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【2024-33期】This Week in Extracellular Vesicles

hzangs在最新文献中选取了11篇分享给大家,第1篇文章介绍了Rubicon-WIPI信号轴在外泌体合成中的功能作用;第2篇文章开发了一种新的靶向讲解策略,可以用于细胞外蛋白和囊泡的降解;第4篇文章开发了一种3D培养结构,可以提升细胞外囊泡的产量;第6篇文章介绍了罗斯氏菌衍生的细胞外囊泡调控肠炎的功能和机制;第9篇文章综述了细胞外囊泡的生物医学应用。

1.The Rubicon-WIPI axis regulates exosome biogenesis during ageing.

Rubicon-WIPI 轴调节衰老过程中外泌体的生物合成。

[Nat Cell Biol] PMID: 39174742

摘要:细胞在多泡体中释放腔内囊泡作为外泌体与其他细胞进行通讯。尽管最近的研究表明外泌体生物合成与自噬之间存在密切联系,但其详细机制尚不完全清楚。在这里,我们采用了全面的 RNA 干扰筛选自噬相关因子,发现自噬的负调节剂 Rubicon 对外泌体的释放至关重要。Rubicon 将 WIPI2d 募集到内体以促进外泌体的生物合成。WIPI2d 的相互作用组分析确定了腔内囊泡形成所需的 ESCRT 成分。值得注意的是,我们发现 Rubicon 是小鼠外泌体释放随年龄增加所必需的。此外,血清外泌体的小 RNA 测序表明,Rubicon 决定了与细胞衰老和长寿途径相关的外泌体微小 RNA 的命运。综上所述,我们目前的结果表明,Rubicon-WIPI 轴是外泌体生物合成的关键调节器,并负责外泌体数量和质量随年龄的变化。

2.A plug-and-play monofunctional platform for targeted degradation of extracellular proteins and vesicles.

一种即插即用的单功能平台,用于靶向降解细胞外蛋白质和囊泡。

[Nat Commun] PMID: 39174543

摘要:现有策略使用双功能嵌合体介导细胞外蛋白质降解。然而,这些策略依赖于特定的溶酶体运输受体来促进溶酶体传递,因为受体表达的内在细胞间差异以及受体的突变或下调,这可能会引起耐药性问题。另一个挑战是建立一个适用于多种场景的通用平台。在这里,我们开发了 MONOTAB(带有靶向粘合剂的改性纳米粒子),这是一种即插即用的单功能降解平台,可以将细胞外靶标拖入溶酶体进行降解。MONOTAB 利用某些纳米粒子固有的溶酶体靶向能力来消除特定受体依赖性和钩状效应。为了实现高模块化和可编程的靶标特异性,我们利用链霉亲和素-生物素相互作用通过抗体安装方法或直接结合将抗体或其他靶向分子固定在纳米粒子上。我们的研究表明,MONOTAB 可以诱导多种治疗靶点的有效降解,包括膜蛋白、分泌蛋白,甚至细胞外囊泡。

3.UPCARE: Urinary Extracellular Vesicles-Derived Prostate Cancer Assessment for Risk Evaluation.

UPCARE:尿细胞外囊泡前列腺癌风险评估。

[J Extracell Vesicles] PMID: 39175282

摘要:在通过液体活检进行有效肿瘤诊断的过程中,细胞外囊泡 (EV) 已显示出作为潜在生物标志物来源的潜力。本研究探讨了西方和中国人群在预测临床显著前列腺癌 (csPCa) 方面的生物标志物效力差距。我们开发了一种基于尿液细胞外囊泡的前列腺评分 (EPS) 模型,利用 EXODUS 技术从 598 名患者中分离 EV,并结合 FOXA1、PCA3 和 KLK3 的基因表达。我们的研究结果表明,在 234 名患者的训练队列中,EPS 模型的诊断准确率超过了前列腺特异性抗原 (PSA) 检测,曲线下面积 (AUC) 为 0.730,而 PSA 为 0.659(p = 0.018)。同样,在 101 名男性的验证队列中,EPS 模型的 AUC 达到 0.749,明显优于 PSA 的 0.577(p < 0.001)。我们的模型已证明不必要的前列腺活检可能减少 26%,csPCa 病例的漏检率仅为 3%,表明其在中国人群中是有效的。

4.High-yield extracellular vesicle production from HEK293T cells encapsulated in 3D auxetic scaffolds with cyclic mechanical stimulation for effective drug carrier systems.

