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【2023-44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篇文章介绍了负载外泌体的可降解聚合物微胶囊的开发和治疗应用;第2篇文章介绍了工程化细胞外囊泡用于配体展示等研究技术;第3篇文章介绍了不同培养条件对细胞外囊泡中Ago2及RNA分子装载的影响;第6篇文章介绍了一种细胞外囊泡的双靶向改造策略;第9篇文章介绍工程化细胞外囊泡用于神经退行性疾病的治疗。

1.Exosome-loaded degradable polymeric microcapsules for the treatment of vitreoretinal diseases.

负载外泌体的可降解聚合物微胶囊用于治疗玻璃体视网膜疾病。

[Nat Biomed Eng] PMID: 37872369

摘要:许多细胞类型的治疗益处涉及旁分泌机制。受外泌体的旁分泌功能和微胶囊的持续降解特性的启发,我们在此报道了负载外泌体的具有测微孔径的可降解聚乳酸-乙醇酸微胶囊在治疗玻璃体视网膜疾病方面的治疗效果。在小鼠视网膜缺血再灌注损伤模型的玻璃体腔注射中,封装小鼠间充质干细胞来源的外泌体的微胶囊沉积在玻璃体下腔中,在降解过程中释放外泌体长达一个月以上,导致视网膜厚度恢复接近健康视网膜的水平。在患有初发分枝杆菌葡萄膜炎的小鼠和非人类灵长类动物中,玻璃体内注射装载有来自猴子调节性T细胞的外泌体的微胶囊,导致炎症细胞水平大幅降低。可冻干的外泌体封装微胶囊可能为玻璃体视网膜疾病提供替代治疗选择。

2.Creating Designer Engineered Extracellular Vesicles for Diverse Ligand Display, Target Recognition, and Controlled Protein Loading and Delivery.

创建工程化的细胞外囊泡,用于多样化的配体展示、目标识别以及受控的蛋白质加载和递送。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 37867228

摘要:治疗药物的高效和靶向递送仍然是现代医学的瓶颈。在这里,我们探索了生物化学工程方法来促进细胞外囊泡(EV)作为药物输送载体的重新利用。使用与工程化 EV 上富集的蛋白锚融合的 HaloTag,将糖 GalNAc 等靶向配体展示在 EV 表面。这些 EV 成功靶向人类原代肝细胞。此外,作者能够通过使用与锚定蛋白融合的 Fc 和 Fab 区域结合部分,用识别GLP1 细胞表面受体的抗体来装饰 EV,并且他们表明,这提高了 EV 对过度表达受体的细胞的靶向性。作者还使用两种不同的蛋白质工程方法来改善 Cre 重组酶在 EV 腔中的负载,并证明功能性 Cre 蛋白在氯喹(一种内体逃逸增强剂)存在的情况下被递送到细胞中。最后,工程化的 EV 在静脉注射到小鼠体内后具有良好的耐受性,没有可检测到的肝毒性迹象。总的来说,数据表明,细胞外囊泡可以通过设计来改善货物装载和特定细胞靶向,这将有助于它们转变为定制的药物输送工具。

3.Culture conditions greatly impact the levels of vesicular and extravesicular Ago2 and RNA in extracellular vesicle preparations.

培养条件极大地影响细胞外囊泡制剂中囊泡和囊外Ago2 以及 RNA 的水平。

[J Extracell Vesicles] PMID: 37885043

摘要:细胞外囊泡 (EV) 携带的 miRNA 可以影响受体细胞中的基因表达和功能表型。Argonaute 2 (Ago2) 是一种关键的 miRNA 结合蛋白,已在 EV 中被发现,可以影响 RNA 沉默。然而,Ago2 在血清中呈非囊泡形式,可能是 EV 污染物。此外,包括 Ago2 在内的 RNA 结合蛋白(RBP) 和 RNA 通常是次要的 EV 成分,其分类到 EV 中可能受到细胞信号传导状态的调节。为了确定影响 EV 中 RBP 和 RNA 检测的条件,我们评估了生长因子、癌基因信号传导、血清和细胞密度对小 EV (SEV) 中 Ago2、其他RBP 和 RNA 的囊泡和非囊泡含量的影响准备工作。培养基成分影响 EV 中 RBP 和 miRNA 的囊内和囊外水平,其中血清对囊外 miRNA 污染有很大影响。此外,从中空纤维生物反应器中分离 EV 揭示了复杂的制剂,具有多个含有 EV 的峰和大量的泡外 Ago2/RBP。最后,KRAS 突变影响囊泡内和囊泡外 Ago2 的检测。这些数据表明多种细胞培养条件和细胞状态会影响 EV 制剂中 RBP 的存在,其中一些可归因于血清污染。

4.Membrane-derived particles shed by PSMA-positive cells function as pro-angiogenic stimuli in tumors.

