【2024-34期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了10篇分享给大家，第1篇文章介绍了细胞外囊泡通过传递ACSL4来诱导肝细胞脂质过氧化，从而促进肝细胞癌进展；第2篇文章介绍了使用微针注射干细胞来源细胞外囊泡用于治疗类风湿性关节炎；第4篇文章介绍了一种改良的纳米孔，可以更好的用于细胞外囊泡的分析；第7篇文章介绍了携带线粒体成分的细胞外囊泡在肺部疾病中的应用前景。
1.Extracellular Vesicle-Packaged ACSL4 Induces Hepatocyte Senescence to Promote Hepatocellular Carcinoma Progression.细胞外囊泡包装的 ACSL4 诱导肝细胞衰老从而促进肝细胞癌进展。​[Cancer Res] PMID: 39226516摘要：源自癌细胞的细胞外囊泡 (EV) 是肿瘤进展过程中细胞间通讯的关键介质。肿瘤衍生的 EV 中的货物有助于建立肿瘤支持微环境，可作为改善癌症治疗的治疗靶点。在这里，我们证明肝细胞癌 (HCC) 细胞在大型细胞外囊泡 (lEV) 中分泌酰基辅酶 A 合成酶 ACSL4，以调节促进HCC 进展的肿瘤微环境相互作用。HCC 衍生的 lEV ACSL4 增加了细胞内多不饱和脂肪酸脂质的丰度，并重塑了脂质谱以增强肿瘤周围肝细胞中的脂质过氧化，导致肝细胞衰老，并伴有衰老相关分泌表型 (SASP)。通过抗衰老治疗消除衰老肝细胞可抑制肿瘤进展。在肝癌细胞中，SREBP2 介导的转录激活上调了 ACSL4 的表达，而 Akt 介导的ACSL4 磷酸化通过增强其与 Annexin A2 的相互作用诱导其包装到 lEV 中。这项研究确定了肝癌细胞分泌的 ACSL4 在诱导肝细胞脂质重塑和衰老以支持肝癌进展方面的关键调节功能，这表明靶向 lEV ACSL4 是治疗肝癌的潜在策略。
2.Chondroitin sulfate-based microneedles for transdermal delivery of stem cell-derived extracellular vesicles to treat rheumatoid arthritis. 基于硫酸软骨素的微针用于经皮输送干细胞衍生的细胞外囊泡来治疗类风湿性关节炎。[J Control Release] PMID: 39218160摘要：为了非侵入性治疗类风湿性关节炎 (RA)，我们制备了一种基于硫酸软骨素 C (CSC) 的可溶性微针 (cMN)，用于将人类脂肪干细胞来源的细胞外囊泡 (hASC-EV) 输送到发炎的关节中。由于其抗炎功能，携带 hASC-EV 的 cMN (EV@cMN) 显著抑制了活化的成纤维细胞样滑膜细胞 (aFLS) 和 M1 巨噬细胞(M1)，而这些细胞是导致 RA 进展的原因。此外，EV@cMN促进了骨髓来源干细胞的软骨分化。在胶原诱导性关节炎小鼠中，EV@cMN 有效地将 hASC-EV 和 CSC 输送到发炎的关节中。有趣的是，在 CSC 和 hASC-EV 的协同作用下，发炎关节中的促炎细胞因子显著下调。因此，从整体临床评分和关节肿胀来看，EV@cMN 表现出了出色的治疗效果，甚至与野生型小鼠相当，且没有明显的副作用。总体而言，EV@cMN 可能具有治疗 RA 的潜力，因为它可以以非侵入性方式有效地将 CSC 和 hASC-EV 输送到发炎的关节中。
3.MSCs biomimetic ultrasonic phase change nanoparticles promotes cardiac functional recovery after acute myocardial infarction.MSCs仿生超声相变纳米粒子促进急性心肌梗死后心脏功能恢复。[Biomaterials] PMID: 39241549摘要：急性心肌梗塞 (AMI) 病例不断增加，尤其是在年轻人中，这引起了公众对健康的担忧。冠状动脉再通等标准治疗通常不能完全修复心脏的微血管，有导致心力衰竭的风险。