本周hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家，第1篇文章介绍了急性心肌梗塞过程中内皮细胞来源的VCAM1阳性细胞外囊泡多中性粒细胞的招募作用，并基于这一发现开发了潜在的新治疗策略；第3篇文章讨论了基于循证医学逻辑的细胞外囊泡临床研究的发展方向和未来需要着重开展的工作；第8篇文章介绍了一种可以基于微囊泡透过血脑屏障的胶质瘤治疗新策略；第9篇文章介绍了利用中大型细胞外囊泡进行线粒体递送的潜在可行性。
- Rapid neutrophil mobilisation by VCAM-1+ endothelial extracellular vesicles.VCAM-1+ 内皮细胞外囊泡快速动员中性粒细胞。[Cardiovasc Res] PMID: 35134856
摘要：急性心肌梗塞迅速增加血液中性粒细胞。响应于趋化因子升高而从骨髓释放被认为是它们的来源，但趋化因子水平在损伤后24小时和嗜中性粒细胞升高后达到峰值。这表明可能涉及额外的非趋化因子依赖性过程。内皮细胞 (EC) 激活促进细胞外囊泡 (EVs) 的快速（30分钟）释放，这已成为细胞间信号传导的重要手段，因此是远程组织通信的潜在机制。在这里，我们发现心肌损伤会迅速将脾脏中的中性粒细胞调动到外周血，并在到达受伤组织之前诱导它们的转录激活。血浆 EV 组成的时间过程分析显示，带有 VCAM-1 的 EV 快速且有选择性地增加。这些 EVs 也富含 miRNA-126，它们优先在脾脏中积累，在那里它们诱导局部炎症基因和趋化因子蛋白表达，并将脾中性粒细胞动员到外周血中。使用 CRISPR/Cas9 基因组编辑，我们生成了缺乏 VCAM-1 的 EC-EV，并表明它的缺失消除了 EC-EV 激发中性粒细胞动员的能力。此外，在小鼠模型中，体内抑制 miRNA-126 可减少心肌梗塞的大小。我们的研究结果显示了一种新的 EV 依赖机制，用于将中性粒细胞从脾储备快速调动到外周血，并为通过亲本细胞的遗传改变对 EV 通信进行功能操作建立概念证明。急性心肌梗死 (AMI) 后和全身细胞因子改变之前，外周血中性粒细胞迅速升高。细胞外囊泡 (EVs) 是膜包裹的颗粒，可携带蛋白质和 miRNAs，并迅速从内皮细胞 (EC) 中释放出来。在这里，我们表明，AMI 后 EC 衍生的 EVs (EC-EVs) 通过 EC-EV-VCAM-1 介导脾脏的中性粒细胞动员，并诱导血液中中性粒细胞的转录激活，从而有利于 miRNA-126-mRNA 靶标； miRNA-126 antagomir 治疗可降低梗死面积。 EC-EV-VCAM-1 和 EC-EV-miRNA-126 是动员中性粒细胞脾储备的新机制，中性粒细胞在无菌性缺血性损伤中是以前未知的中性粒细胞来源。
- Role of Extracellular Vesicles in the Pathogenesis of Vascular Damage.细胞外囊泡在血管损伤发病机制中的作用。[Hypertension] PMID: 35144490
摘要：细胞外囊泡 (EV) 是由细胞释放的纳米级膜结合结构，能够将核酸、蛋白质货物和代谢物转移到特定的受体细胞，从而以内分泌和旁分泌方式进行细胞间通信。内皮、白细胞和血小板衍生的 EV 已成为血管损伤不同阶段发展和进展的生物标志物和关键效应物，从最早的内皮功能改变到晚期动脉粥样硬化病变和心血管钙化。在病理条件下，循环 EVs 通过损害血管舒张促进内皮功能障碍，并通过增加粘附分子、活性氧和促炎细胞因子的水平来引发血管炎症。血小板、内皮细胞和巨噬细胞分泌 EV，调节巨噬细胞极化并促进动脉粥样硬化斑块的进展。最后，在病理刺激下，平滑肌细胞和巨噬细胞分泌 EV，这些 EV 在胶原纤维之间聚集，作为血管壁异位矿化的成核位点，导致微钙化和大钙化的形成。在这篇综述中，我们总结了 EV 在血管损伤中的病理作用的新证据，强调了最新研究的主要发现，并讨论了该研究领域的未来前景。