利用周期性机械刺激将 HEK293T 细胞封装在 3D 膨胀支架中,从而产生高产量的细胞外囊泡,从而实现有效的药物载体系统。

[Biofabrication] PMID: 39173665

摘要:细胞外囊泡 (EV) 在药物装载和递送方面具有广阔的前景,可用于医疗应用。然而,缺乏可扩展的制造工艺阻碍了临床上合适数量的生产,从而阻碍了基于 EV 的疗法的转化。目前的 EV 生产严重依赖非生理 2D 细胞培养或生物反应器,需要大量资源。此外,3D 和 2D 培养环境中 EV 衍生的核糖核酸货物仍然很大程度上未知。在这项研究中,我们优化了封装有人类胚胎肾 293T (HEK293T) 细胞的 3D 膨胀支架的生物制造,重点是增强支架的机械性能,通过生物反应器中的拉伸刺激显著促进 EV 的生产。与传统的 2D 培养相比,所提出的平台将 EV 产量提高了约 115 倍,具有抑制肿瘤进展的特性。进一步的机制检查表明,这种影响是由 YAP/TAZ 的机械敏感性介导的。与用于癌症治疗的 2D 支架相比,由拉伸刺激的 HEK293T 细胞衍生的 EV 在 3D 膨胀支架上表现出了更优异的装载阿霉素能力。我们的研究结果强调了这种策略在扩大 EV 生产和优化临床转化功能性能方面的潜力。

5.Advances in exosomes utilization for clinical applications in cancer.

外泌体在癌症临床应用中的进展。

[Trends Cancer] PMID: 39168775

摘要:外泌体被认为具有临床应用的变革潜力。基于外泌体的液体活检为早期癌症检测和实时疾病监测提供了一种非侵入性方法。正在进行临床试验以验证外泌体生物标志物在提高诊断准确性和预测治疗反应方面的功效。此外,工程外泌体正在被开发为靶向药物输送系统,可以引导血液将治疗剂输送到肿瘤部位,从而提高治疗效果,同时最大限度地降低全身毒性。外泌体还表现出免疫调节特性,人们利用这种特性来增强抗肿瘤免疫反应。在这篇综述中,我们详细介绍了临床试验和研究的最新进展,强调了外泌体彻底改变癌症治疗的潜力。

6.Roseburia intestinalis-derived extracellular vesicles ameliorate colitis by modulating intestinal barrier, microbiome, and inflammatory responses.

罗斯氏菌衍生的细胞外囊泡通过调节肠道屏障、微生物群和炎症反应来改善结肠炎。

[J Extracell Vesicles] PMID: 39166405

摘要:炎症性肠病 (IBD) 是一种慢性疾病,其特征是反复发作的胃肠道炎症,缺乏确切的病因和明确的治疗方法。肠道微生物群因其多种生理功能而对预防和治疗 IBD 至关重要。在肠道微生物群与人类健康的相互作用中,肠道细菌分泌的细胞外囊泡 (BEV) 是关键介质。在此,我们探讨了 Roseburia intestinalis (R) 衍生的 EVs (R-EVs) 作为强效抗炎介质在治疗葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎中的作用。通过 ANCOM 分析,R 被选为 IBD 治疗的最佳 BEV 生产者。使用切向流过滤系统从 R 中分离出直径为 76 nm 的 R-EVs。口服 R-EVs 有效地在发炎的结肠组织中积累,并增加了双歧杆菌的丰度,从而抑制了结肠炎症并促进了肠道恢复。由于囊泡结构中存在 Ile-Pro-Ile,R-EVs 降低了发炎结肠组织中的 DPP4 活性并增加了活性 GLP-1,从而通过 PI3K 通路下调 NF-κB 和 STAT3。我们的研究结果揭示了 BEVs 在治疗 IBD 中对肠道恢复和肠道微生物组改变的影响。

7.Müller cells harboring exosomal lncRNA OGRU modulates microglia polarization in diabetic retinopathy via serving as miRNA sponges.

