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【2022-34期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了13篇分享给大家,第1篇文章介绍了exportin6在外泌体介导的植物病毒虫媒传播中的功能作用;第2篇文章介绍了膀胱癌衍生细胞外囊泡对肿瘤的促进作用;第3篇综述文章总结了目前细胞外囊泡及胞外颗粒对肿瘤的系统性影响;第5篇文章介绍分析细胞外囊泡内部DNA的新策略;第9篇文章介绍了植物来源细胞外囊泡用于口服递送药物的研究进展;第11、12篇文章都阐释了细胞外囊泡在器官移植中同种异体移植排斥的作用和机制;第13篇文章评述了细胞外囊泡冠的研究进展(无摘要)。

1.Key role of exportin 6 in exosome-mediated viral transmission from insect vectors to plants.
输出蛋白 6 在外泌体介导的从昆虫载体到植物的病毒传播中的关键作用。
[Proc Natl Acad Sci U S A] PMID: 36037368
摘要:外泌体在病毒胞吐和传播中起关键作用。输出蛋白家族通常负责货物核质运输,它们经常存在于外泌体中。然而,在外泌体中分类的输出蛋白的功能仍然未知。在这里,我们成功地从小褐飞虱的唾液中分离出类似“杯托”的外泌体,它们是水稻条纹病毒 (RSV) 的载体。 RSV病毒粒子被包装在相对较大的外泌体中。在唾液外泌体中以一定比例鉴定出四种病毒基因组RNA。唾液外泌体中包含的病毒粒子能够在水稻植物中复制并引起疾病。对昆虫外泌体系统各个阶段的干扰会影响 RSV 从昆虫载体向水稻植物的传播。片段化的输出蛋白 6 与唾液中的病毒核衣壳蛋白免疫共沉淀,并通过与货物分选蛋白 VPS37a 的相互作用分选到外泌体。当输出蛋白 6 的表达被敲低时,唾液和水稻中分泌的 RSV 量分别减少了 60% 和 74%。这些结果表明,输出蛋白 6 可作为将 RSV 转运到外泌体中的载体,以克服昆虫唾液腺水平传播的屏障。 Exportin 6 将代表一个理想的目标,可以在未来控制昆虫传播病毒的爆发。
 
2.Bladder Cancer-Derived Small Extracellular Vesicles Promote Tumor Angiogenesis by Inducing HBP-Related Metabolic Reprogramming and SerRS O-GlcNAcylation in Endothelial Cells.
膀胱癌衍生的小细胞外囊泡通过诱导内皮细胞中与 HBP 相关的代谢重编程和 SerRS O-GlcNAcylation 促进肿瘤血管生成。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 36045101
摘要:畸形的肿瘤血管网络会引发营养缺乏的肿瘤微环境 (TME),进而激活内皮细胞 (EC) 功能并刺激新血管形成。新出现的证据表明,肿瘤细胞灵活的代谢适应性有助于在波动的 TME 中建立各种细胞亚群之间的代谢共生关系。在这项研究中,作者提出了营养缺乏的 TME 中膀胱癌 (BCa) 细胞和 ECs 之间的新代谢联系,其中 BCa 通过小的细胞外囊泡 (sEVs) 分泌谷氨酰胺-果糖-6-磷酸转氨酶 1 (GFAT1) ) 通过增加 ECs 中的己糖胺生物合成途径通量来重新编程葡萄糖代谢,从而增强 O-GlcNAcylation。此外,ECs 中丝氨酸 101 处的丝氨酰-tRNA 合成酶 (SerRS) O-GlcNAcylation 通过泛素化促进其降解并阻碍输入蛋白 α5 介导的核转位。核内 SerRS 通过与近端启动子的富含 GC 的区域竞争性结合来减弱血管内皮生长因子的转录。此外,肿瘤细胞中的 GFAT1 敲除阻断了 ECs 中的 SerRS O-GlcNAcylation,并在体外和体内减弱了血管生成。然而,施用过表达 GFAT1 的 BCa 细胞衍生的 sEV 会增加 GFAT1 敲除小鼠 EC 中的血管生成活性。总之,这项研究表明,抑制 sEV 介导的 BCa 细胞分泌 GFAT1 并靶向 ECs 中的 SerRS O-GlcNAcylation 可作为 BCa 抗血管生成治疗的新策略。
 
