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【2022-49期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了10篇分享给大家,第1篇文章介绍了肺间充质细胞通过细胞外囊泡调控肿瘤细胞和NK细胞代谢重编程从而促进乳腺癌转移的功能机制;第2篇文章介绍了基于糖萼修饰的工程化细胞外囊泡用于细胞靶向;第3篇文章介绍了细胞外囊泡在肿瘤血管新生等过程中的功能作用;第4篇那文章介绍了基于DC细胞来源细胞外囊泡的肿瘤疫苗功效;第6、8篇文章都是关于细胞外囊泡检测新技术的报道。

1.Lipid-laden lung mesenchymal cells foster breast cancer metastasis via metabolic reprogramming of tumor cells and natural killer cells.

载脂肺间充质细胞通过肿瘤细胞和自然杀伤细胞的代谢重编程促进乳腺癌转移。

[Cell Metab] PMID: 36476935

摘要:虽然已知远处器官环境支持原发性肿瘤的转移,但其在这一过程中的代谢作用仍未确定。在这里,在乳腺癌模型中,我们发现肺驻留间充质细胞 (MC) 在转移前阶段积累中性脂质。这部分由白细胞介素 1β (IL-1β) 诱导的缺氧诱导脂滴(HILPDA) 介导,后者随后抑制肺 MC 中的脂肪甘油三酯脂肪酶 (ATGL) 活性。小鼠 ATGL 或HILPDA 基因的 MC 特异性消融分别增强和减少了乳腺癌的肺转移,表明载脂 MC 具有促进转移的作用。从机制上讲,载脂 MCs 通过外泌体样囊泡将其脂质转运至肿瘤细胞和自然杀伤 (NK) 细胞,从而导致肿瘤细胞存活和增殖增加以及 NK 细胞功能障碍。单独有效的 IL-1β 的阻断提高了过继性 NK 细胞免疫疗法在减轻肺转移方面的功效。总的来说,肺 MCs 代谢调节肿瘤细胞和抗肿瘤免疫,以促进乳腺癌肺转移。

2.Cell-specific targeting of extracellular vesicles though engineering the glycocalyx.

通过糖萼工程化细胞外囊泡实现细胞特异性靶向。

[J Extracell Vesicles] PMID: 36463392

摘要:细胞外囊泡 (EV) 是用于输送各种化学和生物药物的有前途的载体。然而,它们的功效因缺乏细胞特异性而受到限制。提高 EV 组织特异性的可用方法主要依赖于蛋白质和肽的表面展示,在很大程度上忽略了构成 EV最外层的致密糖萼。在本研究中,我们报告了一种可重构的糖工程策略,可以在 EV 表面内源性展示感兴趣的聚糖。简而言之,EV 生产细胞经过基因工程改造,共表达糖基化结构域 (GD),该结构域插入到 CD63(一种经过充分研究的 EV 蛋白)和岩藻糖基转移酶 VII (FUT7) 或 IX (FUT9) 的大细胞外环中,因此工程 EV 显示感兴趣的聚糖。通过这一策略,我们展示了两种类型的聚糖配体唾液酸 Lewis X (sLeX) 和 Lewis X 在 EV 上的表面展示,并分别实现了对活化内皮细胞和树突细胞的高特异性。此外,sLeX-EV 的内皮细胞靶向特性与间充质干细胞 (MSC) 的内在治疗作用相结合,从而增强了内皮损伤的减弱。总之,本研究提出了一种可重构的糖工程策略,用于生产具有强细胞特异性的 EV,并强调糖萼是工程 EV 的可利用特性。

3.Role of extracellular vesicles in cancer-specific interactions between tumour cells and the vasculature.