PSMA 阳性细胞脱落的膜衍生颗粒在肿瘤中起到促血管生成刺激的作用。

[J Control Release] PMID: 37884210

摘要:细胞膜衍生颗粒 (Mp) 是从肿瘤细胞脱落的圆形膜包裹颗粒。Mp 由肿瘤膜形成,能够作为肿瘤靶向和免疫治疗剂,因为它们与亲本细胞具有膜同源性;因此,正在考虑将它们作为药物输送载体。前列腺特异性膜抗原 (PSMA) 是一种具有酶功能的跨膜糖蛋白,在临床预后较差的前列腺癌 (PCa) 的 Mp 和细胞外囊泡 (EV) 中高表达。尽管之前在从细胞系和高级别 PCa 患者血液中分离的 EV 和Mp 中发现了 PSMA 表达,但尚未发现与 PCa 衍生的 Mp 相关的病理生理效应。在这里,我们在体外和体内并排比较了表达 PSMA (PSMA-Mp) 和不表达 PSMA (WT-Mp) 细胞的Mp。PSMA-Mp 可以将 PSMA 和新的表型特征转移到肿瘤微环境中。PSMA 转移至细胞后,血管内皮生长因子 A (VEGF-A)、促血管生成和促淋巴管生成介质的分泌增加,同时 4E 结合蛋白 1 (4EBP-1) 磷酸化增加。

5.Tumor-repopulating cell-derived microparticles elicit cascade amplification of chemotherapy-induced antitumor immunity to boost anti-PD-1 therapy.

肿瘤再生细胞衍生的微粒引发化疗诱导的抗肿瘤免疫的级联放大,以增强抗PD-1 治疗。

[Signal Transduct Target Ther] PMID: 37875473

摘要:免疫检查点阻断 (ICB) 疗法,特别是针对程序性死亡受体 1 (PD-1) 及其配体 (PD-L1) 的抗体,已经彻底改变了癌症治疗。然而,其作为独立疗法的功效仍然有限。尽管 ICB 疗法与化疗联合显示出有希望的治疗反应,但挑战在于有效增强化疗诱导的抗肿瘤免疫力。这依赖于向肿瘤细胞的有效药物递送和树突状细胞(DC)强大的抗原呈递。在这里,我们开发了具有特殊肿瘤靶向性的肿瘤再生细胞 (TRC) 衍生的微粒,可传递阿霉素 (DOX@3D-MP),以改善抗 PD-1 治疗。DOX@3D-MPs 有效引发免疫原性肿瘤细胞死亡,释放足够的肿瘤抗原。DOX@3D-MP 中过表达的热休克蛋白 70 (HSP70) 有助于捕获肿瘤抗原,促进 DC 对其的吞噬,并促进 DC 成熟,从而激活 CD8+ T 细胞。 DOX@3D-MPs 显着增强抗 PD-1 治疗在大型皮下 H22 肝癌、原位 4T1 乳腺肿瘤和 Panc02 胰腺肿瘤模型中的疗效。这些结果表明,DOX@3D-MP 作为药物有望提高 ICB 治疗的反应率并产生持久的免疫记忆以防止肿瘤复发。

6.Dual targeted extracellular vesicles regulate oncogenic genes in advanced pancreatic cancer.

双靶向细胞外囊泡调节晚期胰腺癌的致癌基因。

[Nat Commun] PMID: 37872156

摘要:胰腺导管腺癌(PDAC)肿瘤携带多种基因突变,对治疗反应不佳。目前对能够递送多种基因货物以靶向高实体瘤负荷(如 PDAC)的药物载体的需求尚未得到满足。在这里,我们报道了一种携带高负载治疗性 RNA的双靶向细胞外囊泡 (dtEV),可有效抑制小鼠体内的大型PDAC 肿瘤。EV 表面含有 CD64 蛋白,该蛋白具有组织靶向肽和人源化单克隆抗体。通过基于 Transwell® 的不对称细胞电穿孔,用编码感兴趣的 RNA 和蛋白质的质粒 DNA 依次转染细胞,释放出丰富的具有高 RNA 负载的靶向 EV。与低剂量化疗药物吉西他滨一起,dtEV 可以抑制小鼠体内大型原位 PANC-1 和患者来源的异种移植肿瘤和转移,并延长动物的生存期。我们的工作提出了一种临床上可访问且可扩展的方法来生产丰富的 EV,以将多种基因货物输送到大型实体瘤。

7.Hypoxic Preconditional Engineering Small Extracellular Vesicles Promoted Intervertebral Disc Regeneration by Activating Mir-7-5p/NF-Κb/Cxcl2 Axis.