进展表明，间充质基质细胞 (MSCs) 移植可改善 AMI 后的心脏功能，但 AMI 后恶劣的微环境会影响细胞存活和治疗效果。MSCs 通过其膜蛋白和携带 microRNA-125b 的旁分泌细胞外囊泡帮助心脏修复，microRNA-125b可调节多个靶标，防止心肌细胞死亡，限制成纤维细胞生长，并对抗 AMI 后的心肌重塑。这项研究介绍了超声响应相变仿生纳米粒子，利用 MSCs 的天然特性。这些粒子包含 MSC 膜和 microRNA-125b，并添加了巨噬细胞膜以保持稳定性。该方法利用超声靶向微泡破坏技术 (UTMD)，将 MSC 膜蛋白和microRNA-125b 靶向输送至 AMI 发炎区域。旨在增强心脏功能恢复并提供精准的 AMI 靶向治疗。
4.Highly Sensitive Detection of Tumor Cell-Derived Exosomes Using Solid-State Nanopores Assisted with a Slight Salt Gradient. 利用轻微盐梯度辅助固态纳米孔高灵敏度检测肿瘤细胞衍生的外泌体。[ACS Appl Mater Interfaces] PMID: 39240779摘要：肿瘤细胞来源的外泌体作为重要的生物标志物，在癌症早期筛查和诊断中有着巨大的应用前景，但传统检测方法灵敏度不高、样品前处理过程复杂，限制了其在临床诊断中的应用。纳米孔传感器作为一种高灵敏度、无标记的单分子技术，广泛应用于分子和生物颗粒的检测。然而，由于外泌体表面电荷密度低及电解质浓度对其结构稳定性的影响，外泌体通过纳米孔的捕获率极低，从而降低了检测通量。在此，我们报告了一种利用氮化硅（SiNx）纳米孔借助轻微的盐电解质梯度来提高外泌体易位捕获率的方法。在不同浓度梯度的电解质溶液中评估了外泌体易位事件频率的改善。在非对称电解质（cis1×PBS和trans0.2 M NaCl，1×PBS）条件下，肿瘤细胞（HepG2）来源的外泌体易位发生频率提高了近2个数量级，同时囊泡结构保持稳定。此外，得益于盐梯度效应，肿瘤细胞（AsPC-1和HCT116）来源的外泌体易位可以与HepG2细胞来源的外泌体相区分。建立了单颗粒水平上高灵敏度的肿瘤细胞来源外泌体检测方法，为癌症的早期诊断提供了一种方法。
5.Fingerprint Profiling of Glycans on Extracellular Vesicles via Lectin-Induced Aggregation Strategy for Precise Cancer Diagnostics. 通过凝集素诱导的聚集策略对细胞外囊泡上的聚糖进行指纹分析，以进行精准的癌症诊断。[J Am Chem Soc] PMID: 39235449摘要：细胞外囊泡（EVs）中含有丰富的聚糖，可介导细胞间通讯和疾病发展等各种功能，在疾病进展中起着重要作用。然而，体液中EV异质性的存在和聚糖结构的复杂性给EV聚糖的检测带来了挑战。在本研究中，我们提供了一种集成膜特异性分离和凝集素诱导聚集策略（MESSAGE）的简化方法，用于EV聚糖的多重分析。通过利用合理设计的凝集素诱导聚集策略，EV聚糖的表达被转化为基于尺寸的信号。在机器学习算法的辅助下，具有高灵敏度、特异性和简单性的MESSAGE策略可用于早期癌症诊断和分类，以及在2小时内通过20μL血浆样本监测癌症转移。此外，我们的平台有望推动基于 EV 的液体活检在临床应用领域的发展，为分析各种疾病状态下 EV 聚糖特征开辟新的可能性。
6.The 8-oxoguanine DNA glycosylase-synaptotagmin 7 pathway increases extracellular vesicle release and promotes tumour metastasis during oxidative stress. 8-氧鸟嘌呤DNA糖基化酶-突触结合蛋白7通路增加细胞外囊泡释放并促进氧化应激期间肿瘤转移。[J Extracell Vesicles] PMID: 39235072摘要：活性氧 (ROS) 诱导的氧化性 DNA 损伤被认为是基因突变的主要原因，与致癌作用和肿瘤进展密切相关。