细胞外囊泡在肿瘤细胞和脉管系统之间的癌症特异性相互作用中的作用。

[Semin Cancer Biol] PMID: 36371024

摘要:癌症进展以几种非常重要的方式影响和利用血管系统。肿瘤-血管相互作用涉及可溶性因子、细胞外基质分子、细胞-细胞接触以及携带分子效应子组件的细胞外囊泡 (EV)。癌细胞基因组、表观基因组和信号通路中的致癌突变和转化变化对肿瘤血管相互作用的途径产生重要且通常是癌症特异性的影响,包括 EV 的生物发生、内容和生物活性以及癌细胞对它们的反应。值得注意的是,EV 可以在肿瘤和血管细胞之间携带和转移具有生物活性的致癌大分子(癌蛋白、RNA、DNA),从而引发独特的功能变化以及血管生长和重塑的形式。癌症 EV 会影响局部和全身的脉管系统状态,例如癌症相关的血栓形成。EV 介导的通讯通路代表了旨在调节肿瘤血管界面(超越血管生成)治疗的有吸引力的目标,也可用于癌症的诊断目的。

4.Dendritic cell derived exosomes loaded neoantigens for personalized cancer immunotherapies.

树突状细胞衍生的外泌体装载新抗原,用于个性化癌症免疫疗法。

[J Control Release] PMID: 36470333

摘要:尽管癌症疫苗潜力巨大,但其在临床试验中的疗效有限,迫切需要改进方法。在这里,我们设计了一个纳米疫苗平台,其中包含树突状细胞衍生的外泌体载体和用于个体化免疫疗法的患者特异性新抗原。纳米疫苗表现出方便的货物装载和顺利的淋巴结递送能力,随后引发有效的抗原特异性广谱 T 细胞和 B 细胞介导的免疫反应,具有良好的生物安全性和生物相容性。引人注目的是,在转移性 B16F10 黑色素瘤以及MC-38 模型中,新抗原-外泌体纳米疫苗的递送显着抑制了肿瘤生长,延长了生存期,延迟了具有长期记忆的肿瘤发生,消除了肺转移。此外,由于外泌体蛋白的存在,基于外泌体的纳米疫苗显示出优于脂质体制剂的协同抗肿瘤反应。总的来说,我们的研究表明了无细胞疫苗的改进策略,并提出了基于外泌体的纳米平台用于癌症免疫治疗和个性化纳米技术。这些发现代表了一种快速生成用于临床应用的个体化纳米疫苗的强大途径。

5.Weakly migratory metastatic breast cancer cells activate fibroblasts via microvesicle-Tg2 to facilitate dissemination and metastasis.

弱迁移转移性乳腺癌细胞通过微泡-Tg2 激活成纤维细胞以促进传播和转移。

[Elife] PMID: 36475545

摘要:癌细胞迁移具有高度异质性,癌细胞的迁移能力被认为是转移潜能的指标。越来越清楚的是,癌细胞不一定具有固有的迁移性才能发生转移,迁移性弱的癌细胞通常具有高度转移性。然而,弱迁移细胞从原发性肿瘤中逃逸的机制仍不清楚。在这里,利用表型分类的强和弱迁移人乳腺癌细胞,我们证明弱迁移转移细胞通过与基质细胞的通讯从原发性肿瘤传播。虽然强迁移的细胞能够进行单细胞迁移,但迁移性较弱的细胞可以依赖于与成纤维细胞的细胞间信号转导来逃离原发性肿瘤。弱迁移细胞释放富含组织转谷氨酰胺酶 2 (Tg2) 的微泡,其激活小鼠成纤维细胞并导致体外弱迁移癌细胞迁移。这些微泡还在体内诱导肿瘤硬化和成纤维细胞活化,并增强弱迁移细胞的转移。我们的研究结果将微泡和 Tg2 确定为转移的潜在治疗靶点,并揭示了转移级联的一个新方面,其中弱迁移细胞释放微泡,激活成纤维细胞以增强癌细胞传播。

6.Magneto-Nanomechanical Array Biosensor for Ultrasensitive Detection of Oncogenic Exosomes for Early Diagnosis of Cancers.