Müller 细胞通过外泌体来源的lncRNA OGRU通过充当 miRNA 海绵来调节糖尿病视网膜病变中的小胶质细胞极化。

[Diabetes] PMID: 39178104

摘要:糖尿病视网膜病变 (DR) 是糖尿病最常见的并发症之一,与世界范围内的视力丧失和失明有关。然而,早期和晚期 DR 仍然缺乏有效的治疗方法。建立了链脲佐菌素 (STZ) 诱导的糖尿病小鼠模型和高糖 (HG) 处理的 Mµler 细胞模型。通过免疫荧光 (IF) 染色和流式细胞术评估 M1/M2 小胶质细胞极化。通过 qRT-PCR 或蛋白质印迹检测 lncRNA OGRU、细胞因子和其他关键分子的表达。采用 ELISA 测定法监测细胞因子的分泌。分离并表征 Müller 细胞来源的外泌体,采用纳米颗粒跟踪分析 (NTA)、蛋白质印迹和透射电子显微镜 (TEM) 进行表征,并使用外泌体摄取测定法监测外泌体的细胞间运输。通过 RNA 下拉和 RNA 免疫沉淀 (RIP) 以及双荧光素酶测定验证了 lncRNA-miRNA-mRNA 网络之间的关联。在 DR 小鼠中观察到视网膜小胶质细胞的 M1 极化增加但 M2 极化减少。HG 处理的Müller细胞衍生的外泌体将 OGRU 转运到小胶质细胞中并促进小胶质细胞向 M1 表型极化。从机制上讲,OGRU 作为 miR-320-3p、miR-221-3p 和 miR-574-5p 的竞争性内源性 RNA (ceRNA) 分别调节小胶质细胞中的 AR、PFKFB3 和 GLUT1 表达。 miR-320-3p/miR-221-3p/miR-574-5p 缺失或 AR/PFKFB3/GLUT1 增强可消除体外 OGRU 沉默介导的小胶质细胞极化。体内研究进一步表明,OGRU/miR-320-3p/AR、OGRU/miR-221-3p/PFKFB3 和 OGRU/miR-574-5p/GLUT1 轴调节 DR 小鼠的小胶质细胞极化。总之,Müller 细胞衍生的外泌体 OGRU 通过调节 OGRU/miR-320-3p/AR、OGRU/miR-221-3p/PFKFB3 和 OGRU/miR-574-5p/GLUT1 轴来调节 DR 中的小胶质细胞极化。

8.Enzyme-Dynamic Extracellular Vesicles for Metalloimmunotherapy of Malignant Pleural Effusions.

酶动力细胞外囊泡用于恶性胸腔积液的金属免疫治疗。

[ACS Nano] PMID: 39109520

摘要:恶性胸腔积液 (MPE) 难以治疗,其发作通常预示着晚期癌症。免疫疗法很有希望,但必须克服免疫抑制的 MPE 微环境。在此,我们通过协同结合两种新兴的癌症治疗方式来治疗 MPE:酶动力疗法 (EDT) 和金属免疫疗法。为此,开发了一种称为“AR-SOME”的纳米平台,它包括 MPE 靶向的 M1 型细胞外囊泡 (EV),其中装载有 (1) 锰基超氧化物歧化酶 (SOD) 酶、(2) 干扰素基因刺激剂 (STING) 激动剂 diABZI-2,以及 (3) 信号转导和转录激活因子 3 (STAT3) 小干扰 RNA。肿瘤内的内源性活性氧通过 EDT 诱导免疫原性细胞死亡,同时通过 Mn 和 diABZI-2 激活 STING,并抑制 STAT3 通路。全身给药 AR-SOME 可缓解 MPE 免疫抑制微环境,触发抗肿瘤全身免疫和长期免疫记忆,导致 MPE 和胸膜肿瘤完全消除,在侵袭性小鼠模型中存活率为 100%。在人类患者来源的 MPE 中也观察到了 AR-SOME 诱导的免疫效应,这表明 AR-SOME 具有作为实验性恶性肿瘤治疗的转化潜力。

9.Unignored intracellular journey and biomedical applications of extracellular vesicles.