3.Extracellular vesicles and particles impact the systemic landscape of cancer.
细胞外囊泡和颗粒影响癌症的系统性景观。
[EMBO J] PMID: 36052513
摘要:癌细胞与基质细胞和免疫细胞之间的细胞间串扰对于肿瘤进展和转移至关重要。细胞外囊泡和颗粒 (EVP) 是一类异质性的分泌信使,它们携带生物活性分子,已被证明对这种细胞间通讯至关重要。在这里,我们强调了 EVP 在癌症中的多方面作用。在功能上,EVP 货物在细胞之间的转移会影响肿瘤细胞的生长和侵袭,改变免疫细胞的组成和功能,并有助于基质细胞的活化。这些 EVP 介导的变化影响局部肿瘤进展,促进在远处器官特异性部位培养转移前生态位,并介导癌症的全身效应。此外,我们讨论了如何利用 EVP 中分子的高度选择性富集对推进诊断和预后生物标志物的开发以及改善癌症患者的治疗实施具有深远的影响。总而言之,这些对 EVP 在癌症中的作用的研究导致了一些发现,这些发现对改善癌症患者的护理和结果具有很大的希望。
 
4.​Release of VAMP5-positive extracellular vesicles by retinal Müller glia in vivo.体内视网膜米勒神经胶质细胞释放 VAMP5 阳性细胞外囊泡。
[J Extracell Vesicles] PMID: 36043482
摘要:中枢神经系统中的细胞-细胞相互作用基于介导信号交换的分子的释放,并通过囊泡胞吐作用和细胞外囊泡的形成提供结构和营养支持。大脑中每种细胞类型所采用的具体机制尚不完全清楚。在这里,我们探索了 Müller 细胞使用的通讯方式,Müller 细胞是视网膜中的一种放射状胶质细胞,是中枢神经系统的一部分。使用免疫组织化学、电子显微镜和分子分析,我们为成年小鼠体内成年小鼠视网膜 Müller 细胞的尾足和微绒毛释放不同的细胞外囊泡提供了证据。我们将 VAMP5 鉴定为 Müller 细胞特异性 SNARE 成分,它是细胞外囊泡的一部分,对缺血有反应,我们揭示了免疫亲和纯化的 Müller 细胞和体外神经元的分泌组之间的差异。我们的研究结果表明,基于细胞外囊泡的通讯是视网膜细胞相互作用的重要介质。
 
5.​In situ hybridization to detect DNA amplification in extracellular vesicles.
原位杂交检测细胞外囊泡中的 DNA。
[J Extracell Vesicles] PMID: 36043432
摘要:EV已成为肿瘤发生、进展和转移的重要组成部分。尽管已经取得了显着进展,但对研究人员实际使用细胞外囊泡货物的检测仍然具有很大的挑战性;需要更快、更方便的方法来验证 EV 货物,尤其是作为生物标志物。在这里,我们展示了通过超灵敏原位杂交 (ISH) 检查嵌入式 EV 作为用于检测 DNA 扩增的底物的可能性。这种方法允许以更直接的方式可视化 DNA 目标,而无需耗时的优化步骤或特定的专业知识。此外,EV 的福尔马林固定石蜡包埋 (FFPE) 块允许长期保存样品,从而允许未来的研究。我们在此报告:(i)从脂肪肉瘤组织中成功分离出 EV; (ii) 将 EV 嵌入 FFPE 块中 (iii) 对源自组织、细胞系和血清的 EV 进行成功的选择性、特异性超灵敏 ISH 检查; (iv) 以及检测来自脂肪肉瘤组织、细胞系和血清的 EV 中的 MDM2 DNA 扩增。 EV 上的超灵敏 ISH 将使货物研究成为可能,而 ISH 应用于血清 EV 可能代表一种可能的诊断确认新方法。探针的修饰可能使研究人员能够直接检测肿瘤 EV 中的靶标和特定的 DNA 改变,从而促进检测、诊断和提高对与许多癌症类型相关的肿瘤生物学的理解。
 
