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【2023-24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篇文章探讨了目前细胞外囊泡中的脂质成分的研究进展,并讨论了脂质组学在细胞外囊泡未来研究中的应用前景;第2篇我分子介绍了一种人工纳米囊泡的制备和应用;第5篇文章介绍了结核分支杆菌细胞外囊泡形成过程中的调控分子;第8篇文章综述了目前细胞产生的凋亡相关囊泡的研究进展。

  1. Lipids in Extracellular Vesicles: What Can Be Learned about Membrane Structure and Function? 细胞外囊泡中的脂质:关于膜结构和功能可以了解什么?[Cold Spring Harb Perspect Biol] PMID: 37277192

摘要:细胞外囊泡,如外泌体,可以用作研究生物膜结构和功能的有趣模型,因为这些囊泡仅包含一层膜(即一层脂质双层)。除了脂质外,它们还含有蛋白质、核酸和各种其他分子。此处将外泌体的脂质成分与 HIV 颗粒和耐洗涤剂膜进行比较,后者也含有高含量的鞘脂、胆固醇和磷脂酰丝氨酸 (PS)。我们讨论了脂质之间的相互作用,尤其是内部小叶中的 PS 18:0/18:1 与外部小叶中的超长链鞘脂之间的相互作用,以及胆固醇对这些相互作用的重要性。我们还简要讨论了醚连接磷脂 (PLs) 在此类脂筏样结构中的作用,以及这些和其他脂质类别在外泌体形成中的可能作用。强调了提高定量脂质组学研究质量的迫切需要。

 

  1. Bioinspired engineering of fusogen and targeting moiety equipped nanovesicles.配备有融合剂和靶向分子的仿生纳米囊泡。[Nat Commun] PMID: 37291242

摘要:细胞衍生的小细胞外囊泡已被用作有效的药物载体。然而,重大挑战阻碍了它们的临床转化,包括细胞溶质递送效率低下、目标特异性差、产量低和生产不一致。在这里,我们报告了一种生物启发材料、工程融合剂和靶向部分共功能化细胞衍生纳米囊泡 (CNV),称为 eFT-CNV,作为药物载体。我们表明,通用的 eFT-CNV 可以通过挤压转基因供体细胞来生产,具有高产量和一致性。我们证明了 bioinspired eFT-CNVs 可以有效和选择性地结合目标并触发膜融合,实现内溶酶体逃逸和细胞溶质药物递送。我们发现,与对应物相比,eFT-CNV 显着提高了作用于细胞溶质靶标的药物的治疗效果。我们相信,我们的仿生 eFT-CNV 将成为纳米医学和精准医学的有前途且强大的工具。

 

  1. Biomimetic and NOS-Responsive Nanomotor Deeply Delivery a Combination of MSC-EV and Mitochondrial ROS Scavenger and Promote Heart Repair and Regeneration.仿生和 NOS 响应纳米马达深度输送 MSC-EV 和线粒体 ROS 清除剂的组合,促进心脏修复和再生。[Adv Sci (Weinh)] PMID: 37282826

摘要:间充质干细胞来源的细胞外囊泡(MSC-EV)被证明可以促进心脏修复,然而,它在启动心肌增殖重启方面仍然存在不足。在这方面,ROS 诱导的 DNA 损伤和反应是细胞周期停滞的罪魁祸首。在这里,这项工作构建了一种混合细胞衍生的细胞外囊泡,它由 MSC 和巨噬细胞膜组成,并包含 MitoN(一种 ROS 清除剂),以促进心脏的愈合。 MitoN 是一种 NAD(P)H 模拟物,可以靶向线粒体以消除 ROS,从而恢复停滞的细胞周期。混合细胞外囊泡 (N@MEV) 可以响应心肌损伤期间产生的炎症信号,从而能够更好地靶向和富集到损伤位置。 L-精氨酸可以被 NOS 和 ROS 催化成 NO 和 SO,被固定在囊泡 (NA@MEV) 内,以进一步增强 N@MEV 穿透心脏间质的潜力。结合多种机制,在小鼠心肌损伤模型中,N@MEV 与 MSC-EV 相比,心脏功能增加了 1.3 倍。更深入的机制研究发现 NA@MEV 可以调节 M2 巨噬细胞;促进血管生成;减少 DNA 损伤和反应,从而重新启动心肌细胞增殖。因此,这种联合疗法在心脏修复和再生方面显示出综合效应。

 

