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【2023-07期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了14篇分享给大家,第1篇文章综述了附睾前列腺等释放的细胞外囊泡在精子功能发挥中的功能作用;第2篇文章对细胞外囊泡治疗糖尿病伤口的效果进行了系统评价;第5篇文章综述了目前细胞外囊泡在神经退行性疾病诊断中的作用,并探讨了使用唾液来源细胞外囊泡进行诊断的可行性;第6篇文章综述了细胞内信号通路调节细胞外囊泡内容物分选的研究进展;第7篇文章提出了流式细胞术分析细胞外囊泡的技术纲要;第8篇文章介绍了一种可以用于细胞培养的无囊泡添加剂,可用于细胞外囊泡的大规模制备;第14篇文章介绍了冷空气暴露对细胞外囊泡功能的影响。
1.Microfluidics facilitating the use of small extracellular vesicles in innovative approaches to male infertility.微流体促进小细胞外囊泡在男性不育症治疗方法创新中的应用。[Nat Rev Urol] PMID: 36348030摘要:精子在转录和翻译上是静止的,因此,依赖于精浆微环境来实现输与卵管中卵母细胞的作用和受精。男性生殖系统通过附睾(epididymosomes)和前列腺(prostasomes)释放的小细胞外囊泡(S-EVs)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、受精以及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 可用于预测非梗阻性无精子症。因此,S-EV 对精子生理学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;然而微流控技术有可能简化和改进 S-EV 的隔离和检测。
2.The effectiveness of cell-derived exosome therapy for diabetic wound: A systematic review and meta-analysis.细胞来源的外泌体治疗糖尿病伤口的有效性:系统评价和荟萃分析。[Ageing Res Rev] PMID: 36669689摘要:糖尿病在老年人群中的患病率很高,而且每年都在上升。糖尿病最严重和最常见的并发症之一是糖尿病伤口,它对患者的财务、心理健康和功能能力有长期的负面影响。外泌体是一种无细胞疗法,已成为治疗糖尿病伤口的一种很有前途的新型疗法,但其作用机制仍未完全明了。因此,我们进行了这项荟萃分析,以评估外泌体在治疗糖尿病伤口方面的有效性。我们在 PubMed、Cochrane 图书馆、EMBASE 和 Web of Science 中搜索了相关研究,这些研究描述了外泌体对 2022 年 10 月 17 日之前发布的糖尿病伤口模型的治疗益处。结果指标包括伤口愈合率、新生血管密度、再循环-上皮化率、胶原蛋白沉积、疤痕宽度和炎症因子。 RevMan 5.4 软件用于进行所有统计分析。该荟萃分析共确定了 21 项涉及 323 只动物的研究。汇总分析表明,在伤口愈合率(SMD = 5.42;95%CI = 4.40-6.44;P<0.00001)、新血管密度(SMD = 5.48;95%CI)方面,外泌体疗法优于对照疗法= 4.31-6.64;P < 0.00001),再上皮化率(SMD = 5.06;95 %CI = 3.75-6.37;P < 0.00001),胶原蛋白沉积(SMD = 4.78;95 %CI = 3.58-5.98 ;P<0.00001),疤痕宽度(SMD = -8.10;95%CI = -10.31 至 -5.89;P<0.00001)均有所改善。此外,外泌体治疗组炎症因子的表达显着下调。根据当前试验的荟萃分析,外泌体疗法可以提高糖尿病伤口的质量,尤其是与新型敷料结合使用时。为了证明治疗糖尿病伤口最有效的外泌体和治疗参数,未来的研究应该进行大规模、随机、双盲试验,并进行高质量、长期的随访。
