本周hzangs在最新文献中选取了15篇分享给大家，第1篇文章介绍了一种荧光RNA材料，可以用于标记细胞外囊泡货物，并用于成像和追踪，这为细胞外囊泡货物的命运分析提供了不错的工具；第3篇文章介绍了一种单细胞外囊泡分析策略；第6篇文章介绍了细胞外囊泡在寄生虫感染中的作用；第10篇文章介绍了组织来源细胞外囊泡在肿瘤治疗响应性和预后方面的预测能力；第13篇文章介绍了膜传感肽在体液细胞外囊泡直接分析中的潜在应用；第15篇文章介绍了植物细胞外囊泡携带mRNA被菌体吸收并翻译产生蛋白的现象和功能。
1.Fluorogenic RNA-based biomaterials for imaging and tracking the cargo of extracellular vesicles.
基于荧光 RNA 的生物材料，用于对细胞外囊泡的货物进行成像和追踪。
[J Control Release] PMID: 39111600
摘要：细胞外囊泡 (EV) 或外泌体在生理和病理细胞通讯中发挥重要作用，并作为生物药物载体获得了广泛关注。EV 包含调节基因表达和表观遗传过程的短和长非编码 RNA。为了充分利用 EV 作为药物载体的潜力，研究和了解 EV 功能和基于 EV RNA 的通讯的复杂性非常重要。在这里，我们开发了一种可遗传编码的基于 RNA 的生物材料，称为 EXO-Probe，用于追踪 EV RNA。EXO-Probe 包含一个 EV 负载RNA 序列 (EXO-Code)，与用于 RNA 成像的荧光 RNA Mango 适体融合。这种融合构建体允许可视化和追踪 EV RNA 并与多囊泡体标记物共定位；对 EV 内的 RNA 进行成像，以及对EV 进行无损量化。总体而言，这种基于 RNA 的新型生物材料提供了一种实用且通用的方法来探究 EVs 在通过 RNA 运输到 EVs的细胞通讯中的作用，并研究细胞分选决策。该系统还将有助于为进一步提高 EVs 作为药物载体的治疗效果奠定基础。
2.Engineered exosomes with a photoinducible protein delivery system enable CRISPR-Cas-based epigenome editing in Alzheimer's disease.
具有光诱导蛋白质递送系统的工程化外泌体能够基于CRISPR-Cas 编辑阿尔茨海默病的表观基因组。
[Sci Transl Med] PMID: 39110781
摘要：有效的细胞内递送治疗性蛋白质可能可以治疗多种疾病。然而，跨细胞膜有效递送功能性蛋白质仍然具有挑战性。外泌体是各种细胞自然分泌的纳米囊泡，可作为治疗性生物分子的有前途的纳米载体。在这里，我们设计了配备光诱导货物蛋白释放系统的外泌体，称为 mMaple3 介导的蛋白质装载到外泌体和从外泌体释放 (MAPLEX)，其中货物蛋白可以通过将外泌体与光裂解蛋白 (mMaple3) 结合的外泌体膜标记融合而装载到外泌体中，随后通过用蓝光照射诱导光裂解而从外泌体膜释放。使用该系统，我们首先通过将八聚体结合转录因子 4 和 SRY-box 转录因子 2 递送到体外成纤维细胞来诱导转录调控。其次，我们通过递送 Cre 重组酶在 Cre 报告小鼠中诱导体内基因重组。最后，我们在 5xFAD 和 3xTg-AD 小鼠（两种阿尔茨海默病模型）的大脑中实现了有针对性的表观基因组编辑。施用装载有 β 位淀粉样蛋白前体裂解酶 1 (Bace1) 靶向单向导 RNA 掺入的 dCas9 核糖核蛋白复合物的 MAPLEX，结合 DNA 甲基转移酶 3A 的催化域，成功甲基化了 Bace1 启动子内的目标 CpG 位点。这种方法显著降低了 Bace1 表达，改善了识别记忆障碍，并减少了 5xFAD 和 3xTg-AD 小鼠的淀粉样蛋白病理。这些结果表明，MAPLEX 是一种有效的细胞内蛋白质递送系统，可以为多种疾病递送多种治疗性蛋白质。
3.Nanoscale single-vesicle analysis: High-throughput approaches through AI-enhanced super-resolution image analysis.
