本周hzangs在最新文献中选取了11篇分享给大家，第1篇文章论证了使用循环细胞外囊泡监测前列腺癌进展的可行性；第2篇文章介绍了一种可控释放光遗传学设计的细胞外囊泡，可以通过自供电调控释放，用于治疗椎间盘病变；第6篇文章介绍了胰岛素对细胞外囊泡中miRNA释放的调控作用；第7篇文章开发了一种切向流过滤结合密度垫的策略来分离纯化血液来源的细胞外囊泡。
1.Circulating tumor extracellular vesicles to monitor metastatic prostate cancer genomics and transcriptomic evolution.
循环肿瘤细胞外囊泡监测转移性前列腺癌基因组学和转录组进化。
[Cancer Cell] PMID: 38981440
摘要：肿瘤分泌的细胞外囊泡 (EV) 在血浆中含量丰富，但它们通过多组学分析探究肿瘤分子特征的潜力仍未被广泛探索。从转移性前列腺癌 (mPC) 的体外和体内模型中分离的循环 EV-DNA 和 EV-RNA 的基因组和转录组分析表明，肿瘤物质对 EV 负载的 DNA/RNA 贡献很大，验证了在雄激素受体信号抑制剂 (ARSI) 或紫杉烷治疗期间从患者身上采集的两组纵向血浆样本中的发现。EV-DNA 基因组特征重现了匹配的患者活检和循环肿瘤 DNA (ctDNA) 并与临床进展相关。我们开发了一种新方法来实现 EV-RNA (RExCuE) 的转录组分析。我们报告了循环 EV 的转录组如何富集肿瘤相关转录本、捕获某些患者和肿瘤特征以及反映治疗期间肿瘤适应性变化。总之，我们表明 EV 分析能够在液体活检中对 mPC 进行纵向转录组和基因组分析。
2.Self-powered triboelectric-responsive microneedles with controllable release of optogenetically engineered extracellular vesicles for intervertebral disc degeneration repair.
自供电摩擦电响应微针，可控制释放光遗传学设计的细胞外囊泡，用于椎间盘退变修复。
[Nat Commun] PMID: 38982049
摘要：过度运动是椎间盘退变 (IVDD) 的病因之一。工程化的细胞外囊泡 (EV) 具有极好的疾病改良治疗潜力。在此，我们制作了一种运动自供电摩擦电响应微针 (MN) 检测试剂，可持续释放光遗传学工程化的 EV 用于 IVDD 修复。从机制角度来看，运动促进衰老髓核 (NP) 细胞（IVD 稳态维持的主细胞群）中细胞质 DNA 感应介导的炎症激活，从而加速 IVDD。TREX1 是一种关键的核酸酶，TRAM1-TREX1 复合物的分解会破坏 TREX1 的亚细胞定位，从而在 NP 细胞衰老过程中引发 TREX1 依赖的基因组 DNA 损伤。光遗传学工程化的 EV 将 TRAM1 蛋白递送到衰老的 NP 细胞中，从而有效重建 TREX1 的消除功能。摩擦纳米发电机 (TENG) 可收集机械能并触发可控释放工程化的 EV。值得注意的是，光遗传学工程化的基于 EV 的靶向治疗策略用于治疗 IVDD，显示出在治疗退化相关疾病方面有良好的临床潜力。
3.Extracellular vesicle isolation and counting system (EVics) based on simultaneous tandem tangential flow filtration and large field-of-view light scattering.