细胞外囊泡在癌症转移中起着重要作用。然而，DNA 氧化损伤在细胞外囊泡 (EVs) 介导的癌细胞迁移和侵袭中的确切作用仍不清楚。在这里，我们揭示了 ROS 介导的 DNA 氧化损伤信号通过增加 EVs 释放来促进肿瘤转移。从机制上讲，8-氧鸟嘌呤 DNA 糖基化酶 (OGG1) 识别并结合其底物 8-氧代-7,8-二氢鸟嘌呤(8-oxoG)，将 NF-kB 募集到突触结合蛋白 7 (SYT7) 启动子，从而触发 SYT7 转录。 SYT7 表达的上调导致 E-cadherin 负载 EVs 释放增加，从而消耗细胞内的 E-cadherin，从而诱导上皮-间质转化 (EMT)。值得注意的是，OGG1 的DNA 结合活性抑制剂 Th5487 可阻断氧化信号的识别和传递，减轻 SYT7 表达并抑制 EVs 释放，从而防止体内和体外肿瘤进展。总之，我们的研究阐明了 8-oxoG/OGG1/SYT7 轴驱动 EVs 释放在氧化应激诱导的肿瘤转移中的重要性。这些发现有助于更深入地了解癌症进展的分子基础，并为治疗干预提供潜在途径。
7.Mitochondrial Extracellular Vesicles: A Promising Avenue for Diagnosing and Treating Lung Diseases. 线粒体细胞外囊泡：诊断和治疗肺部疾病的一种有希望的途径。[ACS Nano] PMID: 39225081摘要：线粒体是控制细胞生物合成、能量代谢和信号转导的关键细胞器，通过生物发生、融合、裂变和线粒体自噬等过程维持动态平衡。越来越多的证据表明，线粒体功能障碍与一系列呼吸系统疾病有关，包括急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征、支气管哮喘、肺纤维化、慢性阻塞性肺病和肺癌。因此，找到能够改善受损线粒体功能的方法对于治疗肺部疾病至关重要。细胞外囊泡 (EVs) 是细胞释放到细胞外空间的纳米级膜囊泡，通过在细胞或器官之间传递生物活性物质或信号来促进细胞间通讯。最近的研究已经在 EVs 的特定子集内发现了丰富的线粒体成分，称为线粒体细胞外囊泡 (mitoEVs)，其内容和组成随疾病进展而变化。此外，mitoEVs 已在受损受体细胞中表现出修复性线粒体功能。然而，目前对 mitoEVs 缺乏全面的了解，限制了它们的临床转化前景。本综述探讨了 mitoEVs 的生物发生、分类、功能性线粒体货物和生物学效应，重点关注其在肺部疾病中的作用。重点介绍了它们作为肺部疾病生物标志物和创新治疗策略的潜力，为各种肺部疾病的机制研究和药物开发提供了新的见解。
8.Sialyl Lewis X decorated integrin α3 on small extracellular vesicles promotes metastasis of bladder cancer via enhancing vascular permeability. 唾液酸路易斯X修饰的小细胞外囊泡上的整合素α3通过增强血管通透性促进膀胱癌的转移。[Angiogenesis] PMID: 39222273摘要：血管的通透性在癌细胞的扩散和远处转移中起着至关重要的作用。已知小细胞外囊泡（sEVs）通过穿过血管壁促进各种癌症的转移。然而，异常糖缀合物对肿瘤血管中 sEVs 的作用仍不清楚。我们的研究发现肌层浸润性膀胱癌（BLCA）中岩藻糖基转移酶VII（FUT7）及其产物唾液酸化 Lewis X（sLeX）的水平升高，高水平的 sLeX 促进了 BLCA 细胞的生长和侵袭。进一步的研究表明，sLeX 在源自 BLCA 的 sEVs中富集。sLeX 修饰的 sEVs 通过破坏人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的紧密连接来增加血管通透性。使用糖蛋白质组学方法，我们鉴定出整合素 α3 (ITGA3) 是 BLCA 细胞及其 sEVs 中携带 sLeX 的糖蛋白。从机制角度来看，sLeX 修饰通过阻止 ITGA3 在溶酶体中降解来稳定 ITGA3。