不容忽视的细胞内旅程和细胞外囊泡的生物医学应用。

[Adv Drug Deliv Rev] PMID: 38969268

摘要:细胞外囊泡(EVs)的细胞内旅程是各种生物病理过程不可忽视的一部分。本文重点介绍了EVs的生物发生、生物学功能、摄取途径、细胞内运输途径和生物医学应用。内体逃逸是EVs释放的一种独特方式。当囊泡逃逸出内体时,它们避免了与溶酶体融合和被降解的命运,从而有机会直接进入细胞质或其他细胞器。这种逃逸机制对于EVs传递特定的信号或物质至关重要。内体逃逸后EVs的细胞内运输是一个复杂而重要的生物学过程,涉及各种细胞结构和分子的协调工作。通过对这一过程的深入研究,可以更全面地了解EVs的功能和调控机制,为未来的生物医学诊断和治疗提供新的维度。

10.T Cell-Derived Apoptotic Extracellular Vesicles Hydrolyze cGAMP to Alleviate Radiation Enteritis via Surface Enzyme ENPP1.

细胞衍生的凋亡细胞外囊泡通过表面酶 ENPP1 水解 cGAMP 以减轻放射性肠炎。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 38888507

摘要:放射性肠炎是盆腔放疗最常见的并发症,但目前尚无有效的预防或治疗药物。凋亡的T细胞及其产物在调节炎症和维持生理免疫稳态中起着重要作用。本文显示全身输注T细胞来源的凋亡细胞外囊泡(ApoEVs)可以靶向小鼠受照射的肠道并缓解放射性肠炎。从机制上讲,辐射提高了肠道2'3'环状GMP-AMP(cGAMP)的合成并激活了环状GMP-AMP合酶(cGAS)-干扰素基因刺激物(STING)促炎通路。全身输注ApoEVs后,外核苷酸焦磷酸酶磷酸二酯酶1(ENPP1)在ApoEVs表面富集水解细胞外cGAMP,从而抑制照射激活的cGAS-STING通路。此外,ApoEVs被吞噬细胞吞噬后,ApoEVs上的ENPP1水解胞内cGAMP,作为胞内cGAMP水解方式,从而减轻放射性肠炎,该研究结果对ApoEVs胞内和胞外水解能力及其在炎症调控中的作用具有重要意义。

11.Nucleation-Inhibited Emulsion Interfacial Assembled Polydopamine Microvesicles as Artificial Antigen-Presenting Cells.

成核抑制乳液界面组装聚多巴胺微囊泡作为人工抗原呈递细胞。

[Small] PMID: 38593314

摘要:尽管微乳液系统已成为制造可调纳米/微结构的有效平台,但对乳液界面组装的缺乏了解阻碍了制造的控制。本文提出了一种成核抑制微乳液界面组装方法,该方法不同于传统的界面成核方法,用于合成聚多巴胺微囊泡 (PDA MV)。这些 PDA MV 的直径约为 1 微米,呈现出一种类似于细胞形态的柔韧结构。通过对 PDA MV 表面抗体的修饰,可以评估它们作为人工抗原呈递细胞的能力。与固体纳米颗粒相比,具有类细胞结构的 PDA MV 表现出增强的 T 细胞活化作用,导致 1 天后 CD25 表达增加 1.5 倍,7 天后 PD-1 阳性率增加 3 倍。总之,该研究阐明了微乳液聚合体系中成核和界面组装的影响,为MV提供了直接合成方法,并证实了其作为人工抗原呈递细胞的有效性。

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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