  1. Immune engineered extracellular vesicles to modulate T cell activation in the context of type 1 diabetes.免疫工程细胞外囊泡在 1 型糖尿病的情况下调节 T 细胞活化。[Sci Adv] PMID: 37267353

摘要:细胞外囊泡 (EV) 可通过抗原呈递和共刺激或共抑制影响免疫反应。我们通过设计淋巴母细胞系 K562 来表达 HLA-A*02 (HLA-A2) 以及共刺激性 CD80 和 /或共抑制程序性死亡配体 1 (PD-L1)。呈递 HLA-A2 和 CD80 的 EV 以剂量、抗原和 HLA 特异性方式激活 CD8 + T 细胞。将 PD-L1 添加到这些 EV 中会产生免疫调节反应,从而在体外降低 CD8 + T 细胞活化和细胞毒性。没有抗原呈递细胞,单独的 EV 无法刺激 T 细胞。缺乏 CD80 的 EV 在调节 CD8 + T 细胞活化方面无效,这表明 EV 介导的免疫调节需要肽-HLA 复合物和共刺激。这些结果提供了对 EV 的合理设计的机制洞察,作为一种无细胞免疫疗法,可以定制以促进炎症或致耐受性免疫反应。

 

  1. Dynamin-like proteins mediate extracellular vesicle secretion in Mycobacterium tuberculosis.动力蛋白样蛋白介导结核分枝杆菌的细胞外囊泡分泌。[EMBO Rep] PMID: 37079766

摘要:结核分枝杆菌 (Mtb) 分泌含有多种蛋白质、脂蛋白和脂聚糖的细胞外囊泡 (EV)。虽然新出现的证据表明 EV 有助于结核病的发病机制,但尚未确定分枝杆菌 EV 产生所涉及的因素和分子机制。在这项研究中,我们使用遗传方法来鉴定介导囊泡释放以响应铁限制和抗生素暴露的 Mtb 蛋白。我们揭示了异烟肼诱导的动力蛋白样蛋白 IniA 和 IniC 在分枝杆菌 EV 生物发生中的关键作用。对 Mtb iniA 突变体的进一步表征表明,EV 的产生使细胞内 Mtb 能够将细菌成分输出到细胞外环境中,从而与宿主细胞通信并可能调节免疫反应。这些发现促进了我们对分枝杆菌 EV 的生物发生和功能的理解,并为体内靶向囊泡的产生提供了途径。

 

  1. Exosomal circSPIRE1 mediates glycosylation of E-cadherin to suppress metastasis of renal cell carcinoma.外泌体 circSPIRE1 介导 E-钙粘蛋白的糖基化以抑制肾细胞癌的转移。[Oncogene] PMID: 37046045

摘要:转移是肾细胞癌 (RCC) 死亡的主要原因。已经描述了环状 RNA (circRNA) 参与 RCC 转移,但其潜在机制仍然未知。我们使用源自患者的异种移植模型评估了复发性肺转移病例,并分离出一个高度转移的克隆。 CircSPIRE1 在临床队列和异种移植模型中被确定为一种抑制转移的 circRNA。从机制上讲,circSPIRE1 通过调节 ELAV 样 RNA 结合蛋白 1-mRNA 结合以及上调多肽 N-乙酰半乳糖胺基转移酶 3 (GALNT3) 和 KH 结构域 RNA 结合蛋白 (QKI) 的表达来抑制间充质状态。 GALNT3 促进 E-钙粘蛋白的糖基化和细胞膜定位。 QKI 形成了一个正反馈回路来增强 circSPIRE1 的表达。同时,外泌体 circSPIRE1 抑制血管生成和血管通透性。我们的工作揭示了 RCC 中 circRNA 抑制转移的非规范途径。此外,由 circSPIRE1 质粒组成的纳米药物可抑制转移形成。总之,circSPIRE1可能是转移的预测因子和转移性RCC的潜在治疗靶点。

 

  1. LC3-dependent EV loading and secretion (LDELS) promotes TFRC (transferrin receptor) secretion via extracellular vesicles.LC3 依赖性 EV 装载和分泌 (LDELS) 通过细胞外囊泡促进 TFRC(转铁蛋白受体)分泌。[Autophagy] PMID: 36286616