缺氧预处理工程小细胞外囊泡通过激活 Mir-7-5p/NF-kb/Cxcl2 轴促进椎间盘再生。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 37870186

摘要:椎间盘(IVD)退化引起的慢性腰痛(LBP)是一种严重的社会经济负担,可能导致严重残疾。解决 IVD 变性的潜在致病机制可能会激发 LBP 的新治疗策略。在此,低氧预处理既改善了MSC在恶劣微环境中的生物学功能,又增强了具有理想治疗功能的小细胞外囊泡(sEV)的产生。体外结果表明,低氧预处理工程sEV(HP-sEV)可缓解IVD降解的炎症微环境,增强髓核(NP)细胞的增殖,并促进蛋白聚糖合成和胶原蛋白形成。转录组测序揭示了 HP-sEV 通过传递 microRNA(miR)-7-5p 促进细胞外基质再生具有优异的治疗效果,从而进一步抑制 p65 的产生,抑制 Cxcl2 的产生。此外,体内结果进一步证实了 HP-sEV 在通过 miR-7-5p 传递介导的相同机制促进 IVD 再生方面具有强大的治疗作用。总之,这项研究为治疗 IVD 退化提供了一种新的治疗策略,因此对于了解 HP-sEV 在与慢性腰痛相关的 IVD 再生中的作用机制很有价值。

8.Exosomal miR-181d-5p Derived from Rapamycin-Conditioned MDSC Alleviated Allograft Rejection by Targeting KLF6.

雷帕霉素条件下的 MDSC 衍生的外泌体 miR-181d-5p 通过靶向 KLF6 减轻同种异体移植排斥。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 37870185

摘要:免疫排斥和长期服用免疫抑制剂的副作用是同种异体移植接受和耐受的两大障碍。基于免疫抑制细胞外囊泡(EV)的方法已被证明可有效治疗自身免疫/炎症性疾病。在此,显示了来自雷帕霉素条件性骨髓源性抑制细胞 (MDSC) 的外泌体 (Rapa-Exo) 相对于来自未经处理的 MDSC 的外泌体 (Exo-Nor) 的抗排斥优势。外泌体小RNA测序和功能丧失检测表明Rapa-Exo的抗排斥作用在功能上依赖于miR-181d-5p。通过靶标预测和双荧光素酶报告基因测定,Kruppel 样因子 (KLF) 6 被确定为 miR-181d-5p 的直接靶标。最后,KLF6 敲低可显着解决炎症并延长同种异体角膜移植物的存活时间。总而言之,这些发现支持Rapa-Exo 具有抗排斥作用,强调基于免疫抑制 EV 的治疗是器官移植中一种有前途的方法。

9.Fe65-engineered neuronal exosomes encapsulating corynoxine-B ameliorate cognition and pathology of Alzheimer's disease.

Fe65 改造的神经元外泌体封装了 Corynoxine-B,可改善阿尔茨海默病的认知和病理。

[Signal Transduct Target Ther] PMID: 37867176

摘要:阿尔茨海默病 (AD) 是一种神经退行性疾病,其特征是海马神经元主要受损,并在大脑中形成淀粉样斑块、过度磷酸化 tau 蛋白和神经原纤维缠结。AD 脑中β淀粉样蛋白前体蛋白 (APP) 的过度表达导致 APP 胞内结构域 (AICD) 通过 C 端Fe65-PTB2 相互作用与 Fe65 蛋白结合,然后触发β淀粉样蛋白的分泌和AD 的后续发病机制。显然,针对 APP 和 Fe65 之间的相互作用可以为 AD 提供一种有前途的治疗方法。近年来,外泌体是一种直径约为 30-200 nm 的细胞外囊泡,由于其能够穿过血脑屏障、被自体细胞有效摄取,作为治疗AD 等脑部疾病的潜在递送工具而受到广泛关注。细胞,以及它们用靶标特异性受体配体进行表面修饰的能力。在这里,海马神经元细胞衍生的外泌体过度表达 Fe65,从而开发出一种新型的基于外泌体的靶向药物递送系统,该系统将Corynoxine-B(Cory-B,一种自噬诱导剂)运送到APP 过度表达的神经元细胞AD小鼠的大脑中。Fe65 工程化的 HT22 海马神经元细胞来源的外泌体 (Fe65-EXO) 装载了 Cory-B (Fe65-EXO-Cory-B) 劫持了信号传导并阻断了 Fe65 和 APP 之间的自然相互作用。值得注意的是,Fe65-EXO-Cory-B 诱导表达 APP 的神经元细胞自噬,从而改善 AD 小鼠的认知衰退和发病,证明 Fe65-EXO-Cory-B 作为 AD 有效治疗干预的潜力。

10.Localized Imaging of Programmed Death-Ligand 1 on Individual Tumor-Derived Extracellular Vesicles for Prediction of Immunotherapy Response.