6.Exosomal B7-H4 from irradiated glioblastoma cells contributes to increase FoxP3 expression of differentiating Th1 cells and promotes tumor growth.
来自受照射的胶质母细胞瘤细胞的外泌体 B7-H4 有助于增加分化 Th1 细胞的 FoxP3 表达并促进肿瘤生长。
[Redox Biol] PMID: 36044789
摘要:胶质母细胞瘤 (GBM) 是原发性脑肿瘤中最常见和最具侵袭性的形式。尽管已经制定了许多术后治疗策略,包括放射治疗,但肿瘤在经过几年的治疗后不可避免地会复发。共抑制分子 B7-H4 负调节 T 细胞免疫反应并促进免疫逃逸。外泌体介导细胞间通讯并在肿瘤微环境 (TME) 中启动免疫逃避。本研究旨在确定 B7-H4 是否被辐射上调并加载到外泌体中,从而有助于免疫抑制和促进肿瘤生长。碘克沙醇密度梯度离心和流式细胞仪用于验证外泌体 B7-H4。测量了 T 细胞分泌的细胞因子和 T 细胞亚群的标志物,使用数据库和组织样本分析了 B7-H4 和 ALIX 在 GBM 中的作用。免疫共沉淀和下拉测定用于测试 ATM 和 ALIX 或 STAT3 之间的直接相互作用。体外 ATM 激酶测定、蛋白质印迹和定点突变用于评估 ATM 介导的 STAT3 磷酸化。最后,在体内研究了外泌体 B7-H4 对免疫抑制和肿瘤生长的贡献。来自照射过的 GBM 细胞的外泌体通过递送的 B7-H4 在体外和体内降低了 T 细胞的抗肿瘤免疫反应。从机制上讲,辐照通过增加 ATM-ALIX 相互作用促进了外泌体的生物发生。此外,发现 ATM 磷酸化的 STAT3 直接与 B7-H4 启动子结合以增加其表达。最后,辐射诱导的外泌体 B7-H4 增加通过激活的 STAT1 通路在 Th1 细胞分化过程中诱导 FoxP3 表达。在体内,外泌体 B7-H4 降低了 GBM 细胞的辐射敏感性,并降低了 GBM 小鼠模型的存活率。这项研究表明,辐射增强的外泌体 B7-H4 促进了免疫抑制和肿瘤生长,因此确定了辐射和抗肿瘤免疫反应之间的直接联系。我们的研究结果表明,放疗与抗 B7-H4 治疗的共同给药可以改善局部肿瘤控制并将外泌体 B7-H4 鉴定为潜在的肿瘤生物标志物。
 
7.Prediction of COPD acute exacerbation in response to air pollution using exosomal circRNA profile and Machine learning.
使用外泌体 circRNA 谱和机器学习预测 COPD 急性加重对空气污染的反应。
[Environ Int] PMID: 36041244
摘要:环境细颗粒物 (PM 2.5 ) 与慢性阻塞性肺病 (COPD) 恶化的风险增加有关,这会显着增加 COPD 患者的死亡风险。识别对环境侵害敏感的慢性阻塞性肺病患者的亚型是必要的。使用体外和体内 PM 2.5 暴露模型,我们证明外泌体 hsa_circ_0005045 被 PM 2.5 上调并与蛋白质货物过氧化还原蛋白 2 结合,通过募集中性粒细胞弹性蛋白酶和触发原位释放肿瘤坏死因子 (TNF )-α 激活炎症细胞。使用外泌体移植和条件性 circRNA 敲低小鼠模型验证了 hsa_circ_0005045 与 COPD 加重相关的生物学功能。通过对 PM 2.5 的主要成分进行分类,我们发现与香烟烟雾成分不同的 PM 2.5 结合的重金属会引发外泌体 hsa_circ_0005045 的升高。最后,在一个包含 327 名 COPD 患者的队列中使用机器学习模型,PM 2.5 暴露敏感性 COPD 患者的特点是 hsa_circ_0005045 表达相对较高。因此,我们的研究结果表明,PM 2.5 排放的环境减少提供了一种有针对性的方法来保护非吸烟 COPD 患者免受与空气污染相关的疾病恶化。
 