3.Tumour-derived exosomal piR-25783 promotes omental metastasis of ovarian carcinoma by inducing the fibroblast to myofibroblast transition.肿瘤来源的外泌体 piR-25783 通过诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞转变促进卵巢癌的网膜转移。[Oncogene] PMID: 36482201摘要:卵巢癌固有地对富含脂肪的网膜具有明显的转移器官性,有助于疾病进展。尽管已知转移前微环境 (PMM) 在此过程中经常发挥促转移作用,但对 PMM 形成的不完整机制洞察阻碍了其治疗靶向。网膜成纤维细胞可以被肿瘤细胞激活以分化成肌成纤维细胞,称为成纤维细胞到肌成纤维细胞的转变 (FMT),这反过来又增强了癌症的侵袭性。在这里,我们发现外泌体 piR-25783 介导了癌细胞和网膜成纤维细胞之间的串扰,这促进了肿瘤转移。肿瘤细胞分泌的外泌体 piR-25783 激活成纤维细胞中的 TGF-β/SMAD2/SMAD3 通路,促进大网膜中的 FMT 以及各种细胞因子的分泌和增殖、迁移和侵袭特性的升高,有助于形成PMM。此外,piR-25783 诱导的肌成纤维细胞促进肿瘤在网膜中的植入和生长。此外,piR-25783 在卵巢癌中的过度表达与不利的临床病理学特征和较短的生存期相关。在这项研究中,我们提供了分子、功能和转化证据,表明外泌体 piR-25783 在 PMM 的形成和体外和体内转移性疾病的发展中起着重要作用,并可能作为卵巢癌的潜在治疗靶点有转移。
4.Exosomal miR-27b-3p secreted by visceral adipocytes contributes to endothelial inflammation and atherogenesis.内脏脂肪细胞分泌的外泌体 miR-27b-3p 有助于内皮炎症和动脉粥样硬化形成。[Cell Rep] PMID: 36640325摘要:肥胖,尤其是内脏脂肪增加,与包括动脉粥样硬化在内的各种代谢挑战呈正相关,但其机制尚不完全清楚。本研究的目的是确定内脏脂肪来源的外泌体 (Exo) 在内皮细胞和动脉粥样硬化中的作用。我们表明肥胖会改变小鼠内脏脂肪外泌体的miRNA 谱。重要的是,外泌体 miR-27b-3p 有效进入血管内皮细胞并通过下调 PPARα 激活 NF-kB 通路。从机制上讲,miR-27b-3p 直接与 PPARαmRNA 的 CDS 区域结合,从而促进 mRNA 降解并抑制翻译。在 ApoE 缺陷小鼠中,miR-27b-3p 模拟物的施用会增加炎症和动脉粥样硬化形成,而 PPARα 的过表达可防止动脉粥样硬化。因此,肥胖诱导的外泌体 miR-27b-3p 促进内皮炎症并通过 PPARα 抑制促进动脉粥样硬化形成。我们揭示了肥胖加重动脉粥样硬化的外泌体途径,并提出了肥胖患者动脉粥样硬化的治疗策略。
5.Employing nanoparticle tracking analysis of salivary neuronal exosomes for early detection of neurodegenerative diseases.利用唾液神经元外泌体的纳米粒子追踪分析进行神经退行性疾病的早期检测。[Transl Neurodegener] PMID: 36747288摘要:神经退行性疾病是一组主要由神经元退化引起的进行性和目前无法治愈的疾病。神经退行性疾病通常会导致认知障碍和运动障碍。现在公认分子事件先于临床症状出现数年。在过去的十年中,密集的研究尝试旨在对这些疾病进行早期诊断。最近,外泌体被证明在包括癌症和神经退行性疾病在内的许多疾病的发生和发展中起着举足轻重的作用。此外,由于外泌体可以穿过血脑屏障,它们可以作为神经功能障碍的诊断工具。在这篇综述中,我们详细介绍了这些疾病的机制和当前面临的挑战,简要回顾了外泌体在神经退行性疾病进展中的作用,并提出了一种基于唾液神经元外泌体和纳米粒子追踪分析的新策略,可用于早期筛查神经退行性疾病的发作。
6.Context-specific regulation of extracellular vesicle biogenesis and cargo selection.细胞外囊泡生物发生和货物选择的特定环境调节。[Nat Rev Mol Cell Biol] PMID: 36765164摘要:为了协调、适应和响应生物信号,细胞将特定信息传递给其他细胞。细胞间通讯的一个重要方面涉及将分子分泌到细胞外空间。几十年来,如何选择这些分子进行分泌一直是膜运输领域的一个基本问题。最近,细胞外囊泡 (EV) 被认为是细胞间通讯的关键参与者,它不仅携带膜蛋白和脂质,还携带 RNA、胞质蛋白和其他信号分子到受体细胞。为了传达正确的信息,必须以受监管和特定于环境的方式将货物分类入细胞外囊泡。近年来,大量脂质组学、蛋白质组学和 RNA 测序研究表明,EV 货物成分因供体细胞类型、代谢线索和疾病状态而异。对不同货物“指纹”的分析揭示了特定分子通路的激活与货物分拣之间的机制联系。此外,细胞生物学研究开始揭示受细胞环境调节的新型生物发生机制。在这里,我们回顾了 EV 生物发生和货物分类的特定背景机制,重点关注细胞信号和细胞状态如何影响最终靶向EV 的细胞成分。