基于同时串联切向流过滤和大视野光散射的细胞外囊泡分离和计数系统（EVics）。
[J Extracell Vesicles] PMID: 38978321
摘要：尽管小细胞外囊泡 (sEV) 的分离和计数是 sEV 研究中必不可少的步骤，但尚未开发出一种具有可扩展性和效率的综合方法。在这里，我们介绍了一种可扩展且即用型细胞外囊泡 (EV) 分离和计数系统 (EVics)，可在一个系统中同时进行分离和计数。该新系统包括 (i) EVi，一种通过应用两个不同孔径的过滤器同时串联切向流过滤 (TFF) 的 EV 分离组件，和 (ii) EVc，一种使用光散射的 EV 计数组件，可捕获大视场 (FOV)。EVi 可有效从 15 μL 至 2 L 样品中分离出 50-200 nm 大小的 sEV，在纯度和速度方面均优于目前最先进的设备。具有大视场的 EVc 可有效计数分离的 sEV。 EVics 能够早期观察到各种细胞系中的 sEV 分泌情况，并将评估 sEV 抑制剂抑制效果的成本降低了 20 倍。使用 EVics，在 23 天的癌症小鼠模型中监测了 sEVs 浓度和 sEV PD-L1，并制备了 160 个临床样本并成功应用于诊断。这些结果表明，EVics 可以成为 sEV 研究基础和应用研究中新发现的创新系统。
4.Extracellular vesicle isolation methods identify distinct HIV-1 particles released from chronically infected T-cells.
细胞外囊泡分离方法可以识别从慢性感染的 T 细胞释放的不同 HIV-1 颗粒。
[J Extracell Vesicles] PMID: 38978287
摘要：本研究分析了细胞外颗粒 (EP) 与人类免疫缺陷病毒 1 型(HIV-1) 的交叉生物物理、生物化学和功能特性，这些特性超出了目前公认的 HIV-1 尺寸范围。我们通过连续差速超速离心 (DUC) 从 HIV 感染细胞中分离出五个级分 (Frac-A 至 Frac-E)。所有级分的尺寸分布不均匀，Frac-A 至 Frac-D 的中位粒径大于 100 nm，但 Frac-E 并非如此，其包含的平均尺寸远低于 50 nm 的小 EP。同步和释放培养物在 Frac-A 中含有大型感染性 EP，并带有两性体和病毒成分的标记。此外，Frac-E 独特地含有对 CD63、HSP70和 HIV-1 蛋白呈阳性的 EP。尽管 Frac-E 的平均尺寸很小，但它含有膜保护的病毒整合酶，只有在 SDS 处理后才可检测到，表明它被包裹在囊泡中。使用 dSTORM 进行的单颗粒分析进一步支持了这些发现，因为 CD63、HIV-1 整合酶和病毒表面包膜 (Env) 糖蛋白 (gp) 共定位在同一个 Frac-E 颗粒上。令人惊讶的是，Frac-E EP 具有传染性，并且通过使用抗 CD63 免疫耗竭 Frac-E 可显著降低传染性，这表明这种蛋白质存在于 Frac-E 中传染性小 EP 的表面。据我们所知，这是细胞外囊泡 (EV) 分离方法首次鉴定出小于 50 nm 的传染性小 HIV-1 颗粒 (smHIV-1)。总的来说，我们的数据表明 EP 和 HIV-1 之间的交叉点可能超出了目前公认的 HIV-1 生物物理特性，这可能对病毒发病机制产生进一步的影响。
5.Lipid-orchestrated paracrine circuit coordinates mast cell maturation and anaphylaxis through functional interaction with fibroblasts.