8.Acid sphingomyelinase deactivation post-ischemia promotes brain angiogenesis and remodeling by small extracellular vesicles.
缺血后酸性鞘磷脂酶失活通过小细胞外囊泡促进脑血管生成和重塑。
[Basic Res Cardiol] PMID: 36038749
摘要:据报道,抗抑郁药可促进卒中恢复,与抑郁症状的存在无关。最近有人提出它们通过抑制酸性鞘磷脂酶 (ASM) 发挥其情绪稳定作用,酸性鞘磷脂酶催化鞘磷脂水解为神经酰胺。它们在缺血/再灌注 (I/R) 后的恢复作用仍有待确定。用载体或化学和药理学不同的抗抑郁药阿米替林、氟西汀或地昔帕明处理遭受大脑中动脉闭塞或暴露于氧-葡萄糖剥夺的脑微血管内皮细胞的小鼠。脑 ASM 活动在 I/R 后显着增加,与微血管中升高的神经酰胺水平一致。通过 3D 光片显微镜评估,阿米替林对 ASM 的抑制降低了野生型的神经酰胺水平,并增加了微血管长度和分支点密度。在细胞培养中,阿米替林、氟西汀和地昔帕明增加了内皮管的形成、迁移、VEGFR2 丰度和 VEGF 释放。这种效果被 Smpd1 敲低所消除了。从机制上讲,ASM 抑制剂促进血管生成是由内皮细胞释放的小细胞外囊泡 (sEV) 介导的,这些小囊泡在靶细胞中的摄取增强。 sEV 的蛋白质组学分析表明,ASM 失活对涉及蛋白质输出、粘着斑和细胞外基质相互作用的蛋白质进行了差异调节。在体内,血管生成增加伴随着深刻的脑重塑反应,血脑屏障完整性增加,白细胞浸润减少和神经元存活增加。抗抑郁药物以依赖 ASM 的方式有效促进血管生成。 ASM 抑制剂释放 sEV 揭示了一个目标,通过它可以放大 I/R 后的大脑重塑。
 
9.Plant-derived extracellular vesicles as oral drug delivery carriers.
植物来源的细胞外囊泡作为口服给药载体。
[J Control Release] PMID: 36037973
摘要:口服给药是最方便和广泛使用的给药方法之一。然而,由于口服生物利用度差,许多药物难以口服给药。设计安全有效的口服给药系统是克服口服生物利用度差的基本策略之一。植物来源的细胞外囊泡 (PDEVs) 在多种植物中被发现,并且具有与哺乳动物 EVs 相似的物理和化学性质。已经证明,PDEVs可以有效地封装亲水和疏水药物,在恶劣的胃肠道环境中保持稳定,并跨越生物屏障到达靶组织。此外,PDEVs的生物活性使其能够与药物发挥协同治疗作用。此外,PDEV 的安全性和高产率表明它们具有作为口服药物载体的潜力。在这篇综述中,我们介绍了 PDEV 的生物发生、分离、表征和药物递送方法,描述了它们的稳定性、运输、递送和治疗应用。最后,讨论了 PDEV 作为药物载体的潜力和挑战。
 
10.Hierarchical Au nanoarrays functionalized 2D Ti2CTx MXene membranes for the detection of exosomes isolated from human lung carcinoma cells.
分级 Au 纳米阵列功能化 2D Ti2CTx MXene 膜,用于检测从人肺癌细胞中分离的外泌体。
[Biosens Bioelectron] PMID: 36029661
摘要:外泌体被认为是早期癌症筛查中液体活检的重要生物标志物,可以反映癌细胞的生理和病理状态。在此,我们构建了一种基于分层 Au 纳米阵列修饰的 2D Ti 2 CT x MXene 膜的新型电化学生物传感器,用于外泌体的灵敏检测。 Ti 2 CT x MXene 纳米片作为构建模块,通过真空过滤制备二维膜作为传感平台。为了增强 MXene 膜的电导率,首次在 MXene 膜表面上原位沉积了分级金纳米阵列。具有大比面积的MXene膜和具有优异导电性的分级Au纳米阵列相结合,使得适配体固定的电催化活性更高,活性位点更多。在该策略中,EpCAM识别适配体修饰的复合膜可以特异性捕获目标外泌体,同时这些目标外泌体锚定CD63适配体,进一步提高生物传感器的传感灵敏度和准确度。结果,该生物传感器实现了高灵敏度和可靠的外泌体传感性能,在1×10^2 到1×10^7 个粒子/μL 的线性范围内具有低检测限(58 个粒子/μL) .此外,该生物传感器在检测真实血清样品中的外泌体方面表现出令人满意的电化学稳定性和抗干扰能力。
 