7.A compendium of single extracellular vesicle flow cytometry.单细胞外囊泡流式细胞术纲要。[J Extracell Vesicles] PMID: 36759917摘要:流式细胞术 (FCM) 提供了一种能够表征单个细胞外囊泡 (EV) 的多参数技术。然而,大多数流式细胞仪设计用于检测比 EV 大的细胞。尽管细胞超过了背景噪声,但源自 EV 的信号与背景噪声部分重叠,从而使 EV 比细胞更难检测。这种技术不匹配以及含 EV 流体的复杂性导致在进行、解释和重现 EV FCM 实验时受到限制和挑战。为了应对和克服这些挑战,国际细胞外囊泡学会(ISEV)、国际细胞计数促进学会 (ISAC) 和国际血栓形成与止血学会 (ISTH) 的研究人员联合起来成立了 EV FCM 工作组。为了改进未来 EV FCM 数据的解释、报告和可重复性,EV FCM 工作组发布了一份 ISEV 立场手稿,概述了应报告的关于单个 EV (MIFlowCyt-EV) 的 FCM 实验的最少信息框架。但是,该框架包含有限的背景信息。因此,本纲要的目的是提供设计和进行可重现的 EV FCM 实验所需的背景信息。本纲要包含有关 EV、光与 EV 之间的相互作用、FCM 硬件、实验设计和分析前程序、样品制备、化验控制、仪器数据采集和校准、EV 表征和数据报告的背景信息。尽管本纲要侧重于 EV,但许多概念和解释也可应用于 EV 大小范围内的其他颗粒的 FCM 检测,例如细菌、脂蛋白颗粒、乳脂肪球和病毒。
8.Producing vesicle-free cell culture additive for human cells extracellular vesicles manufacturing.生产用于人体细胞胞外囊泡的无囊泡细胞培养添加剂。[J Control Release] PMID: 36764527摘要:最近出现了一种新的范式,包括从细胞疗法转向更灵活的脱细胞“细胞外囊泡 (EV) 疗法”方法,从而在纳米医学中开辟了一个新的、有前途的领域。临床级 EV 的大规模生产仍有待解决重要的技术限制。细胞在补充有人血小板裂解物 (hPL)(无异种)或 GMP 级胎牛血清 (FCS) 的培养基中培养。然而,这些添加剂含有大量影响细胞分泌EV分离的外源EV。因此,在 EV 分泌阶段,细胞通常保持在无添加剂的培养基中,但这会大大限制它们的存活。在目前的工作中,我们开发了一种使用切向流过滤 (TFF) 制备无囊泡 hPL (EV-free hPL) 或无囊泡 FCS (EV-free FCS) 的方法。我们展示了纯 hPL 和 FCS 的非常有效的 EV 消耗(>98%),具有高度保守的蛋白质含量。含有我们的无 EV 添加剂的培养基支持人骨髓 MSC (BM-MSC) 的存活。细胞存活率和累积的 EV 产量都大大高于传统上用于 EV 生产的饥饿条件。在不含 EV 的hPL 培养基中,我们表明纯化的 EV 在整个生产过程中保持其形态和分子特征。最后,我们用 3 种其他细胞类型测试了我们的添加剂,人原代内皮集落形成细胞 (ECFC) 和两种非贴壁人细胞系 Jurkat 和 THP-1。我们确认无 EV 的 hPL 和 FCS 都能够维持细胞存活和 EV 生产至少 216 小时。因此,我们的方法提供了一种新的选择,可以帮助从几乎任何哺乳动物细胞中产生大量 EV,尤其是那些不能忍受饥饿的细胞。该方法适用于任何用于研究和开发目的的动物血清。此外,不含 EV 的 hPL 具有临床级兼容性,并允许在 2D(细胞板)和 3D(生物反应器)环境中为大规模治疗性 EV 生产制备。
