本周hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家，第1篇文章综述了目前微流控研究细胞外囊泡在男性不育症中的方法学研究进展；第2篇文章介绍了目前雾化细胞外囊泡递送小RNA用于肺部疾病治疗；第5篇文章介绍了一种无需纯化的细胞外囊泡分析策略；第9篇文章介绍了工程化细胞外囊泡用于促进伤口愈合的研究进展。
1.Microfluidics facilitating the use of small extracellular vesicles in innovative approaches to male infertility.
微流体促进在男性不育症的创新方法中使用小细胞外囊泡。
[Nat Rev Urol] PMID: 36348030
摘要：精子在转录和翻译上处于静止状态，因此依赖精浆微环境来实现输卵管中卵母细胞的功能、存活和受精。男性生殖系统通过分泌的附睾（epididymosomes）和前列腺（prostasomes）小细胞外囊泡（S-EVs）的结合和融合来影响精子功能，这些小囊泡促进蛋白质、脂质和核酸向精子的转移。精浆 S-EV 在精子成熟、免疫和氧化应激保护、获能、受精和子宫内膜植入和容受性方面具有重要作用。用正常精子来源的 S-EV 补充弱精子样本可以提高精子活力，S-EV microRNA 可用于预测非阻塞性无精子症。因此，S-EV 对精子生理的影响可能具有治疗和诊断潜力；然而，用目前的传统方法从体液中分离纯S-EV 群体存在很大障碍。许多传统技术缺乏准确性、有效性和实用性；然而，微流体技术有可能简化和改进 S-EV的隔离和检测。
2.Nebulization of extracellular vesicles: A promising small RNA delivery approach for lung diseases.
细胞外囊泡的雾化：一种用于肺部疾病的有前途的小RNA 递送方法。
[J Control Release] PMID: 36341934
摘要：小细胞外囊泡 (sEV) 是一组细胞分泌的纳米囊泡，直径可达 200 nm。越来越多的研究表明，sEVs可以反映人类疾病的发病机制并介导细胞间通讯。最近，sEV 的研究由于其药物输送特性而急剧增加。然而，尚未报道通过雾化传递外源小 RNA 的 sEV 的综合方法。由于雾化后 sEV 的完整性、雾化 sEV 的输送效率、它们在肺/细胞中的沉积等方面的不确定性，该方法变得复杂。本研究表明，sEV 可以通过振动网状雾化器 (VMN) 输送到鼠肺.体内 sEV 跟踪表明，吸入的 sEV 仅分布在肺中，主要位于肺巨噬细胞和气道上皮细胞中。此外，装载有小 RNA 的 sEV 已成功送入肺部。通过吸入施用载有 siMyd88 的 sEV 可减少脂多糖 (LPS) 诱导的小鼠肺损伤，支持将这种雾化方法应用于递送功能性小 RNA。总的来说，我们的研究提出了一种通过雾化将 sEV 介导的小 RNA 递送到鼠肺的新方法，并提出了一种潜在的基于 sEV 的人类肺部疾病治疗策略。
3.In situ detection of exosomal RNAs for cancer diagnosis.
用于癌症诊断的外泌体 RNA 原位检测。
[Acta Biomater] PMID: 36343908
摘要：外泌体被认为是反映人体生理状态的生物标志物。研究表明，特定外泌体 RNA 的表达水平与某些癌症密切相关。因此，外泌体 RNA 的检测为癌症的液体活检提供了一条新途径。已经开发了许多基于各种原理的外泌体RNA检测方法，大多数方法都是在裂解外泌体后检测提取的RNA。除了复杂且耗时的提取步骤外，这种方法的一个主要缺点是在没有质膜和胞质溶胶的情况下提取的 RNA 的降解。此外，在提取过程中 RNA 有相当大的损失。外泌体 RNA 的原位检测可以避免这些缺点，从而提高诊断可靠性。本文从检测方法、探针系统的转运方式、探针结构、信号放大策略、涉及的功能材料等方面系统综述了外泌体RNA的原位检测。此外，讨论了当前外泌体 RNA 原位检测方法在临床诊断应用中的局限性和可能的改进。本综述旨在为开发用于癌症无创诊断的原位外泌体RNA检测策略提供有价值的参考。
4.Exosomes─Nature's Lipid Nanoparticles, a Rising Star in Drug Delivery and Diagnostics.
