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【2022-23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篇文章介绍了内皮细胞来源细胞外囊泡对肿瘤进展的促进作用;第2篇文章将多组学研究方法引入了细胞外囊泡研究,并证实胰腺癌细胞来源细胞外囊泡能够诱导正常胰腺上皮细胞异常;第3篇文章;第6篇文章提供了一种用于人心脏细胞来源外泌体研究的体外模型;第7篇文章综述了目前中性粒细胞来源不同细胞外囊泡亚群的研究进展。

1.Endothelial extracellular vesicles promote tumour growth by tumour-associated macrophage reprogramming.

内皮细胞外囊泡通过肿瘤相关巨噬细胞重编程促进肿瘤生长。

[J Extracell Vesicles] PMID: 35656866

摘要:肿瘤来源的细胞外囊泡 (EV) 通过解除对包括血管生成和炎症在内的各种生理过程的调节参与肿瘤进展。在这里,我们报告了乳腺肿瘤环境中内皮细胞释放的 EV 参与了肿瘤内巨噬细胞的募集,导致了允许肿瘤生长的免疫调节表型。使用 RNA-Seq 方法,我们确定了在内皮 EV 中发现的几种 microRNA (miRNA),它们共享参与免疫系统调节的共同靶标。为了进一步研究这些 miRNA 在小鼠肿瘤模型中的影响,我们重点研究了在人和小鼠之间保守的三种 miRNA,即 miR-142-5p、miR-183-5p 和 miR-222-3p。这些 miRNA 从肿瘤微环境中的内皮细胞中释放出来,并通过 EV 转移到巨噬细胞。在小鼠乳腺肿瘤模型中,用富含这些 miRNA 的 EV 治疗会导致巨噬细胞向 M2 样表型极化,进而促进肿瘤生长。

 

2.A multi-omics approach identifies pancreatic cancer cell extracellular vesicles as mediators of the unfolded protein response in normal pancreatic epithelial cells.

多组学方法将胰腺癌细胞细胞外囊泡鉴定为正常胰腺上皮细胞中未折叠蛋白反应的介质。

[J Extracell Vesicles] PMID: 35656858

摘要:尽管癌症衍生的细胞外囊泡 (cEV) 被认为在促进癌症进展事件中起关键作用,但它们对邻近正常细胞的确切影响尚不清楚。在这项研究中,我们研究了胰腺癌导管腺癌 (PDAC) 衍生的 EV 在内化后对受体胰腺正常上皮细胞的影响。我们证明了 cEVs 很容易内化并在 24小时内在处理的正常胰腺上皮细胞中诱导内质网 (ER) 应激和未折叠蛋白反应 (UPR)。我们进一步表明 PDAC cEV 增加了细胞增殖、迁移和侵袭,并且这些变化至少部分受到 UPR 介质 DDIT3 的调节。随后,这些细胞释放几种炎性细胞因子。利用分层多组学方法,我们使用多种 EV 分离方法分析了来自一组 6 个 PDAC 和两个正常胰腺细胞系的 EV 货物。我们发现 cEV 富含一系列可诱导或调节 ER 应激和 UPR 的生物分子,包括棕榈酸、鞘磷脂、tRNA的代谢调节剂和调节运输、降解的蛋白质。我们进一步表明,与 cEV 中发现的棕榈酸足以在正常胰腺细胞中诱导 ER 应激。这些结果表明,cEV 货物包装可能被设计为在远距离受体正常细胞内化后传播增殖和侵袭特征,迄今为止尚未报道。这项研究首次强调了 PDAC cEV 在处理过的正常胰腺细胞中诱导应激的主要作用,这可能调节导致表型改变的全身反应。这些发现突出了 EV 在介导疾病病因学中的重要性,并开辟了潜在的研究领域,以了解 cEV 脂质在促进周围微环境中细胞转化中的作用。

 

3.Neuropilin-1 is present on Foxp3+ T regulatory cell-derived small extracellular vesicles and mediates immunity against skin transplantation.