脂质调控的旁分泌回路通过与成纤维细胞的功能性相互作用来协调肥大细胞的成熟和过敏反应。
[Immunity] PMID: 39002541
摘要：肥大细胞 (MC) 与成纤维细胞的相互作用对于组织微环境中的肥大细胞成熟至关重要，尽管其潜在机制尚不完全清楚。通过对 30 多种缺乏脂质相关基因的小鼠品系进行表型筛选，我们发现溶血磷脂酸 (LPA) 受体 LPA1 的缺失，如磷脂酶 PLA2G3、前列腺素 D2 (PGD2) 合酶 L-PGDS 或 PGD2 受体 DP1 的缺失，会损害肥大细胞成熟，从而导致过敏反应。从机制上讲，肥大细胞分泌的 PLA2G3 作用于细胞外囊泡 (EV) 以提供溶血磷脂，而溶血磷脂则由成纤维细胞衍生的自分泌运动因子 (ATX) 转化为 LPA。然后，成纤维细胞 LPA1 通过促进整合素介导的 MC-成纤维细胞粘附、IL-33-ST2 信号传导、L-PGDS 驱动的 PGD2 生成和前馈 ATX-LPA1 扩增，整合了 MC 成熟所需的多种途径。通过补充 LPA1 激动剂或 PLA2G3 修饰的 EV，可以恢复因PLA2G3 缺乏而导致的 MC 成熟缺陷。因此，涉及PLA2G3 驱动的溶血磷脂、二十烷酸、整合素和细胞因子信号传导的脂质调控旁分泌回路可微调 MC-成纤维细胞通讯，确保 MC 成熟。
6.Multi-step regulation of microRNA expression and secretion into small extracellular vesicles by insulin.
胰岛素对微小RNA表达和分泌到细胞外小囊泡的多步骤调控。
[Cell Rep] PMID: 39002127
摘要：组织在包括外泌体在内的小细胞外囊泡 (sEV) 中释放微小 RNA (miRNA)，这些微小 RNA 可以调节远端细胞中的基因表达，从而充当局部和全身代谢的调节剂。在这里，我们表明胰岛素调节 3T3-L1 脂肪细胞中 miRNA 分泌到 sEV 中，并且该过程与细胞表达的调节不同。因此，在 3T3-L1 sEV 中胰岛素上调的 53 个 miRNA 和下调的 66 个 miRNA 中，只有 12 个在细胞中受到平行调节。胰岛素部分通过磷酸化 hnRNPA1 来调节这一过程，使其与 miRNA 中富含 AU 的基序结合，介导它们分泌到 sEV 中。重要的是，43% 的胰岛素调节的 sEV-miRNA 与肥胖和胰岛素抵抗有关。这些包括 let-7 和 miR-103，我们发现它们调节 AML12 肝细胞中的胰岛素信号传导。总之，这些发现证明了胰岛素调节脂肪生物学的重要层面，并提供了肥胖和其他高胰岛素状态下组织串扰的机制。
7.Optimized AF4 combined with density cushion ultracentrifugation enables profiling of high-purity human blood extracellular vesicles.
优化的 AF4 与密度垫超速离心相结合，可以对高纯度人类血液细胞外囊泡进行分析。
[J Extracell Vesicles] PMID: 39001700
摘要：细胞外囊泡 (EV) 已成为临床液体活检的有前途的工具。然而，由于血液样本中存在丰富的血浆蛋白，因此很难识别来自血液样本的 EV，这会损害下游 EV 相关蛋白和核酸的生化分析。在这里，我们采用优化的非对称流场流分馏 (AF4) 结合密度垫超速离心 (UC) 从人血浆和血清中获得高纯度、完整且脂蛋白污染极低的 EV。进一步的蛋白质组学分析揭示了 1000 多种 EV 相关蛋白，其中很大一部分以前从未报道过。具体而言，我们发现细胞系衍生的 EV 标记与血浆 EV 的识别不相容，并提出蛋白质 MYCT1、TSPAN14、MPIG6B 和MYADM 以及传统的 EV 标记 CD63 和 CD147 是血浆 EV 标记。得益于EVs 的高纯度，我们对血浆 EVs 和纳米颗粒 (NPs) 进行了全面的 miRNA 分析，并比较了血浆和血清衍生的 EVs，这为 EVs 研究界提供了宝贵的资源。总体而言，我们的研究结果为人类血液 EVs 提供了全面的评估，可作为临床活检应用的基础。
8.Transfer of cardiomyocyte-derived extracellular vesicles to neighboring cardiac cells requires tunneling nanotubes during heart development.