外泌体——天然脂质纳米颗粒，药物输送和诊断领域的新星。
[ACS Nano] PMID: 36354238
摘要：外泌体是由脂质双层膜包围并由大多数真核细胞分泌的纳米级细胞外囊泡的一个亚群。它们代表了细胞间通讯的途径，并参与了多种生理和病理过程。外泌体的生物学作用依赖于它们的生物活性货物，包括蛋白质、核酸和脂质，这些货物被输送到靶细胞。它们独特的特性——先天稳定性、低免疫原性、生物相容性和良好的生物膜穿透能力——使它们能够作为高效的药物递送的优质天然纳米载体发挥作用。外泌体的另一个显着有利的临床应用是在诊断中。它们含有来自宿主细胞的各种生物分子，这些生物分子表明了病理生理状况；因此，它们被认为对于临床诊断中的生物标志物发现至关重要。在这里，我们使用来自 CAS Content Collection 的数据，并提供当前状态的概览，并描绘外泌体在治疗和诊断中的应用在时间、地理、成分、货物装载和开发管道方面的研究进展趋势。我们讨论了外泌体的组成和途径，从它们的生物发生和从宿主细胞的分泌到受体细胞的摄取。我们评估了外泌体分离和纯化的方法、它们在治疗和诊断中的临床应用、它们旨在治疗的疾病种类、它们的研究发展阶段以及出版趋势。我们希望这篇综述有助于了解外泌体医学应用领域的当前知识，以进一步解决剩余的挑战，以发挥其潜力。
5.Monocrystalline Labeling Enables Stable Plasmonic Enhancement for Isolation-Free Extracellular Vesicle Analysis.
单晶标记可实现稳定的等离子增强，用于无需纯化的细胞外囊泡分析。
[Small] PMID: 36354195
摘要：作为新兴生物标志物的细胞外囊泡 (EV) 的灵敏检测已显示出对疾病诊断的巨大希望。等离子体金属纳米结构与结合特定生物标志物靶标的分子缀合，广泛用于 EV 传感，但涉及颗粒大小依赖性信号强度和缀合效率之间的权衡。该问题的一种解决方案是在已成功结合目标生物标志物的纳米粒子上诱导成核，以允许原位纳米粒子生长以进行信号放大，但迄今为止评估的方法需要苛刻的条件或缺乏成核特异性，从而阻碍了它们在大多数情况下的有效使用生物标本。本研究描述了一种一步原位策略，通过破坏探针-目标相互作用或脂质双层完整性来诱导单晶铜壳在金纳米棒探针上生长，而不会降低信号，从而实现 EV 生物标志物检测。这种方法在 10 分钟的铜纳米壳生长反应后将检测到的纳米粒子信号增加了大约两个数量级。这对改进疾病检测具有重要意义，正如使用这种方法检测携带病原体衍生生物标志物的低丰度 EV 的新型免疫测定的能力所表明的那样，在它们直接从血清中捕获后，有助于诊断结核病病例具有挑战性的儿科队列。
6.Cancer cell-intrinsic XBP1 drives immunosuppressive reprogramming of intratumoral myeloid cells by promoting cholesterol production.