Neuropilin-1存在于 Foxp3+调节T细胞衍生的小细胞外囊泡上,并介导对皮肤移植的免疫。

[J Extracell Vesicles] PMID: 35676234

摘要:在调节T (Treg) 细胞为控制免疫反应而施加的抑制机制中,最近提出了小细胞外囊泡 (sEV) 的分泌作为一种新的不依赖于接触的免疫调节机制。先前的研究表明,Treg 细胞产生 sEV,包括外泌体,能够通过转移 microRNA、细胞因子、产生腺苷来调节 CD4+ T 细胞和树突状细胞 (DC) 等抗原呈递细胞 (APC) 的效应功能,等等。以前,我们已经证明 Neuropilin-1 (Nrp1) 是 Tregs 介导的免疫抑制所必需的,主要是通过影响效应 CD4+ T 细胞的表型和功能。在这里,我们发现 Foxp3+ Treg 细胞分泌 sEV,其膜中带有 Nrp1。这些 sEV 在体外以 Nrp1 依赖性方式调节效应 CD4+ T 细胞表型和增殖。蛋白质组学分析表明,从野生型 (wt) 和 Nrp1KO Treg 细胞获得的 sEV 在与免疫耐受相关的蛋白质方面存在差异,发现从 Nrp1KO Treg 细胞获得的 sEV 中 CD73 和粒酶 B 较少。同样,我们发现 Nrp1 在 Treg 细胞衍生的 sEV 中是诱导皮肤移植耐受性所必需的,因为在用 Nrp1KO Treg 细胞衍生的 sEV 治疗的动物中发现移植物存活率降低和 M1/M2 比率增加。总而言之,这项研究首次描述了 Treg 细胞分泌含有 Nrp1 的 sEV,并且这种蛋白质是通过 sEV 局部给药促进体内移植耐受性所必需的。

 

4.PTRF/Cavin-1 enhances chemo-resistance and promotes temozolomide efflux through extracellular vesicles in glioblastoma.

PTRF/Cavin-1在胶质母细胞瘤中增强化疗耐药性并促进替莫唑胺通过细胞外囊泡流出。

[Theranostics] PMID: 35673568

摘要:细胞内药物的浓度和持续时间一直是决定治疗效果的关键因素。化疗药物或抗癌剂的外流是癌细胞产生多药耐药性的主要原因。聚合酶 I 和转录物释放因子 (PTRF) 的高表达与胶质瘤患者预后较差有关。然而,PTRF 对胶质母细胞瘤 (GBM) 中替莫唑胺 (TMZ) 耐药性的重要性知之甚少。我们发现,经TMZ治疗的GBM患者预后与PTRF表达呈负相关。我们的研究结果表明,在 TMZ 处理后,PTRF 敲低显着降低了 GBM 的增殖并增加了细胞凋亡。此外,PTRF增加通过细胞外囊泡 (EV) 的 TMZ 外流来促进 TMZ 抗性。此外,我们的结果表明,TMZ 和 CQ 的序贯治疗通过增加细胞内 TMZ 浓度显着促进 TMZ 对 GBM 的疗效。本研究强调 PTRF 可以作为独立的生物标志物来预测 TMZ 治疗后 GBM 患者的预后,并描述了导致 TMZ 耐药的新机制。此外,本研究可能为GBM治疗提供新思路。

 

5.Autophagy is Impaired in Fetal Hypoplastic Lungs and Rescued by Administration of Amniotic Fluid Stem Cell Extracellular Vesicles.