- Extracellular vesicles in cancer pros and cons: the importance of the evidence-based medicine.癌症中的细胞外囊泡利弊：循证医学的重要性。[Semin Cancer Biol] PMID: 35124195
摘要：在本文中，我们想介绍肿瘤学和所有相关医学领域的临床和转化研究的热门话题：“外泌体学”，即将外泌体视为治疗诊断学的纳米囊泡工具的科学。外泌体是由正常细胞，尤其是肿瘤细胞主动分泌的纳米大小的细胞外囊泡 (EV)。在 EV 中，外泌体无疑是研究最多且结果最有希望的，主要是因为它们可能代表所谓的“液体活检”的未来。不幸的是，来自临床前研究的大量且不断增加的数据并没有进行足够数量的临床研究。而迄今为止发表的那些临床研究提供了令人鼓舞但可能出乎意料的结果，包括外泌体血浆水平的临床相关性和循环 EV 上众所周知的生物标志物的过度表达。外泌体作为新肿瘤生物标志物（例如蛋白质和 miRNA）来源的临床相关性已得到明确数据的充分支持。我们在此希望根据文献和我们自己的经验就现有临床结果提供我们的观点，以引发旨在为未来研究外泌体在癌症诊断和治疗中的作用的新方向的讨论。我们相信，应该很快在基础科学家社区和临床肿瘤学家之间建立更具战略性的合作，以研究在人类肿瘤细胞系和动物模型中获得的大量数据的相关性。当然，我们需要更具战略性的行为，但也需要在一个不应被视为理所当然的领域进行有远见的科学投资；在这个领域，我们需要基础科学、临床医生、政府，当然还有工业界之间的相互合作。
- Optimization of small extracellular vesicle isolation from expressed prostatic secretions in urine for in-depth proteomic analysis.优化从尿液中分离前列腺分泌物来源的小细胞外囊泡，以进行深入的蛋白质组学分析。[J Extracell Vesicles] PMID: 35119778
摘要：从患者样本中提取的细胞外囊泡 (EV) 的分离和随后的分子分析是了解囊泡生物学和促进生物标志物发现的一种广泛使用的策略。尿液中表达的前列腺分泌物是一种肿瘤近端液体，作为用于液体活检方案的潜在前列腺癌 (PCa) 生物标志物的来源，已受到广泛关注。标准 EV 分离方法，如差速超速离心 (dUC) 共同分离蛋白质污染物，这些污染物在典型的质谱 (MS) 协议中掩盖了低丰度蛋白质。使表达的前列腺分泌物的分析更加复杂的是，尿调节素，也称为 Tamm-Horsfall 蛋白 (THP)，在尿液中以高浓度存在。 THP 可以形成聚合物，在纯化过程中结合 EV，从而降低产量。用二硫苏糖醇 (DTT) 破坏 THP 聚合物网络可以释放被困的 EV，但在随后的超速离心过程中，较小的 THP 纤维会与 EV 共同隔离。为了解决这些挑战，我们在此描述了一种 dUC 方法，该方法结合了 THP 聚合物还原和碱性洗涤，以改善 EV 分离效果并耗尽 THP 和其他常见的蛋白质污染物。当应用于尿液中人类表达的前列腺分泌物时，我们实现了已知前列腺和前列腺癌相关 EV 驻留蛋白的相对富集。我们的方法为尿液 EV 的全球蛋白质组学分析提供了一种有前景的策略。
- PBLD inhibits angiogenesis via impeding VEGF/VEGFR2-mediated microenvironmental cross-talk between HCC cells and endothelial cells. PBLD 通过阻止 VEGF/VEGFR2 介导的 HCC 细胞和内皮细胞之间的微环境串扰来抑制血管生成。[Oncogene] PMID: 35140333