在心脏发育过程中，将心肌细胞衍生的细胞外囊泡转移到邻近的心脏细胞需要纳米管隧道。
[Theranostics] PMID: 38994028
摘要：细胞外囊泡 (EV) 被认为在发育和疾病期间介导细胞间通讯。然而，对细胞间 EV 转移的生物学洞察仍然难以捉摸，在心脏中也是如此，而且在技术上很难证明。在这里，我们旨在研究心肌细胞衍生的 EV 在新生儿心脏中的生物转移。我们利用 CD9 作为 EV 的标记，并生成了两种心肌细胞特异性 EV 报告小鼠系：Tnnt2-Cre；双 floxed 倒置 CD9/EGFP 和 αMHC-MerCreMer；双 floxed 倒置 CD9/EGFP。这两个小鼠系用于确定发育中的心肌细胞是否在体外和体内将 EVs 转移到其他心脏细胞（非肌细胞和心肌细胞），并研究心肌细胞衍生 EVs 的细胞间运输途径。在两个报告小鼠系中均证实了心肌细胞的基因标记，并且在出生后心脏中的概念证明表明，一小部分 EGFP+/MYH1- 非肌细胞牢固存在，表明体内心肌细胞衍生的 EVs 转移。然而，两组直接和间接 EGFP +/- 心脏细胞共培养表明，心肌细胞衍生的 EGFP+ EVs 转移需要细胞间接触，并且从培养基中吸收 EGFP+ EVs 是有限的。与小鼠巨噬细胞共培养时也观察到了同样的情况。进一步的机制研究表明，心肌细胞 EV 转移是通过 I 型隧道纳米管进行的。虽然目前的观点认为 EV 是通过分泌物转移到周围环境中的，但我们的数据表明，在发育中的心脏中，心肌细胞衍生的 EV 转移是通过相邻细胞之间的纳米管进行的。这些数据是否具有基础性以及是否与成人心脏和其他器官相关仍有待确定，但它们暗示 EV 转移的正常发育过程是通过细胞间接触而不是通过游离接触进行的。
9.Gut Pathobiont-Derived Outer Membrane Vesicles Drive Liver Inflammation and Fibrosis in PSC-IBD.
肠道病原体衍生的外膜囊泡导致 PSC-IBD 中的肝脏炎症和纤维化。
[Gastroenterology] PMID: 38992449
摘要：原发性硬化性胆管炎 (PSC) 通常与炎症性肠病 (IBD) 有关，其病因涉及遗传、免疫和环境因素等多种因素。肠道菌群失调和细菌易位与 PSC-IBD 有关，但其发病机制的确切机制仍不清楚。本文，我们描述了肠道致病菌在促进肝脏炎症和纤维化方面的作用，这是由于细菌外膜囊泡 (OMV) 的释放所致。除了导管类器官外，还使用临床前小鼠模型来获取机制数据。进行了一项概念验证研究，包括一组 PSC (n=22)、PSC-IBD (n=45) 和对照个体 (n=27) 的血清和肝活检，以检测体循环和肝脏中的 OMV。在临床前模型系统和人类 PSC-IBD 患者中，OMV 向肝脏的易位与细菌感应增强和 NLRP3 炎症小体的积累相关。使用导管类器官，我们能够准确地将 OMV 的促炎和促纤维化特性归因于依赖于 TLR4 和 NLRP3-GSDMD 的信号通路。OMV 的免疫刺激潜力可以在巨噬细胞和肝星状细胞中得到证实。此外，当我们将肠道致病菌衍生的 OMV 施用于 Mdr2-/- 小鼠时，我们观察到肝脏炎症和纤维化显著增强。在转化方法中，我们使用 PSC-IBD 患者队列证实了 OMV 在全身循环和严重纤维化的肝区中的存在。本研究证明了肠道致病菌在释放穿过粘膜屏障的 OMV 方面发挥的作用，从而促进了 PSC-IBD 中的肝脏炎症和纤维化。OMV 可能代表一种关键的新环境因素，它与其他疾病因素相互作用引起炎症，从而确定了纤维化治疗的潜在新靶点。
10.Hypoxia-Preconditioned BMSC-Derived Exosomes Induce Mitophagy via the BNIP3-ANAX2 Axis to Alleviate Intervertebral Disc Degeneration.