自噬功能在胎儿发育不全的肺中受到损害,并通过羊水干细胞胞外囊泡的给药得以挽救。

[Am J Respir Crit Care Med] PMID: 35671495

摘要:继发于先天性膈疝 (CDH) 的肺发育不全的特征是分支形态发生减少,这是导致不良临床结果的原因。羊水干细胞细胞外囊泡 (AFSC-EVs) 的给药可挽救肺发育不全啮齿动物胎儿模型中的分支形态发生。在这里,我们假设 AFSC-EVs 通过影响自噬(正常肺发育所需的过程)发挥其再生潜力。评估整个妊娠期发育不良肺的自噬,并确定 AFSC-EV 给药是否通过自噬介导的机制改善分支形态发生。通过超速离心从 c-kit+ AFSC 条件培养基中分离 EV,并通过大小、形态和 EV 标记表达进行表征。通过施用硝基芬和在人胎肺外植体中通过用 NSC23766 阻断 RAC1 活性来抑制大鼠胎儿中的分支形态发生。在体外(大鼠和人胎肺外植体)和体内(大鼠胎肺)分析自噬激活剂(BECN1 和 ATG5)和相关蛋白(SQSTM1)的表达。使用 AFSC-EV 货物中含有的已知可调节自噬的 microRNA-17 和 -20a 抑制剂对大鼠胎儿原代肺上皮细胞进行了机制研究。大鼠和人类胎儿肺发育不全模型在不同发育阶段显示出自噬减少。AFSC-EV 管理通过转移 EV 货物中包含的 miR-17~92 簇成员恢复了两种肺发育不全模型中的自噬水平。AFSC-EV 治疗部分通过miRNA 货物转移恢复自噬来挽救分支形态发生。这项研究增强了我们对肺发育不全发病机制的理解,并为 CDH 婴儿的胎儿治疗干预创造了新的机会

 

6.Human Heart Anoxia and Reperfusion Tissue (HEART) Model for the Rapid Study of Exosome Bound miRNA Expression As Biomarkers for Myocardial Infarction.

用于快速研究外泌体结合 miRNA 表达的心肌梗塞生物标志物的人类心脏缺氧和再灌注组织 (HEART) 模型。

[Small] PMID: 35670145

摘要:目前用于心肌梗塞 (MI) 诊断的生物标志物通常是细胞死亡后释放的晚期标志物,无法区分缺血性和再灌注损伤,并且可能是其他病理的症状。最近有人提出循环 microRNA (miRNA) 作为 MI 诊断的替代生物标志物。然而,在 MI 期间检测人类心脏 miRNA 谱的变化是极其困难的。在这里,为了研究急性 MI 期间 miRNA 水平的变化,我们开发了一种具有心脏通道的心脏芯片模型,其中包含人心脏脱细胞基质和胶原蛋白中的人诱导多能干细胞 (hiPSC) 衍生的心肌细胞,以及血管通道,开发了含有hiPSC衍生的内皮细胞。该模型暴露于缺氧,然后是常氧,以分别模拟缺血和再灌注。使用作者开发的高度敏感的 miRNA 生物传感器,芯片上 MI 和时间匹配的人血浆样本中 miR-1、miR-208b 和 miR-499 水平的增加完全相同。还显示了工程模型中外泌体的表面标志物谱响应缺血和再灌注损伤而变化,可用作检测 MI 的生物标志物。因此,我们开发的 MI-on-chip 模型可用于生物标志物的发现。

 

7.The expanding family of neutrophil-derived extracellular vesicles.

中性粒细胞衍生的细胞外囊泡家族不断扩大。

[Immunol Rev] PMID: 35665941

摘要:中性粒细胞是参与多种炎症和稳态过程的免疫细胞。它们释放货物的能力可以根据货物是单独释放还是与质膜结构结合来分类。无质膜分泌模式的例子是脱粒、中性粒细胞胞外陷阱 (NET) 释放和通过炎性体形成释放细胞因子。研究最多的膜覆盖的中性粒细胞衍生结构是外泌体和微囊泡,统称为细胞外囊泡 (EV)。凋亡小泡是另一种公认的 EV 亚型。在过去的十年中,额外的膜覆盖的中性粒细胞衍生结构得到了表征:迁移细胞质、迁移体和细长的中性粒细胞衍生结构 (ENDS)。所有这些结构都比中性粒细胞小,不能自我复制,因此符合最新的 EV 共识定义。在这篇综述中,我们关注研究较少的中性粒细胞 EV:凋亡小泡、细胞质、迁移体和 ENDS。

 

8.​Conscription of Immune Cells by Light-Activatable Silencing NK-Derived Exosome (LASNEO) for Synergetic Tumor Eradication.