摘要：持续的抗血管生成治疗会增加肿瘤缺氧水平，导致 HIF-1a 表达增加，从而导致肝细胞癌 (HCC) 对抗血管生成治疗的抵抗。在这里，我们报告吩嗪生物合成样结构域蛋白 (PBLD) 通过 HCC 细胞中的 ERK/HIF-1a/VEGF 轴抑制缺氧诱导的血管生成。 TCGA 数据库和临床样本验证的生物信息学分析也确定了 PBLD 与血管生成相关基因表达（包括 HIF-1a）之间的负相关。除了下调 HCC 细胞中 HIF-1a/VEGF 的表达外，PBLD 还通过 HCC 衍生的外泌体 miR-940 阻断内皮细胞上的 VEGF 受体 2 (VEGFR2)。 PBLD 还通过直接与 miR-940 相互作用来激活 TCF4 对 miR-940 的转录促进作用。总之，PBLD 不仅通过阻断内皮细胞中 VEGFR2 的表达，还通过下调 HIF-1a 诱导的 HCC 细胞中 VEGF 的表达和分泌来抑制血管生成。这些探索可能为探索新的靶点和策略以克服抗血管生成治疗的抗性提供理论基础。
- Extravesicular TIMP-1 is a non-invasive independent prognostic marker and potential therapeutic target in colorectal liver metastases. 细胞外囊泡结合的TIMP-1 是一种非侵入性的独立预后标志物，也是结直肠肝转移的潜在治疗靶点。[Oncogene] PMID: 35140332
摘要：通过肿瘤衍生的细胞外囊泡 (EV) 对基质微结构进行分子重编程，以促进转移前生态位的形成。我们阐明了基质金属蛋白酶-1 (TIMP1 EV) 的泡外组织抑制剂在肝脏微环境的促侵袭性细胞外基质 (ECM) 重塑中的作用，以帮助结直肠癌 (CRC) 的肿瘤进展。免疫组织化学分析显示，侵袭前沿的基质 TIMP1 高表达，这与结直肠肝转移患者的无进展生存期差有关。分子分析确定 CRC-EV 中的 TIMP1 EV 富集是诱导受体成纤维细胞中 TIMP1 上调的主要因素。从机制上讲，我们证明了 EV 介导的受体成纤维细胞中的 TIMP1 上调诱导了 ECM 重塑。这种效应被人类血清衍生的 EV 所概括，提供了强有力的证据表明 CRC 将活性 EV 释放到患者的血液循环中，以便将恶性特征水平转移到受体细胞。此外，EV 相关的 TIMP1 与热休克蛋白 HSP90AA 结合，HSP90AA 对人源血清 EV 的抑制减弱了 TIMP1 EV 介导的 ECM 重塑，使 EV 相关的 TIMP1 成为潜在的治疗靶点。最终，根据 REMARK 指南，我们在三个独立队列中证明 EV 结合的 TIMP1 是一种强大的循环生物标志物，可用于结直肠肝转移患者的无创性术前风险分层。
- Mammalian Cells Exocytose Alkylated Gold Nanoparticles via Extracellular Vesicles.哺乳动物细胞通过胞外囊泡胞吐烷基化金纳米颗粒。[ACS Nano] PMID: 35137580
摘要：了解细胞中纳米颗粒 (NPs) 的胞吐作用很有价值，因为它为 NPs 的设计规则提供了支持，从而支持纳米药物应用所需的细胞保留，但对 NPs 胞吐作用机制的研究仍然很少。我们阐明了十二烷基封端、聚乙二醇涂层金 NPs（称为“十二烷基-PEG-AuNP”）的胞吐作用机制。 Au 核心能够使胞吐的 NPs 从附近的细胞外囊泡 (EVs) 中进行超微结构分化。 PEG 外壳可防止不利于胞吐作用的颗粒间聚集。 PEG 壳上的少量烷基链不仅促进细胞摄取，而且提高胞吐作用的概率高达 4 倍，并上调胞吐作用和囊泡相关基因。在进入 Kera-308 角质形成细胞并运输到多泡体和溶酶体后，这些 NP 主要通过非常规的胞吐作用离开细胞，伴随着亚 100 nm、富含 CD81 的外泌体的分泌增强。与胞吐的 NP 一起分泌的 NP 胞吐作用和 EV 亚群的途径取决于十二烷基负载。这项工作为剖析 NP 胞吐作用的机制及其与 EV 分泌的关系提供了见解。