癌细胞固有的 XBP1 通过促进胆固醇的产生来驱动肿瘤内骨髓细胞的免疫抑制重编程。
[Cell Metab] PMID: 36351432
摘要：肿瘤组织中的不利微环境会破坏内质网稳态并诱导未折叠蛋白反应（UPR）。癌细胞和肿瘤浸润白细胞中的慢性 UPR 可能有助于逃避免疫监视。然而，癌细胞中的UPR如何削弱抗肿瘤免疫反应尚不清楚。在这里，我们证明，在癌细胞中，UPR 成分 X-box 结合蛋白 1 (XBP1) 有利于胆固醇的合成和分泌，从而激活髓源性抑制细胞 (MDSCs) 并引起免疫抑制。胆固醇以小细胞外囊泡的形式传递，并通过巨胞饮作用被MDSCs 内化。 XBP1 的遗传或药理学耗竭或降低肿瘤胆固醇含量会显着降低 MDSC 丰度并引发强烈的抗肿瘤反应。因此，我们的数据揭示了 XBP1/胆固醇信号在调节肿瘤生长中的细胞非自主作用，并表明其抑制是提高癌症免疫治疗疗效的有用策略。
7.Biomaterial-embedded extracellular vesicles improve recovery of the dysfunctional myocardium.
嵌入生物材料的细胞外囊泡可改善功能失调心肌的恢复。
[Biomaterials] PMID: 36347132
摘要：细胞外囊泡 (EV) 越来越被认为是心力衰竭的治疗选择。它们通常通过直接心肌内注射给药，但需要注意的是会从心肌中快速冲洗掉，这可能会削弱它们的治疗效果。为了改善它们在衰竭心肌中的递送，我们设计了一个系统，包括将 EV 加载到临床级透明质酸 (HA) 生物材料中。 EV 是从脐带衍生的间充质基质细胞中分离出来的。然后在体外评估 HA 作为递送平台的适用性。流变学研究证明了所选 HA 的粘弹性和剪切稀化行为，使其易于注射。此外，嵌入 HA 的 EV 的释放持续超过 10 天，并且生物材料没有改变 EV 的生物活性。在大鼠心肌缺血再灌注模型中，我们发现与单独心肌内施用 EV 相比，HA 包埋的 EV 保留了心脏功能（超声心动图），改善了血管生成并减少了细胞凋亡和纤维化（组织学和转录组学）。因此，这些数据强化了将 EV 纳入临床可用的生物材料可能优化其对缺血后心脏修复的有益作用的概念。
8.Tuning pro-survival effects of human induced pluripotent stem cell-derived exosomes using elastin-like polypeptides.
使用弹性蛋白样多肽调整人类诱导的多能干细胞衍生的外泌体的促生存效应。
[Biomaterials] PMID: 36343608
摘要：与基于细胞的疗法相比，基于外泌体的再生疗法可能更容易制造并且应用起来更安全。然而，关于如何使用无动物试剂生物制造可重复且有效的外泌体，仍然存在许多问题。在这里，我们评估了生物材料底物可用于改变人类诱导多能干细胞 (iPSC) 分泌的外泌体效力的假设。基于重组弹性蛋白样多肽 (ELP) 制造了两种无动物设计矩阵：一种包含细胞粘附性 RGD 配体，另一种包含非粘附性 RDG 肽。虽然在这两种底物和 Matrigel 包被的对照上培养的 iPSC 具有相似的增殖水平，但与 RGD-ELP 相比，RDG-ELP 底物显着增加干性标记 OCT4 和 SOX2 的蛋白质表达并抑制自发分化。使用三种不同的压力测试评估了 iPSC 衍生的外泌体的促生存效力：小鼠成纤维细胞的血清饥饿、人内皮细胞的缺氧和犬肾细胞的高渗透压。在所有三种情况下，在 RDG-ELP 基质上生长的 iPSC 产生的外泌体与在 Matrigel 上生长的 iPSC 产生的外泌体具有相似的促存活作用，而使用 RGD-ELP 基质产生的外泌体效力显着降低。这些数据表明，重组底物可以设计用于iPSC 衍生的促存活外泌体的稳健生物制造。
9.3D-MSCs A151 ODN-loaded exosomes are immunomodulatory and reveal a proteomic cargo that sustains wound resolution.