9.Adipocyte-derived extracellular vesicles increase insulin secretion through transport of insulinotropic protein cargo.脂肪细胞衍生的细胞外囊泡通过运输促胰岛素蛋白货物增加胰岛素分泌。[Nat Commun] PMID: 36759608摘要:脂肪细胞来源的细胞外囊泡 (AdEVs) 是膜状纳米颗粒,可将脂肪组织与其他器官的通讯传递出去。在这里,为了描述它们作为具有葡萄糖调节性质的信使的作用,我们将荧光 AdEV 追踪和 SILAC 标记与(磷酸)蛋白质组学配对,并揭示 AdEV 将功能性促胰岛素蛋白货物转移到胰腺 β 细胞中。转移后,AdEV 蛋白被磷酸化,通过增加总蛋白丰度和磷酸位点动力学增强促胰岛素 GPCR/cAMP/PKA 信号,并最终增强小鼠胰岛中的第一阶段葡萄糖刺激胰岛素分泌(GSIS)。值得注意的是,促胰岛素作用仅限于从肥胖和胰岛素抵抗的 AdEV 中分离出来,而不是瘦小鼠,这与不同的蛋白质负荷和 AdEV 管腔形态一致。同样,用来自肥胖而非瘦小鼠的 AdEV 进行体内预处理可增强小鼠的胰岛素分泌和葡萄糖耐量。该数据表明,分泌的 AdEV 可以告知胰腺β细胞脂肪组织中的胰岛素抵抗,以便在胰岛素需求增加时放大GSIS。
10.Tumor cell-derived microparticles induced by methotrexate augment T-cell antitumor responses by down-regulating expression of PD-1 in neutrophils.甲氨蝶呤诱导的肿瘤细胞衍生微粒通过下调中性粒细胞中PD-1 的表达来增强 T 细胞抗肿瘤反应。[Cancer Immunol Res] PMID: 36758174摘要:中性粒细胞通过支持或抑制肿瘤进展在肿瘤微环境 (TME) 中充当“双刃剑”。因此,引发中性粒细胞抗肿瘤反应仍然具有挑战性。在这里,我们发现甲氨蝶呤 (MTX-MP) 诱导的肿瘤细胞衍生微粒可作为免疫治疗剂激活中性粒细胞,增加细胞的肿瘤杀伤作用并增强 T 细胞抗肿瘤反应。我们发现乳酸诱导肿瘤相关中性粒细胞 (TAN) 提高 PD-1 的表达,并且 PD-1+ 中性粒细胞具有 N2 中性粒细胞的特性,并通过 PD-1/PD-L1 信号抑制 T 细胞活化。通过进行离体实验,我们发现由于 PD-1 在溶酶体中的内化和降解,MTX-MPs 激活的中性粒细胞表面 PD-1 表达减少,导致细胞抑制 T 细胞的能力下降回应。此外,我们还发现 MTX-MP 激活的中性粒细胞释放中性粒细胞弹性蛋白酶,可杀死肿瘤细胞并破坏肿瘤间质,导致 T 细胞浸润增加。此外,使用抗 PD-L1 和 MTX-MP 的组合,我们观察到肺癌小鼠模型的长期存活率增加。总的来说,这些发现突出了联合使用抗 PD-L1 和 MTX-MP 来增强单独抗 PD-L1 治疗效果的潜在用途。
11.TOP-EV: Technology of protein loading through Extracellular Vesicle is a versatile platform for intracellular protein delivery.TOP-EV:通过细胞外囊泡装载蛋白质的技术是一种用于细胞内蛋白质递送的多功能平台。[J Control Release] PMID: 36746337摘要:细胞外囊泡 (EV) 已成为生物相容性药物递送载体,因为它们具有将生物活性货物递送至受体细胞的天然能力。然而,EV 作为治疗性运载工具的应用受到将目标蛋白内源性加载到 EV 内并在交付给受体细胞后卸载蛋白质的有效方法的阻碍。大多数基于 EV 的工程装载方法由于其低效的内体逃逸或从 EV 膜的腔内附件释放货物而具有有限的递送效率。在这里,我们将“通过细胞外囊泡加载蛋白质的技术”(TOP-EV) 描述为一种通过 EV 介导的靶蛋白在细胞内有效递送的工具。我们的策略通过在供体细胞中整合水疱性口炎病毒糖蛋白和雷帕霉素诱导的 FKBP12 和 T82L 突变体FRB 蛋白的异二聚化来促进蛋白质加载。 TOP-EV 的施用导致 Cre 重组酶的功能性细胞内递送,从而在多种细胞类型中诱导 Cre 介导的重组。类似地,将包含 TOP-EV 的 Cas9 施用至Cas9 报告细胞导致相应报告细胞中的高效基因组编辑。此外,我们发现 TOP-EV 可以在肝脏中成功地介导体内细胞内蛋白质的传递。总而言之,TOP-EVs 提供了一个多功能平台,可在体外和体内有效地进行细胞内蛋白质递送,可用于促进基于蛋白质的疗法的发展。