- Engineering macrophage exosome disguised biodegradable nanoplatform for enhanced sonodynamic therapy of glioblastoma.工程巨噬细胞外泌体伪装的可生物降解纳米平台用于增强胶质母细胞瘤的声动力治疗。[Adv Mater] PMID: 35133042
摘要：声动力疗法 (SDT) 表现出高组织穿透性和对正常组织的辐射损伤可忽略不计，因此成为治疗胶质母细胞瘤 (GBM) 的一种有前途的癌症治疗方式。然而，血脑屏障 (BBB) 和低氧微环境极大地限制了 SDT 的效率。在这项工作中，通过将过氧化氢酶 (CAT) 封装到二氧化硅纳米粒子 (CAT@SiO 2 ) 中以缓解肿瘤缺氧，然后装载声敏剂吲哚菁绿 (ICG)，制备了可生物降解的纳米平台（称为 CSI）。受巨噬细胞穿过血脑屏障能力的启发，CSI进一步被AS1411适配体修饰的巨噬细胞外泌体包裹，形成CSI@Ex-A，具有高效的血脑屏障穿透能力和良好的癌细胞靶向能力。肿瘤细胞内吞后，高表达谷胱甘肽（GSH）触发纳米平台的生物降解，释放的CAT催化过氧化氢（H 2 O 2 ）产生O 2 以缓解肿瘤缺氧。 GSH耗竭和O 2 自供有效地提高了体外和体内的SDT效率。此外，所得的CSI@Ex-A表现出良好的生物相容性和较长的循环时间。这些发现表明 CSI@Ex-A 可以作为 GBM 治疗的有效纳米平台，具有临床转化的潜力。
- Delivery of mitochondria via extracellular vesicles - A new horizon in drug delivery.通过细胞外囊泡递送线粒体——药物递送的新视野。[J Control Release] PMID: 35131369
摘要：药物递送领域在提高各种候选药物的治疗潜力方面取得了巨大进步，从小分子到核酸、蛋白质等大分子生物制剂。细胞外囊泡 (EV) 是细胞间通讯的介质，并携带丰富的先天货物混合物，包括脂质、蛋白质和核酸。细胞外囊泡正被开发为一类有前途的天然细胞衍生载体，用于药物输送。粒径 <200 nm 的 EV 称为小 EV (sEV)，直径 >200 nm 的中到大颗粒称为 m/lEV。 m/lEV 在其生物发生过程中自然地结合了线粒体。我将讨论 m/lEV 作为运送健康和功能性线粒体的载体的潜力。线粒体损伤和功能障碍在神经退行性疾病、心血管和代谢疾病等多种病理中发挥因果作用，这表明 m/lEV 介导的线粒体递送可能具有广泛的生物医学意义。利用 m/lEVs 的一个主要优点是传递的线粒体能够使用内源性机制来修复细胞损伤。我将根据我们迄今为止进行的研究强调 m/lEV 的交付潜力，并讨论它们作为新型线粒体载体发展的未解决问题。
- Multielectrode Spectroscopy Enables Rapid and Sensitive Molecular Profiling of Extracellular Vesicles.多电极光谱法可对细胞外囊泡进行快速灵敏的分子分析。[ACS Cent Sci] PMID: 35111901