程序性死亡配体 1 在个体肿瘤衍生的细胞外囊泡上的局部成像,用于预测免疫治疗反应。

[ACS Nano] PMID: 37819165

摘要:肿瘤来源的小细胞外囊泡 (EV) 上的程序性死亡配体 1 (PD-L1) 是预测免疫治疗反应的生物标志物。然而,传统的批量测量很难分析单个肿瘤来源的 EV 上 PD-L1 的表达。在此,开发了一种对肿瘤来源的个体 EV PD-L1 (LITIE) 进行局部成像的方法。在此测定中,血浆中的 EV 直接捕获在生物芯片上。然后使用脂质体介导的膜融合策略对 EV 中的 miR-21 进行成像,以从整个 EV 群体中区分 miR-21 阳性EV。随后,应用引物交换反应 (PER) 生成局部和放大的荧光信号,用于在已识别的肿瘤来源的 EV 上对 PD-L1 进行成像。当应用于临床样本检测时,LITIE检测可以有效区分乳腺癌患者与健康供体或良性肿瘤患者。有趣的是,在小鼠黑色素瘤模型中,LITIE 检测显示出即使在药物治疗之前也能预测免疫治疗反应的能力。因此,我们认为测量个体肿瘤来源的 EV PD-L1 的策略可以作为筛选适合免疫治疗的临床反应者的替代方法。

11.Encapsulation of Nano-Bortezomib in Apoptotic Stem Cell-Derived Vesicles for the Treatment of Multiple Myeloma.

将纳米硼替佐米封装在凋亡干细胞衍生的囊泡中用于治疗多发性骨髓瘤。

[Small] PMID: 37282762

摘要:细胞外囊泡 (EV) 是活细胞或凋亡细胞释放的脂质双层纳米囊泡,可以运输 DNA、RNA、蛋白质和脂质货物。EV 在细胞间通讯和组织稳态中发挥着关键作用,并具有多种治疗用途,包括作为纳米药物输送的载体。向细胞外囊泡装载纳米药物的方法有多种,例如电穿孔、挤压和超声波。然而,这些方法可能存在载药率有限、EV膜稳定性差、大规模生产成本高等问题。在这里,研究表明,凋亡间充质干细胞(MSC)可以将外源添加的纳米颗粒封装到凋亡囊泡(apoV)中,并具有高负载效率。当纳米硼替佐米掺入培养扩增的凋亡 MSC 中的 apoV 中时,纳米硼替佐米-apoV 表现出硼替佐米和 apoV 的协同组合效应,可改善小鼠模型中的多发性骨髓瘤 (MM),同时显着降低纳米硼替佐米的副作用。此外,研究表明 Rab7 调节凋亡 MSC 中的纳米颗粒封装效率,并且 Rab7 的激活可以增加纳米颗粒-apoV 的产量。在这项研究中,揭示了一种以前未知的自然合成纳米硼替佐米-apoV 来改善多发性骨髓瘤治疗的机制。

12.Extracellular Vesicle Heterogeneity and Its Impact for Regenerative Medicine Applications.

细胞外囊泡异质性及其对再生医学应用的影响。

[Pharmacol Rev] PMID: 37280097

摘要:细胞外囊泡(EV)是细胞衍生的膜包裹颗粒,参与生理和病理过程。人们越来越多地研究细胞外囊泡在再生医学领域的治疗应用。干细胞衍生的 EV 的治疗应用已显示出刺激组织修复的巨大潜力。然而,它们引起这种效应的确切机制尚未完全阐明。这在很大程度上可能是由于缺乏对细胞外囊泡异质性的认识。最近的研究表明,EV 代表具有不同功能的异质囊泡群体。EV 的异质性可归因于其生物发生的差异,因此,它们可以分为不同的群体,然后可以进一步细分为不同的亚群体。更好地了解 EV 异质性对于阐明其在组织再生中的作用机制至关重要。本综述概述了与组织修复相关的EV 异质性的最新见解,包括导致这种异质性的不同特征以及 EV 亚型之间的功能差异。它还揭示了阻碍细胞外囊泡临床转化的挑战。此外,还讨论了用于研究 EV 异质性的创新 EV 分离技术。提高对活性 EV 亚型的了解将促进定制 EV 疗法的开发,并帮助研究人员将基于 EV 的疗法转化为临床。

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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