携带 sLeX 修饰 ITGA3 的sEVs 可以被 HUVEC 有效内化，从而导致紧密连接蛋白表达降低。相反，在 sLeX 修饰的 sEVs 中沉默ITGA3 可恢复紧密连接蛋白并通过抑制 MAPK 通路降低血管通透性。此外，HUVECs 中 Asn 265 处ITGA3 的 sLeX 修饰促进了 Ser/Thr 残基处的闭合蛋白去磷酸化，随后诱导其 importin α1 介导的核易位，从而导致紧密连接破坏。我们的研究结果提出了一种破坏转移性微环境形成和防止恶性膀胱癌扩散的潜在策略。
9.An aptamer-guided fluorescence polarisation platform for extracellular vesicle liquid biopsy. 用于细胞外囊泡液体活检的适体引导荧光偏振平台。[J Extracell Vesicles] PMID: 39221546摘要：将基于细胞外囊泡 (EV) 的癌症生物标志物的发现转化为个性化精准肿瘤学需要开发适合临床实验室采用的稳健、灵敏和特异性检测方法。虽然已经开发了各种用于 EV 液体活检的精妙方法，但由于需要高水平的微加工和/或精密仪器，其中大多数方法仍处于研究原型阶段。因此，本研究旨在开发一种简单的 DNA 适体启用和基于荧光偏振的均质检测方法，从而无需将未结合的检测配体与结合物种分离以进行 EV 检测。通过用一组抗体固定 EV，然后用针对不同 EV 生物标志物的 DNA 适体检测它们，可以实现高特异性。这种双管齐下的策略可确保在量化生物标志物阳性的 EV 之前去除输入生物流体中的大部分（如果不是全部）非 EV 物质，包括可溶性蛋白质、蛋白质聚集体或非囊泡颗粒。检测限为 5.0 × 10^6 EVs/mL，线性定量范围为 5.0 × 10^8 至 2.0 × 10^10 EVs/mL。借助多参数分析策略，这种适体引导的荧光偏振分析能够根据 EV上同一组生物标志物水平的定量差异将 EV 与三种不同类型的实体癌细胞区分开来。鉴于该方法的简单性及其在自动临床生化分析仪中的易于实施，该检测可用于未来基于 EV 的连续实时监测新宏观或微观转移的出现、癌症进展以及在临床癌症管理的不同阶段对治疗的反应。
10.Defining the activity of pro-reparative extracellular vesicles in wound healing based on miRNA payloads and cell type-specific lineage mapping. 根据 miRNA 有效载荷和细胞类型特异性谱系图谱定义促修复细胞外囊泡在伤口愈合中的活性。[Mol Ther] PMID: 38379282摘要：细胞释放小细胞外囊泡 (EV)，并运送生物活性有效载荷以协调多种细胞类型在皮肤伤口愈合中的反应。在这里，我们使用皮肤损伤模型作为促修复 EV 的供体来治疗受体糖尿病肥胖小鼠，这是一种伤口愈合受损的模型。我们建立了一个功能性筛选，以筛选出可增加 EV 促修复活性的微小 RNA (miRNA)，并确定了体内和体外 EV 中 miR-425-5p 的下调与脂联素的调节有关。我们测试了一种细胞类型特异性报告基因，即四跨膜蛋白 CD9 与 GFP 融合，以谱系定位伤口床中巨噬细胞释放的 EV，这基于巨噬细胞衍生 EV 中miR-425-5p 的表达和 EV 供体部位巨噬细胞的丰度。对不同启动子的分析表明，在巨噬细胞特异性启动子的控制下，EV 释放最为丰富，并且这些 EV 被真皮成纤维细胞内化。这些发现表明，修复性 EV 可递送 miRNA（例如miR-425-5p），这些 miRNA 可刺激具有胰岛素增敏特性的脂联素的表达。我们认为 EV 可促进皮肤细胞层之间的细胞间信号传导，以消除炎症、诱导基底角质形成细胞增殖并加速伤口闭合。
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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