摘要：检测细胞外囊泡 (EV) 中的蛋白质标志物正在成为基础研究和临床诊断的有用工具。然而，大多数 EV 蛋白测定需要冗长的过程——将亲和配体结合到传感基板上，并在 EV 上附加额外的标签，以最大限度地产生信号。在这里，我们提出了一个 iPEX（细胞外囊泡阻抗分析）系统，这是一种用于快速、多路复用 EV 分析的全电策略。 iPEX 采用一步电聚合，用抗体快速功能化传感器电极；然后，它通过阻抗谱以无标记方式检测 EV 蛋白。该方法简化了从传感器准备到信号测量的整个 EV 分析。我们实现了（i）每个电极快速固定抗体（<3 分钟）； (ii) 高灵敏度 (500 EVs/mL)，无需二次标记； (iii) 单芯片并行检测（四路）。通过直接分析多形性胶质母细胞瘤患者的血浆样本，证明了潜在的临床实用性。
- DNA-Engineered iron-based metal-organic framework bio-interface for rapid visual determination of exosomes. DNA 工程铁基金属有机框架生物界面，用于快速目测外泌体。[J Colloid Interface Sci] PMID: 34999547
摘要：在这项研究中，通过在铁基金属有机框架 (Fe-MOF) 表面设计 DNA 配体，开发了一种快速、低成本且简便的检测外泌体的方法。外泌体跨膜 CD63 蛋白适体 (CD63-aptamers) 被用作光学活性层和外泌体特异性识别元件，以设计 Fe-MOF 生物界面，以高效调节 Fe-MOF 对显色底物。通过 CD63 适体在 Fe-MOF 表面的自组装证实了内在的类过氧化物酶催化活性的有效增强。外泌体与 CD63 适配体的特异性结合改变了 Fe-MOF 表面 DNA 配体的构象，导致 Fe-MOF 催化活性的敏感变化。这直接产生了明显的颜色变化，并使外泌体的视觉检测成为可能。通过一步“混合和检测”，Fe-MOF生物界面在1.1×10^5 人乳腺癌细胞系来源的外泌体定量分析中表现出优异的性能至2.2 × 10^7 个颗粒/μL，检测限为5.2×10^4 个颗粒/μL。来自乳腺癌、胃癌和肺癌三种癌细胞系的外泌体CD63蛋白的表达仅在17分钟内发生分化。此外，该方法成功应用于血清样品中外泌体的鉴定，表明其在临床分析中的潜力，可作为一种快速、方便、经济的外泌体检测工具。
- SARS-CoV-2 treatment effects induced by ACE2-expressing microparticles are explained by the oxidized cholesterol-increased endosomal pH of alveolar macrophages.表达 ACE2 的微粒诱导的 SARS-CoV-2 治疗效果可以通过氧化胆固醇增加肺泡巨噬细胞的内体 pH 值来解释。[Cell Mol Immunol] PMID: 34983944
摘要：探索免疫系统与先进生物材料之间的相互作用来治疗 SARS-CoV-2 感染是一种很有前景的策略。在这里，我们表明过表达 ACE2 的 A549 细胞衍生微粒 (AO-MPs) 是一种潜在的抗 SARS-CoV-2 感染的治疗剂。鼻内施用的 AO-MP 灵巧地通过肺部的解剖学和生物学特征进入肺泡并被肺泡巨噬细胞 (AM) 吸收。然后，AO-MPs 增加内体 pH 值但降低 AMs 中的溶酶体 pH 值，从而护送结合的 SARS-CoV-2 从吞噬内体到溶酶体进行降解。这种 pH 调节可归因于氧化胆固醇，其富含 AO-MP 并易位至内体膜，从而干扰质子泵并损害内体酸化。除了促进病毒降解外，AO-MPs 还抑制 AMs 的促炎表型，从而在无副作用的 SARS-CoV-2 感染小鼠模型中提高治疗效果。这些发现突出了 AO-MP 治疗 SARS-CoV-2 感染患者的潜在用途，并展示了 MP 疗法在未来对抗新兴呼吸道病毒的可行性。
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