摘要:LC3 依赖性 EV 装载和分泌 (LDELS) 是一种分泌性自噬途径,其中巨自噬/自噬机制有助于将细胞溶质货物(例如 RNA 结合蛋白)包装到细胞外囊泡 (EV) 中,以便分泌到细胞外。在这里,我们将 TFRC(转铁蛋白受体)识别为 LDELS 通路的跨膜货物,这是最早被发现通过 EV 分泌的蛋白质之一。与其他 LDELS 目标类似,通过 EV 分泌 TFRC 在遗传上需要 MAP1LC3/LC3 结合机制的组件,但独立于参与经典自噬体形成的其他 ATG。此外,这种跨膜蛋白向 EV 的包装和分泌取决于多个 ESCRT 通路成分和小 GTPase RAB27A。基于这些结果,我们提出 LDELS 通路促进 TFRC 掺入 EV 及其在细胞外的分泌。

 

  1. Extracellular vesicles arising from apoptosis: forms, functions, and applications.细胞凋亡产生的细胞外囊泡:形式、功能和应用。[J Pathol] PMID: 37294158

摘要:细胞外囊泡 (EV) 是由大多数细胞产生的脂质双层封闭亚细胞体。过去二十年的研究已经认识到 EV 在细胞间通讯和生物材料水平转移中的重要性。 EV 的直径范围从几十纳米到几微米不等,并且能够将一系列生物活性物质——从整个细胞器,通过包括核酸和蛋白质在内的大分子,到代谢物和小分子——从它们的起源细胞转移到受体细胞,这可能使受体细胞在生理上或病理上发生改变。根据它们的生物发生模式,最著名的 EV 类别是 (1) 微泡,(2) 外泌体(均由健康细胞产生),以及 (3) 来自细胞凋亡调节性死亡的 EV (ApoEV)。微泡直接从质膜出芽,而外泌体则来自内体隔室。目前对 ApoEV 的形成和功能特性的了解落后于微泡和外泌体,但越来越多的证据表明 ApoEV 携带多种货物,包括线粒体、核糖体、DNA、RNA 和蛋白质,并在健康和疾病中发挥多种功能。在这里,我们回顾了这一证据,证明了 ApoEV 的管腔和表面膜货物的显着多样性,这是由它们非常广泛的尺寸范围所允许的。我们讨论了 ApoEV 在正常生理学和癌症和动脉粥样硬化等病理情况下回收货物和调节炎症、免疫和细胞命运程序的能力。最后,我们提供了 ApoEV 在诊断和治疗中的临床应用的观点。

 

  1. Dual Tumor Exosome Biomarker Co-recognitions Based Nanoliquid Biopsy for the Accurate Early Diagnosis of Pancreatic Cancer.基于双肿瘤外泌体生物标志物共识别的纳米液体活检用于胰腺癌的准确早期诊断。[ACS Nano] PMID: 37288703

摘要:胰腺癌的治疗选择极其有限,预后极差,急需在早期诊断和监测方面取得突破。肿瘤外泌体 (T-Exos) 检测是目前用于非浸润性胰腺癌早期诊断的最具临床意义的液体活检方法之一,但临床转化依旧存在一些障碍,例如不令人满意的特异性,以及需要通过超速离心和酶联免疫吸附测定等劳动密集型的技术进行分离鉴定。在这里,我们报告了一种简便的纳米液体活检测定法,用于通过双特异性生物标志物抗原共识别和捕获策略检测T-Exos,这是通过在磁性纳米粒子和金纳米粒子上移植两种相应的捕获抗体来实现的,用于目标肿瘤外泌体的准确检测。这种方法表现出出色的特异性和超高灵敏度,可检测低至 78 pg/mL 的胰腺癌外泌体特异性蛋白 GPC1。验证队列中,该策略成功筛选出 21 个胰腺癌样本,具有增强的特异性和敏感性,确保了对早期胰腺癌进行无创监测和诊断。

 

  1. siRNA screening reveals that SNAP29 contributes to exosome release. siRNA 筛选显示 SNAP29 有助于外泌体释放。[Cell Mol Life Sci] PMID: 37285022