11.Low-dose IL-2 prevents murine chronic cardiac allograft rejection: Role for IL-2-induced T regulatory cells and exosomes with PD-L1 and CD73.
低剂量 IL-2 预防小鼠慢性心脏同种异体移植排斥:IL-2 诱导的 T 调节细胞和外泌体与 PD-L1 和 CD73 的作用。
[Am J Transplant] PMID: 35603986
摘要:我们从移植后第 14 天开始给予低剂量 IL-2。通过免疫组织化学测定移植物的调节性 T (Treg) 细胞浸润;通过蛋白质印迹和醛珠流式细胞术分析循环外泌体;通过对供体细胞进行免疫荧光染色分析产生的供体 MHC 抗体;通过 ELISA 检测心脏自身抗原(肌球蛋白、波形蛋白)的抗体。我们证明同种异体心脏移植后的共刺激阻断诱导循环外泌体含有心脏自身抗原和针对供体 MHC 和自身抗原的抗体,导致第 45 天出现慢性排斥反应。低剂量 IL-2 治疗延长了同种异体移植物的存活时间,预防慢性排斥反应,并在第 45 天诱导脾脏和移植物浸润 CD4+ CD25+ Foxp3 Treg 细胞和循环外泌体 (Foxp3+) 与 PD-L1 和 CD73。与 TGFβ 通路相关的 MicroRNA 142 在来自 IL-2 处理的小鼠的外泌体中显着下调。总之,低剂量 IL-2 可延缓慢性心脏同种异体移植排斥小鼠模型中的排斥反应,并诱导移植物浸润性 Treg 和具有免疫调节分子的循环外泌体。
 
12.​Extracellular vesicles derived from patients with antibody-mediated rejection induce tubular senescence and endothelial to mesenchymal transition in renal cells.
来自具有抗体介导排斥的患者的细胞外囊泡诱导肾细胞中的肾小管衰老和内皮向间充质转变。
[Am J Transplant] PMID: 35583104
摘要:细胞外囊泡 (EV) 是几种疾病的新兴介质。然而,它们在抗体介导的同种异体移植排斥 (AMR) 的病理生理学中的作用尚未得到很好的研究。在这里,我们研究了从 AMR 患者中分离的 EV 在诱导肾小管衰老和内皮细胞向间充质转化 (EndMT) 中的作用,并分析了它们的 miRNA 表达谱。通过多重珠流式细胞术,我们表征了血浆 AMR 衍生 EV 的免疫表型,并发现了普遍的血小板和内皮细胞来源。在体外,AMR 衍生的 EV 通过上调 SA-β Gal 和 CDKN1A mRNA 诱导肾小管衰老。此外,AMR 衍生的 EV 诱导了 EndMT。通过对来自相同 AMR 患者的肾活检分析证实了肾小管衰老和 EndMT 的发生。此外,AMR 衍生的 EV 在肾小管上皮细胞中诱导 C3 基因上调和 CFH 下调,内皮细胞上有 C4d 沉积。有趣的是,RNase 介导的 EV 货物消化完全消除了肾小管衰老和 EndMT。通过微阵列分析,与移植对照组相比,AMR 组 EV 中 miR-604、miR-515-3p、miR-let-7d-5p 和 miR-590-3p 显着上调,而 miR-24-3p 和 miR- 29a-3p 被下调。因此,EV 相关 miRNA 可以在 AMR 发病机制中发挥积极作用,揭示加速移植物衰老、补体激活和早期纤维化的潜在机制,从而可能导致新的治疗干预。
 
13.​Opportunities and challenges in studying the extracellular vesicle corona.
研究细胞外囊泡冠的机遇和挑战。
[Nat Cell Biol] PMID: 36042293
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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