用于超灵敏检测致癌外泌体以进行癌症早期诊断的磁纳米机械阵列生物传感器。

[Small] PMID: 36464637

摘要:外泌体是细胞分泌的一类纳米级囊泡,含有丰富的与亲本细胞密切相关的信息。癌症来源的外泌体的超灵敏检测对于癌症的早期无创诊断具有重要意义。在这里,报道了一种超灵敏的纳米机械传感器,它使用磁驱动的微悬臂梁阵列来选择性地检测致癌外泌体。引入了一种磁力,即使在目标物质浓度非常低的情况下,它也能产生比分子间相互作用力产生的微悬臂梁更大的偏转。该方法将检测限降低到小于 10 个外泌体 mL -1 。直接检测乳腺癌患者和健康人血清中的外泌体表现出显着差异。与传统的基于表面应力模式的纳米机械传感相比,这项工作将灵敏度提高了五个数量级。该方法可以并行应用于其他微生物(如细菌和病毒)的高灵敏度检测,使用不同的探针分子,可为癌症诊断、食品安全和SARS-CoV-2感染提供超灵敏检测方法。

7.Small extracellular vesicles from Ptpn1-deficient macrophages alleviate intestinal inflammation by reprogramming macrophage polarization via lactadherin enrichment.

来自 Ptpn1 缺陷巨噬细胞的小细胞外囊泡通过乳粘素富集重新编程巨噬细胞极化来减轻肠道炎症。

[Redox Biol] PMID: 36462232

摘要:已知酪氨酸蛋白磷酸酶非受体 1 型 (Ptpn1) 参与巨噬细胞极化。然而,Ptpn1 是否以及如何调节巨噬细胞表型以影响肠上皮屏障功能在很大程度上仍未得到探索。在此,我们研究了 Ptpn1 和巨噬细胞衍生的小细胞外囊泡 (sEV) 在肠道炎症背景下对巨噬细胞-肠上皮细胞 (IEC) 相互作用的影响。我们发现 Ptpn1 敲低使巨噬细胞向抗炎 M2 表型转变,从而促进肠道屏障完整性并抑制巨噬细胞-IEC 共培养模型中的炎症反应。我们进一步揭示了从 Ptp1b 敲低巨噬细胞中分离出的条件培养基或 sEV 是推动有益结果的主要因素。一致地,从 Ptpn1 敲低的巨噬细胞中施用 sEV 可降低 LPS 攻击小鼠的疾病严重程度并改善肠道炎症。此外,小鼠巨噬细胞的耗竭消除了 Ptpn1 敲低巨噬细胞 sEV 对鼠伤寒沙门氏菌感染的保护作用。重要的是,我们发现乳粘素在 Ptpn1 敲低巨噬细胞的 sEV 中高度富集。施用重组乳粘素可通过诱导巨噬细胞 M2 极化来减轻肠道炎症和屏障功能障碍。有趣的是,sEVs 乳粘素也被巨噬细胞和 IECs 内化,导致巨噬细胞 M2 极化并增强肠道屏障的完整性。从机制上讲,乳粘素的抗炎和屏障增强作用是通过减少 TNF-α 和 NF-kB 的活化来实现的。因此,我们证明来自 Ptpn1 敲低巨噬细胞的 sEVs 通过乳粘素的富集介导 IECs 和巨噬细胞之间的通讯。结果可能会导致开发针对肠道炎症性疾病的新疗法。

8.An integrated lab-on-a-chip platform for pre-concentration and detection of colorectal cancer exosomes using anti-CD63 aptamer as a recognition element.