摘要:细胞释放不同大小的细胞外囊泡 (EV)。小型 EV源自多泡体与质膜的融合。为了研究释放小型 EV 所需的分子机制,我们开发了一种基于在 EV 膜中掺入放射性胆固醇的灵敏检测方法,并将其用于 siRNA 筛选。筛选表明,几种 SNARE 蛋白的耗尽会影响小型 EV 的释放。我们专注于 SNAP29、VAMP8、syntaxin 2、syntaxin 3 和 syntaxin 18,它们的耗尽减少了小型 EV 的释放。SNAP29 耗尽导致了最大的影响,并被进一步研究。小型 EV 的免疫印迹分析表明,一些被认为与外泌体相关的蛋白质(如 syntenin、CD63 和 Tsg101)的释放减少,而在胞外体(膜联蛋白)中或通过分泌性自噬释放的几种蛋白质的水平( LC3B 和 p62) 不受 SNAP29 耗尽的影响。此外,当 EV 样本被密度梯度进一步分离时,这些蛋白质出现在不同的部分。这些结果表明 SNAP29 耗竭主要影响外泌体的分泌。为了研究 SNAP29 如何影响外泌体释放,我们使用显微镜来研究 MBV 的分布,使用 CD63 标记和 CD63-pHluorin 来检测 MVB 与质膜的融合事件。 SNAP29 耗尽导致 CD63 标记的隔间重新分布,但没有改变融合事件的数量。因此需要进一步的实验来充分理解 SNAP29 的功能。

 

  1. miR-142-3p encapsulated in T lymphocyte-derived tissue small extracellular vesicles induces Treg function defect and thyrocyte destruction in Hashimoto's thyroiditis.包裹在 T 淋巴细胞衍生组织小细胞外囊泡中的 miR-142-3p 在桥本氏甲状腺炎中诱导 Treg 功能缺陷和甲状腺细胞破坏。[BMC Med] PMID: 37280674

摘要:桥本氏甲状腺炎 (HT) 是一种器官特异性自身免疫性疾病,其特征是破坏甲状腺细胞的淋巴细胞浸润。本研究的目的是阐明组织小细胞外囊泡 (sEV) microRNA (miRNA) 在 HT 发病机制中的作用和机制。通过测试集 (n''''0) 中的 RNA 测序,在 HT 组织和正常组织之间鉴定了差异表达的组织 sEV miRNA。随后,使用实时定量聚合酶链反应 (qRT-PCR) 测定和验证,验证了与 HT 最相关的组织 sEV miRNA。然后研究了该组织 sEV miRNA 的亲代细胞和受体细胞。进一步进行了体外和体内实验,以阐明有助于 HT 发展的 sEV miRNA 的功能和潜在机制。我们发现封装在 T 淋巴细胞衍生组织 sEV 中的 miR-142-3p 可以通过完整的反应环诱导 Treg 功能缺陷和甲状腺细胞破坏。 miR-142-3p 的失活可有效保护非肥胖型糖尿病 (NOD)。HT 发展的小鼠显示淋巴细胞浸润减少、抗体滴度降低和 Treg 细胞增多。观察 sEV 对甲状腺细胞破坏作用的潜在机制,我们发现组织 sEV miR-142-3p 介导的强烈有害作用是由于它能够通过下调 RAC1 来阻断 ERK1/2 信号通路的激活实现的。我们的研究结果强调了一个事实,即组织 sEV 介导的 miR-142-3p 转移可以作为 HT 中 T 淋巴细胞和甲状腺细胞之间的通讯模式,有利于 HT 的进展。

 

  1. Extracellular vesicles enhance pulmonary transduction of stably associated adeno-associated virus following intratracheal administration.气管内给药后,细胞外囊泡增强稳定结合的腺相关病毒的肺转导。[J Extracell Vesicles] PMID: 37272896

摘要:腺相关病毒 (AAV) 载体已显示出多项临床突破,但由于难以转导肺气道细胞,其在吸入基因治疗中的临床应用仍然难以捉摸。我们在此展示与细胞外囊泡 (EV) 相关的 AAV 血清型 6 (AAV6),在载体制备 (EVAAV6) 期间从产生载体的 HEK-293 细胞中分泌,可以作为吸入基因治疗应用的安全且高效的基因传递平台。具体而言,我们发现与单独使用 AAV6 的标准制剂相比,EVAAV6 在原代人支气管和鼻上皮细胞以及小鼠肺气道的粘液覆盖的气液界面 (ALI) 培养物中提供了显着增强的报告转基因表达。值得注意的是,AAV6 先前已被证明在转导原代人气道细胞的 ALI 培养物方面优于其他经过临床测试的 AAV 血清型,包括 FDA 批准用于治疗非肺部疾病的 AAV 血清型。我们提供了令人信服的实验证据,证明 EVAAV6 的卓越性能归因于 EV 促进粘液渗透和 AAV6 细胞进入/转导的能力。鉴于单独制备的 EV 和 AAV6 的物理混合物未能介导 EV-AAV6 相互作用或增强基因转移效率,AAV6 和 EV 之间紧密稳定的联系似乎对于利用 EV 的优势至关重要。

 

 

 

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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