元 (MN) 死亡的原因仍然未知,人们认为 MN 的细胞环境可能在 MN 存活中起关键作用。有几条证据表明 ALS 中存在囊泡,包括细胞外囊泡可能携带来自星形胶质细胞的有毒元素朝向 MN,并且已在散发性 ALS 患者的循环细胞外囊泡中发现了病理蛋白。因为神经肌肉接头处的 MN 变性是 ALS 的一个特征,而肌肉是一种囊泡分泌组织,我们假设肌肉囊泡可能与 ALS 病理有关。散发性 ALS 患者根据 El Escorial 标准被确认为 ALS,并进行基因分型以测试与 ALS 相关的经典基因突变,并使用 ALSFRS-R 评分评估身体功能。使用 ALS 患者的轻度受影响的三角肌 (n = 27) 或年龄匹配的健康受试者的三角肌 (n = 30) 的肌肉活检用于提取肌肉干细胞、进行免疫组织学或电子显微镜检查。通过免疫染色、RT-qPCR 和转录组分析对肌肉干细胞进行了表征。通过蛋白质组学分析、蛋白质印迹、NanoSight 和电子显微镜对分泌的肌肉囊泡进行表征。在健康人源性 iPSC MN 和健康人肌管上测试了从 ALS 和健康肌管培养基中分离的肌肉囊泡的影响,未处理的细胞用作对照。通过免疫染色和电子显微镜在散发性 ALS 患者的肌肉活检中观察到多泡体的积累。对肌肉活检和活检衍生的去神经支配-未分化的肌肉干细胞(肌管) 的研究揭示了 ALS 肌管中的一致疾病特征,包括外泌体样囊泡的细胞内积累和 RNA 加工的中断。与来自健康对照肌管的囊泡相比,当给予健康的 MN 时,ALS 肌管的囊泡会导致神经突缩短、分支更少、细胞死亡,并破坏 RNA 和 RNA 加工蛋白的定位。 RNA 加工蛋白 FUS 及其大部分结合伙伴存在于 ALS 肌肉囊泡中,毒性取决于受体细胞中 FUS 的表达水平。通过抗 CD63 免疫阻断囊泡摄取,消除了对受体 MN 的毒性。 ALS 肌肉囊泡对 MN 具有毒性,这使骨骼肌成为 ALS 中囊泡介导的毒性的潜在来源。
 
11.​Organically derived exosomes as carriers of anticancer drugs and imaging agents for cancer treatment.
机体衍生的外泌体作为抗癌药物的载体和癌症治疗的显像剂。
[Semin Cancer Biol] PMID: 35192929
摘要:细胞外囊泡(EVs)是细胞产生的不同类型囊泡的总称,其中外泌体是最大的一类。外泌体通过携带来自供体或亲本细胞的几种生物制剂并将它们递送至受体细胞来进行细胞间通讯。它们独特的载货能力最近被探索用作抗癌药物和显像剂的运载工具。由于是天然产生的,外泌体与目前临床上用于治疗癌症和其他疾病的合成脂质基纳米颗粒相比具有许多优势。外泌体在人类疾病中的作用的发现导致了许多临床前和临床研究,探索它们在癌症诊断和治疗中作为一种合适的药物递送载体和治疗诊断剂的用途。然而,外泌体存在一定的局限性,最重要的是选择用于大规模生产高度生物相容性外泌体的生物来源。这篇综述文章探讨了可以从中分离出治疗上可行的外泌体以用作癌症治疗药物载体的各种来源。外泌体的分离方法以及在其上装载癌症治疗剂和显像剂的过程也将在后续章节中进行讨论。最后,文章总结了基于外泌体的癌症诊断和治疗应用的未来方向。
 
12.Splicing factor arginine/serine-rich 8 promotes multiple myeloma malignancy and bone lesion through alternative splicing of CACYBP and exosome-based cellular communication.
剪接因子精氨酸/富含丝氨酸8 通过 CACYBP 的选择性剪接和基于外泌体的细胞通讯促进多发性骨髓瘤恶性肿瘤和骨病变。
[Clin Transl Med] PMID: 35184390
摘要:多发性骨髓瘤 (MM) 是骨髓 (BM) 内浆细胞来源的一种独特恶性肿瘤,其中选择性剪接因子在其进展中起重要作用。剪接因子精氨酸/富含丝氨酸 8 (SFRS8) 是与 MM 预后相关的唯一因素,但其在 MM 中的作用仍未确定。使用3-(4,5)-二甲基噻唑 (-z-y1)-3,5-二苯基四唑溴 (MTT) 测定法、免疫组织化学、流式细胞术和异种移植模型进行分析,以检查细胞增殖、细胞周期和细胞凋亡。SFRS8 调节的可变剪接事件通过 RNA 免疫沉淀测序 (RIP-seq) 进行鉴定,并通过 RIP-qPCR 和 Co-IP 方法进行验证。通过超速离心从骨髓瘤细胞的上清液中提取外泌体。通过体外TRAP染色和SCID/NOD-TIBIA小鼠模型评估骨损伤。氖电穿孔系统用于通过外泌体递送 siRNA。通过使用患者来源的肿瘤异种移植 (PDX) 模型和 SCID/NOD-TIBIA 小鼠模型来评估负载 siRNA 的外泌体在体内的作用。 SFRS8 在 MM 样本中显着上调,并且与 MM 患者的总生存期 (OS) 差呈正相关。 SFRS8 在体外和体内促进 MM 细胞增殖。此外,钙周期蛋白结合蛋白 (CACYBP) 被确定为 SFRS8 的下游靶标。特别是,SFRS8 可以通过介导 CACYBP 的可变剪接来减少 CACYBP isoform1 (NM_014412.3) 并增加 CACYBP isoform2 (NM_001007214.1),从而改变 β-catenin 的泛素化降解以促进 MM 进展。此外,SFRS8 在体外和体内通过外泌体促进破骨细胞分化。更重要的是,靶向 CACYBP 异构体 2 的外泌体 siRNA 抑制了 PDX 和 SCID/NOD-TIBIA 小鼠模型中的肿瘤生长。我们的研究结果表明,靶向 SFRS8/CACYBP/β-catenin 轴可能是 MM 诊断和治疗的有前景的策略。
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