通过光激活处于沉默状态的NK,后者衍生的外泌体 (LASNEO) 激活免疫细胞,协同根除肿瘤。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 35665496

摘要:源自自然杀伤 (NK) 细胞 (NEO) 的外泌体,因其在免疫调节中的多种功能而构成了有前途的抗肿瘤纳米生物制剂。然而,显着增强其免疫调节能力是实现具有临床意义的治疗结果的基本需求。光激活沉默 NK 衍生的外泌体 (LASNEO) 是通过用亲水性小干扰 RNA (siRNA) 和疏水性光敏剂 Ce6 对 NEO 进行工程设计的。在接受 NEO 处理的细胞中使用蛋白质印迹和 RNA-seq 分析参与凋亡途径的基因表明,NEO 对肿瘤细胞产生有效的 NK 细胞样细胞毒性。同时,激光照射后产生的活性氧(ROS)不仅触发了显着的光动力治疗效果,而且促进了肿瘤微环境(TME)中M1肿瘤相关巨噬细胞的极化和DC成熟。此外,ROS 还加速了 siRNA 在 TME 中的细胞进入和内体逃逸。最后,靶向 PLK1 或 PD-L1 的 siRNA 在癌细胞中诱导强大的基因沉默,并且 PD-L1 的下调恢复了 TME 中 T 细胞的免疫监视。因此,所提出的 LASNEO 通过招募多种类型的免疫细胞表现出优异的抗肿瘤作用。考虑到其制造非常简单和可控,LASNEO 显示出令人信服的临床转化应用潜力。

 

9.Rejuvenation of neutrophils and their extracellular vesicles is associated with enhanced aged fracture healing.

中性粒细胞及其细胞外囊泡的再生与增强的老年骨折愈合有关。

[Aging Cell] PMID: 35657721

摘要:组织修复受到高龄的负面影响。最近的证据表明,造血细胞衍生的细胞外囊泡 (EV) 是再生能力的调节剂。在这里,我们报告了携带特定表面标志物的血浆 EV 表明与年龄相关的免疫衰老程度;此外,骨折损伤加剧了这种免疫衰老表型。 CD11b + Ly6C med Ly6G hig 中性粒细胞的数量随着年龄的增长而显着减少,这与组织再生缺陷有关。为了应对骨折损伤,骨折愈伤组织中中性粒细胞和相关血浆 EV 的频率显着高于外周血。通过异慢性共生使老年小鼠暴露于年轻循环中增加了中性粒细胞及其相关的 Ly6G + 血浆 EV 的数量,这与异慢性共生对的老年小鼠骨折愈合的改善有关。我们的研究结果为利用特定的免疫细胞和 EV 亚群作为潜在的生物标志物和治疗策略奠定了基础,以促进衰老过程中对压力源的恢复。

 

10.Exercise increases the release of NAMPT in extracellular vesicles and alters NAD+ activity in recipient cells.

运动会增加细胞外囊泡中 NAMPT 的释放,并改变受体细胞中的 NAD+ 活性。

[Aging Cell] PMID: 35661560

摘要:衰老与代谢稳态的丧失有关,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD + ) 等辅助因子会随着时间的推移而下降。 NAD + 产生的减少与循环细胞外烟酰胺磷酸核糖基转移酶 (eNAMPT) 的年龄相关损失有关,eNAMPT 是 NAD + 生物合成途径中的限速酶。eNAMPT 几乎只存在于细胞外囊泡 (EV) 中,为酶在不同组织中的分布提供了一种机制。目前,eNAMPT 释放的生理原因尚不清楚,以及它如何受到年龄和体育锻炼的影响。在这里,我们表明,在人类进行中等强度运动后,会刺激小型 EV 释放到血液中。运动还增加了细胞外囊泡中的 eNAMPT 含量,尤其是在有氧运动能力较高的年轻人中。成熟健康和年轻不健康的个体在运动后 EV-eNAMPT 释放的增加有限,表明这种机制与一个人的年龄和身体健康有关。值得注意的是,不健康的成熟个体在运动后无法增加 EV 中 eNAMPT 的释放,这表明较低的健康水平和衰老会削弱体内这一重要的信号传导机制。与运动前的 EV 相比,从含有 eNAMPT 的运动人体中分离出的 EV 能够改变受体细胞中 NAD + 和 SIRT1 活性的丰度,这表明通过运动促进组织间信号传导的途径。我们的研究结果提出了一种机制来限制与年龄相关的 NAD + 下降,通过运动期间释放的 EV 系统地传递 eNAMPT。

 

11.Phytochemical Engineered Bacterial Outer Membrane Vesicles for Photodynamic Effects Promoted Immunotherapy.