3D-MSCs A151 ODN 加载的外泌体具有免疫调节作用，并揭示了维持伤口消退的蛋白质组货物。
[J Adv Res] PMID: 36328741
摘要：由于缺乏有效的治疗方法，无法愈合的伤口仍然是一个主要负担。间充质干细胞来源的外泌体 (MSC-Exo) 因其促再生和免疫调节特性而成为治疗选择。尽管如此，对于MSC-Exo 介导的确切机制知之甚少。重要的是，通过 3D 生理培养和加载策略来调节它们的功效仍未得到充分探索。通过蛋白质组学分析揭示 MSC-Exo 介导的机制，并使用 3D 培养和加载技术来扩展 MSC-Exo 对皮肤伤口愈合的功效。 MSC-Exo 在 3D 或 2D 培养物(Exo3D/Exo2D) 中产生，并加载了外源性免疫抑制寡脱氧核苷酸 (A151 ODN)。加载的和天然的外泌体都在大小、形态和特定蛋白质标记的存在方面进行了表征；而 IPA 分析能够将它们的蛋白质含量与体外和体内观察到的效果相关联。Exo3D/Exo2D 的再生潜力通过评估角质形成细胞和成纤维细胞的促有丝分裂性、运动原性和细胞因子分泌以及使用体内伤口夹板模型进行了体外评估。因此，还评估了 A151 加载的 Exo3D/Exo2D 对炎症和免疫反应的调节。 Exo3D 在体外刺激有丝分裂和运动原性角质形成细胞和成纤维细胞，上调 IL-1α 和 VEGF-α 或增加 TGF-β、TNF-α 和 IL-10 的分泌。在体内，Exo3D 减少肉芽组织面积并促进伤口完全再上皮化。这些观察结果得到了 Exo3D 货物的蛋白质组学分析的支持，这些分析确定了伤口愈合相关的蛋白质，例如 TGF-β、ITGA1-3/5、IL-6、CDC151、S100A10 和Wnt5α。此外，当加载 A151 ODN 时，Exo3D 差异介导伤口愈合相关的营养因子在体内伤口愈合后期降低 IL-6 和 TNF-α 的全身水平。我们的结果支持载有 A151 的 Exo3D 通过促进皮肤再生同时调节促炎细胞因子的全身水平来治疗慢性伤口的潜力。
10.Single-Vesicle Infrared Nanoscopy for Noninvasive Tumor Malignancy Diagnosis.
用于无创肿瘤恶性肿瘤诊断的单囊泡红外纳米镜检查。
[J Am Chem Soc] PMID: 36288475
摘要：分子表达和结构中的蛋白质异质性决定了肿瘤的发生，是诊断和治疗癌症的生物标志物。小细胞外囊泡 (sEVs) 是细胞释放的纳米级膜结合囊泡，可转移生物活性分子进行细胞间通讯，并在肿瘤进展和转移中发挥重要作用。因此，肿瘤来源的 sEVs 中的蛋白质异质性表明了恶性转化的程度，为癌症诊断和恶性肿瘤评估提供了一种非侵入性的生物标志物。我们采用近场红外 (nano-FTIR) 光谱来研究单个 sEV 中与恶性肿瘤相关的蛋白质异质性，并证明 sEV 蛋白异质性在评估肿瘤恶性肿瘤和转移方面的可区分性。我们发现sEVs的酰胺I/II吸附比随肿瘤恶性程度增加而增加，sEV蛋白中α-螺旋+无规卷曲（α-螺旋和无规卷曲）的比例随着肿瘤的恶性程度而降低，而β-折叠的比例随着肿瘤的恶性程度而降低。 + β-转角（β-折叠和β-转角）随肿瘤恶性程度增加。来自乳腺癌患者原发性肿瘤组织的 sEV 的这些纳米 FTIR 光谱特征在评估肿瘤转移时显示出高灵敏度和特异性。本研究显示了纳米 FTIR 在单个 sEV 表征中的优势，并证明了 sEV 蛋白异质性在癌症诊断中的重要性。它提供了一种非侵入性的解决方案来阐明癌症的发展并促进潜在癌症生物标志物的开发。
11.Intranasal Administration of Self-Oriented Nanocarriers Based on Therapeutic Exosomes for Synergistic Treatment of Parkinson's Disease.