缺氧预处理的 BMSC 衍生的外泌体通过 BNIP3-ANAX2 轴诱导线粒体自噬以减轻椎间盘退变。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 38973294
摘要：椎间盘退变 (IVDD) 是一种慢性退行性疾病，涉及髓核细胞 (NPC) 的衰老和增殖能力丧失，这一过程严重依赖于线粒体动力学和自噬通量。本研究发现，BCL2/腺病毒 E1B 19 kDa 相互作用蛋白 3 (BNIP3) 的缺失与衰老相关的 NPC 退变有关，从而破坏了线粒体质量控制。骨髓间充质干细胞 (BMSC) 具有多向分化潜能，可产生含有细胞激活剂的细胞外囊泡。因此，在本研究中，在缺氧刺激下诱导 BMSC 将富含 BNIP3 的细胞外囊泡递送至 NPC，从而减轻衰老相关的线粒体自噬通量，促进受损的线粒体清除，并恢复线粒体质量控制。从机制上看，BNIP3 与膜结合蛋白膜联蛋白 A2 (ANXA2) 相互作用，使转录因子 EB (TFEB) 从 ANXA2-TFEB 复合物中释放出来，促进 TFEB 核转位，并调节自噬和溶酶体基因激活。此外，建立了 IVDD 大鼠模型，并验证了外泌体在修复椎间盘损伤、延缓 NPC 衰老和促进细胞外基质 (ECM) 合成方面的体内功效。总之，缺氧诱导的 BMSC 外泌体通过激活线粒体 BNIP3/ANXA2/TFEB 轴递送富含 BNIP3 的囊泡以减轻椎间盘退变，为 IVDD 治疗提供了新的靶点。
11.Extracellular vesicle miRNAs drive aberrant macrophage responses in NSAID-exacerbated respiratory disease.
细胞外囊泡 miRNA 驱动 NSAID 加剧的呼吸系统疾病中的异常巨噬细胞反应。
[Allergy] PMID: 38573073
摘要：细胞外囊泡 (EV) 与哮喘的发病机制有关，然而，EV 如何导致免疫功能障碍和 2 型气道炎症仍未完全了解。我们旨在阐明气道 EV 及其 miRNA 货物在 NSAID 加重性呼吸道疾病 (N-ERD)（一种严重的 2 型炎症疾病）发病机制中的作用。通过尺寸排阻色谱法从 N-ERD 患者或健康对照者的诱导痰或培养鼻息肉或鼻甲组织上清液中分离 EV，并通过粒子追踪、电子显微镜和 miRNA 测序进行表征。通过 RNA 测序、LC-MS/MS 和多重细胞因子测定研究了 EV miRNA 对人类巨噬细胞或正常人支气管上皮细胞 (NHBE) 基因表达和介质释放的功能性影响。N-ERD 患者上、下呼吸道分泌物中 EVs 含量丰富。与健康个体的气道 EVs 相比，N-ERD 气道 EVs 显示出显著改变的免疫刺激能力和 miRNA 谱。N-ERD 患者的气道EVs 诱导 NHBEs 产生炎症细胞因子 (GM-CSF 和 IL-8)，但健康个体的气道 EVs 不会。在巨噬细胞中，N-ERD 气道 EVs 诱导细胞因子和前列腺素产生的能力受损，同时增强 M2 巨噬细胞活化。Let-7 家族miRNAs 在 N-ERD 患者的痰液 EVs 中高度富集，并模仿了 N-ERD EVs 对巨噬细胞活化的抑制作用。异常的气道 EV miRNA 谱可能导致 N-ERD 中的免疫功能障碍和慢性 2 型炎症。 Let-7 家族 miRNA 是纠正N-ERD 中异常巨噬细胞活化和介质反应的目标。
今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见！