用于光动力效应的植物化学工程化细菌外膜囊泡促进免疫治疗。

[Nano Lett] PMID: 35605283

摘要:癌症疫苗正在成为一种有吸引力的肿瘤免疫治疗方式。然而,它们的实际应用受到复杂的制造和不令人满意的结果的严重阻碍。在此,我们构建了基于细菌外膜囊泡 (OMV) 的具有植物化学特征的原位癌症疫苗,用于光动力效应促进的免疫治疗。通过简单地将类囊体膜与 OMV 融合,就可以制备出细菌-植物杂交囊泡 (BPN)。全身给药后,BPNs 可以靶向肿瘤组织并刺激免疫细胞的激活,包括树突状细胞 (DC)。来自类囊体的光动力效应导致局部肿瘤的破坏,然后释放由 DC 有效呈递的肿瘤相关抗原,诱导显着的肿瘤特异性 CD8 + T 细胞反应。此外,BPNs可以有效改善免疫抑制性肿瘤微环境,进一步增强免疫反应。因此,可以有效地防止肿瘤发展和转移。这项工作为开发用于高效肿瘤治疗的多功能基于膜的混合系统提供了新思路。

 

12.IL-4 polarized human macrophage exosomes control cardiometabolic inflammation and diabetes in obesity.

IL-4 极化的人巨噬细胞外泌体控制肥胖症中的心脏代谢炎症和糖尿病。

[Mol Ther] PMID: 35292359

摘要:心脏代谢疾病是社会中发病率和死亡人数日益增加的原因。虽然 M1 样巨噬细胞有助于代谢炎症和胰岛素抵抗,但那些极化为 M2 样表型的巨噬细胞发挥保护特性。基于我们在动脉粥样硬化控制中报告 M2 样巨噬细胞外泌体的观察结果,我们测试了它们是否可以用于控制肥胖小鼠的肝脏和脂肪组织中的炎症。在考虑临床转化时,我们研究了暴露于白细胞介素 (IL)-4 的人类 THP-1 巨噬细胞来源外泌体 (THP1-IL4-exo)。我们的研究结果表明,THP1-IL4-exo 将原代巨噬细胞极化为抗炎表型,并通过增加 microRNA-21/99a/146b/378a (miR-21/99a/146b/378a) 的水平来重新编程其能量代谢,同时减少 miR -33。这增加了脂肪吞噬、线粒体活性和氧化磷酸化 (OXPHOS)。THP1-IL4-exo 在培养的 3T3-L1 脂肪细胞中对这些 miR 发挥了类似的调节作用。这通过增加过氧化物酶体增殖物激活受体 γ (PPARγ) 驱动的 GLUT4 表达来增强胰岛素依赖性葡萄糖摄取。它还增加了 UCP1 和 OXPHOS 活性的水平,从而促进了 3T3-L1 脂肪细胞的脂肪吞噬、线粒体活性和米色。将 THP1-IL4-exo 腹膜内输注到喂食高脂肪饮食的肥胖野生型和 Ldlr -/- 小鼠中,可减少造血和骨髓生成,并有利地重新编程循环 Ly6C hi 单核细胞中的炎症信号传导和代谢。这也减少了循环、主动脉、脂肪组织和肝脏中的白细胞数量和炎症活动。通过增加 UCP1 表达和 OXPHOS 活性,使血液胰岛素水平正常化并改善葡萄糖耐量,这些治疗减少了肝脏脂肪变性并增加了白色脂肪组织的米色化。我们的研究结果支持 THP1-IL4-exo 作为一种治疗方法来控制肥胖中的心脏代谢疾病和糖尿病。

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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