基于治疗性外泌体的自导向纳米载体鼻内给药用于帕金森病的协同治疗。
[ACS Nano] PMID: 34985280
摘要：帕金森病 (PD) 的治疗受到药物输送过程中复杂的病理和多重膜屏障的阻碍。尽管源自间充质干细胞（MSCs）的外泌体具有巨大的PD潜力，但由于其在治疗和递送方面的局限性，仅MSC衍生的外泌体不能完全满足治疗要求。在这里，我们开发了一种名为 PR-EXO/PP@Cur 的自我导向纳米载体，它将治疗性 MSC 衍生的外泌体与姜黄素结合在一起。 PR-EXO/PP@Cur可以自我定向跨越多重膜屏障，在鼻内给药后直接将药物释放到靶细胞的细胞质中。 PR-EXO/PP@Cur随着药物在作用部位的蓄积增强，通过减少α-突触核蛋白聚集体、促进神经元功能恢复、减轻神经炎症，实现三管齐下的协同治疗，应对PD的复杂病理。 PR-EXO/PP@Cur治疗后，PD模型小鼠的运动协调能力显着提高。这些结果表明PR-EXO/PP@Cur在治疗PD或其他神经退行性疾病方面具有广阔的前景。
12.Nanotopography Sequentially Mediates Human Mesenchymal Stem Cell-Derived Small Extracellular Vesicles for Enhancing Osteogenesis.
纳米拓扑顺序介导人间充质干细胞衍生的小细胞外囊泡以增强成骨。
[ACS Nano] PMID: 34935354
摘要：工程化的小细胞外囊泡 (sEV) 被用作提高治疗效果的工具。然而，sEV 的这种应用与几个问题有关，包括成本高和肿瘤发生的高风险。纳米拓扑对骨相关细胞行为的影响更大。然而，纳米拓扑是否专门介导 sEV 内容以执行特定的生物学功能仍不清楚。在这里，我们证明选择性纳米拓扑可用于顺序介导人骨间充质干细胞 (hBMSC) sEVs，以增强 hBMSCs-EVs 对成骨的治疗效果。我们对在抛光钛板 (Ti) 或纳米拓扑钛板 (Ti4) 上培养的 hBMSCs 在 7、14 和 21 天后收获的 sEV 进行 RNA测序，我们发现 7 天后 sEV-miRNA 表达没有显着差异. 14天后发现差异表达的成骨相关microRNA，KEGG分析表明主要的microRNA与成骨相关通路相关，如TGF-β、AMPK和FoxO。 21 d 后 sEV-miRNAs 表达存在显着差异。我们将 21 天后在 Ti4 上培养的hBMSC 分泌的 sEV 加载到具有多巴胺 (PDA) 的 3D 打印多孔 PEEK 支架上，发现这种支架在 6 周和 12 周后表现出优异的成骨能力。在这里，我们证明了具有刺激 hBMSC 成骨分化能力的碱和热处理纳米拓扑可以诱导促成骨 sEV 的分泌，我们还发现 sEV 通过 miRNA 调节成骨。因此，纳米拓扑是否有能力调节 sEV 的其他含量，例如增强成骨的蛋白质，需要进一步研究。这些发现可能有助于我们使用纳米拓扑提取 sEV，用于其他生物医学应用，包括癌症治疗。
今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见！