12.Extracellular vesicles and high-density lipoproteins: Exercise and oestrogen-responsive small RNA carriers.细胞外囊泡和高密度脂蛋白:运动和雌激素反应性小RNA 载体。[J Extracell Vesicles] PMID: 36739598摘要:全身雌激素水平降低(即更年期)会影响代谢健康。然而,这一过程背后的详细机制仍不清楚。雌激素和运动都已被证明可以改善代谢健康,这可能部分由循环 microRNA (c-miR) 信号传导介导。近年来,细胞外囊泡 (EV) 在组织串扰领域引起了越来越多的关注。然而,在许多关于 EV 携带的 miR 的研究中,没有考虑高密度脂蛋白 (HDL) 颗粒与 EV 的共分离,这可能会影响结果。在这里,我们证明 EV 和 HDL 颗粒具有不同的小RNA (sRNA) 含量,包括宿主和非宿主 sRNA。运动导致 EV 中相对 miR 丰度急剧增加,而在 HDL 颗粒中,它导致转移 RNA 衍生的 sRNA 增加。此外,我们证明基于雌激素的激素疗法 (HT) 允许急性运动诱导的 miR 反应发生在绝经后妇女的 EV 和 HDL 颗粒中,而在非使用者中则没有这种反应。
13.Immune cells and their derived microRNA-enriched extracellular vesicles in nonalcoholic fatty liver diseases: Novel therapeutic targets.非酒精性脂肪肝疾病中的免疫细胞及其衍生的富含microRNA 的细胞外囊泡:新的治疗靶点。[Pharmacol Ther] PMID: 36738973摘要:非酒精性脂肪性肝病 (NAFLD) 是全球慢性肝病的主要原因。尽管进行了广泛的研究和多项临床试验,但仍然没有 FDA 批准的治疗最严重形式的 NAFLD 的疗法。这在很大程度上是由于其复杂的病因和发病机制,涉及内脏肥胖、胰岛素抵抗、肠道菌群失调等。虽然炎症通常被认为是推动单纯性脂肪变性进展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的关键因素之一,炎症的确切类型及其对 NASH 发病机制的影响在很大程度上仍然未知。肝脏炎症伴随着炎症介质的升高,包括细胞因子和趋化因子,并因此导致多种类型免疫细胞的肝内浸润。最近的研究表明,源自炎症细胞和肝细胞的细胞外囊泡(EV)在控制 NASH 期间的肝脏炎症中起着重要作用。在这篇综述中,我们强调了先天性和适应性免疫细胞及其富含 microRNA 的 EV 在NAFLD 发展过程中的作用,并讨论了针对炎症通路治疗 NAFLD 的潜在药物。
14.Cold exposure impairs extracellular vesicle swarm-mediated nasal antiviral immunity.冷暴露会损害细胞外囊泡群介导的鼻腔抗病毒免疫。[J Allergy Clin Immunol] PMID: 36494212摘要:人体上呼吸道是吸入呼吸道病毒的第一个接触部位,并产生一系列先天免疫反应。呼吸道病毒感染的季节性变化和环境温度在调节对感染的免疫反应中的重要性已得到充分认识;然而,潜在的生物学机制仍未得到充分研究。我们研究了鼻上皮来源的细胞外囊泡 (EV) 在先天 Toll 样受体 3 (TLR3) 依赖性抗病毒免疫中的作用。我们评估了人自体细胞和新鲜人鼻粘膜手术标本中 TLR3 刺激后鼻上皮 EV 的分泌和组成。我们还探讨了 TLR3 刺激的 EV 对呼吸道病毒的抗病毒活性和机制,以及低温环境对 TLR3 依赖性抗病毒免疫的影响。我们发现聚肌苷酸:聚胞苷酸,又名聚 (I:C),暴露通过 TLR3 信号诱导鼻上皮 EV 分泌的增加。 EV 参与TLR3 依赖性抗病毒免疫,通过 EV 介导的 miR-17 功能传递和通过表面受体(包括 LDLR 和 ICAM-1)与病毒配体结合后的直接病毒粒子中和来保护宿主免受病毒感染。这些由 TLR3 刺激的 EV 介导的有效抗病毒免疫防御功能因 EV 总分泌减少以及 microRNA 包装和减少单个 EV 的抗病毒结合亲和力而因寒冷暴露而受损。 TLR3 依赖性鼻上皮 EV 表现出多种先天抗病毒机制来抑制呼吸道病毒感染。此外,我们的研究为上呼吸道感染患病率的季节性变化提供了直接的定量机制解释。
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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