一个集成的芯片实验室平台,用于使用抗 CD63 适体作为识别元件预浓缩和检测结直肠癌外泌体。

[Biosens Bioelectron] PMID: 36395728

摘要:结直肠癌 (CC) 是全球癌症相关死亡的常见原因之一。鉴定 CC 的新型生物标志物对于早期诊断和降低其死亡率至关重要。在最有前途的候选生物标志物中,外泌体在癌症诊断、管理和治疗方面具有巨大潜力。外泌体是细胞分泌的细胞外囊泡,它们有助于细胞间通讯、免疫反应和许多疾病的发病机制,包括心血管疾病、神经退行性疾病和癌症。已经开发/使用了几种方法来分离和纯化外泌体。然而,这些方法费时且纯化效率低。在这项工作中,我们开发了“apta-magnetic biosensor”平台,用于从细胞培养物中分离、纯化和检测外泌体。缀合到磁性纳米珠表面的抗CD63适体用作识别元件。使用动态分离系统,该系统沿微流体通道采用横向磁场。该通道暴露于交替磁场,该磁场将交替磁力施加到磁珠-外泌体复合物上。流体流动和磁力的结合在连续流动条件下产生几个“交替捕获和释放”事件,每个事件代表一个洗涤周期。在没有靶标的情况下,将涂在磁性纳米珠表面上的石墨烯用作荧光标记适体(OFF 状态)的猝灭剂。添加 CD63 靶蛋白后,适配体从石墨烯上解离并与靶标结合,从而增加荧光强度(ON 状态)。获得了不同浓度的外泌体与荧光强度的校准图,检测限计算为 1457 个颗粒/mL。使用密切相关的蛋白质测试传感器的特异性。结果表明,外泌体的顺磁分离、预浓缩和定量显示出巨大的临床应用潜力。

9.Porous scaffold for mesenchymal cell encapsulation and exosome-based therapy of ischemic diseases.

用于间充质细胞封装和基于外泌体的缺血性疾病治疗的多孔支架。

[J Control Release] PMID: 36370875

摘要:包括心肌梗死 (MI) 和肢体缺血在内的缺血性疾病在全球范围内有着很高的发病率和死亡率。细胞疗法是一种潜在的治疗方法,但通常受到在目标部位注射的供体细胞存活率和滞留率低的限制。由于大部分治疗效果是通过细胞分泌的旁分泌因子(包括细胞外囊泡 (EV))产生的,因此我们开发了一种用于细胞封装的多孔材料,可改善供体细胞的保留和存活,同时允许 EV 分泌。人类供体心脏间充质细胞被用作模型治疗细胞,封装系统可以维持三维细胞生长和治疗因子的分泌。封装增加了 EV 和保护性生长因子的分泌,并且分泌的 EV 在体外试验中具有缺氧保护、促血管生成活性。在肢体缺血的小鼠模型中,植入物改善了血管生成和血流,而在 MI 模型中,改善了射血分数。在这两种情况下,与直接注射的细胞相比,封装系统大大延长了供体细胞的保留和存活。该系统代表了一种有前途的缺血性疾病治疗方法,将来可用于治疗其他疾病。

10.Extracellular vesicles-transferred SBSN drives glioma aggressiveness by activating NF-κB via ANXA1-dependent ubiquitination of NEMO.

细胞外囊泡转移的 SBSN 通过 NEMO 的 ANXA1 依赖性泛素化激活 NF-kB 来驱动胶质瘤侵袭性。

[Oncogene] PMID: 36316443

摘要:胶质瘤是最常见的恶性原发性脑肿瘤,具有侵袭性和预后差的特点。尽管基于细胞外囊泡 (EV) 的细胞间通讯介导了神经胶质瘤的进展,但这一过程的关键分子介质仍未完全了解。在此,我们阐明了 EV 介导的 suprabasin (SBSN) 转移,导致胶质瘤的侵袭性和进展。高水平的 SBSN 与临床分级呈正相关,预示着患者的临床预后较差。SBSN 的沉默抑制了体内神经胶质瘤细胞的肿瘤发生和侵袭性。EVs 介导的 SBSN 转移导致SBSN 水平升高,这通过增强受体胶质瘤细胞的迁移、侵袭和血管生成来促进胶质瘤细胞的侵袭性。从机制上讲,SBSN通过与膜联蛋白 A1 相互作用激活 NF-kB 信号,进一步诱导 NF-kB 必需调节剂 (NEMO) 的 Lys63 连接和 Met1 线性多聚泛素化。总之,含有SBSN的EVs在胶质瘤细胞内的通讯通过激活NF-kB通路驱动肿瘤的形成和发展,这可能为胶质瘤的临床干预提供潜在的治疗靶点。

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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