纳米级单囊泡分析：通过人工智能增强的超分辨率图像分析实现的高通量方法。
[Biosens Bioelectron] PMID: 39106689
摘要：在纳米级水平上分析膜囊泡对于促进对细胞间通讯及其对健康和疾病的影响的理解至关重要。尽管它们具有重要意义，但在单粒子水平上对囊泡进行纳米级分析仍面临挑战，因为它们的尺寸小且生物体液复杂。这种新的囊泡分析工具利用了超分辨率显微镜 (SRM) 的单分子灵敏度和深度学习算法的高通量分析能力。通过比较经典聚类方法(k-means、DBSCAN 和 SR-Tesseler) 与基于深度学习的方法 (YOLO、DETR、可变形 DETR和 Faster R-CNN) 对外泌体的超分辨率荧光图像的分析，我们发现深度学习算法可变形 DETR 是最有效的。它在从 SRM 图像中检测单个囊泡方面表现出卓越的准确性和更短的处理时间。我们的研究结果表明，基于图像的深度学习增强方法在识别单个囊泡和解决与错误识别和计算需求相关的挑战方面明显优于传统的基于坐标的聚类技术。此外，将可变形 DETR 和 ConvNeXt-S 算法组合应用于不同标记的外泌体，揭示了其区分它们的能力，表明其有潜力剖析囊泡群体的异质性。囊泡分析的这一突破表明，人工智能与超分辨率成像的整合发生了范式转变，这有望开辟囊泡生物学、疾病诊断和基于囊泡的治疗方法的新领域。
4.Tumor-secreted extracellular vesicles counteract therapy response by triggering inflammatory mesenchymal stem cell development.
肿瘤分泌的细胞外囊泡通过触发炎症间充质干细胞发育来抵消治疗反应。
[Clin Cancer Res] PMID: 39115426
摘要：治疗耐药性是骨癌治疗的主要临床障碍，似乎主要是由不太了解的微环境因素驱动的。最近的证据表明，具有炎症特征的间充质干细胞 (iMSC) 的独特亚群发挥着关键作用，尽管它们的起源和功能仍未得到探索。我们证明癌症分泌的细胞外囊泡 (EV) 会触发 iMSC 的发展，从而阻碍体内治疗反应，并着手确定抵消其功能的策略。在骨肉瘤原位异种移植小鼠模型中评估了 iMSC 在治疗耐药性中的作用。分析了 EV 诱导的 MSC 转录组改变，并与骨肉瘤和多发性骨髓瘤患者活检的 scRNA-seq 数据进行了比较。功能分析确定了驱动 iMSC 发展的 EV 成分。我们评估了临床药物在体内阻断 iMSC 诱导的耐药性的有效性。我们发现 iMSC 是通过与癌症 EVs 相互作用而诱导的，并完全消除了 TGFb 信号抑制的抗转移作用。重要的是，EV 诱导的 iMSC 忠实地重现了多发性骨髓瘤和骨肉瘤患者活检中富含的基质细胞的炎症单细胞 RNA 特征。从机制上讲，癌症 EVs 通过两种不同的机制起作用。EV 相关的 TGFb 诱导 IL6 的产生，而 EV-RNA 货物增强了 TLR3 介导的趋化因子的产生。我们发现，同时用拉达克宁和托珠单抗阻断下游 EV 激活通路会破坏转移形成并克服 iMSC 诱导的耐药性。我们的观察结果证实了 iMSC 是药物耐药性的主要贡献者，揭示了 EVs 是 iMSC 发育的生理触发因素，并强调了一种有希望改善骨癌患者治疗反应的组合策略。
5.Endothelial Cell-Derived Extracellular Vesicles Promote Aberrant Neutrophil Trafficking and Subsequent Remote Lung Injury.
内皮细胞衍生的细胞外囊泡促进异常中性粒细胞运输和随后的远程肺损伤。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 39119837
摘要：脓毒症中急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 的发展与大量发病率和死亡率相关。然而，脓毒症诱发的 ARDS 的分子发病机制仍然难以捉摸。中性粒细胞的异质性和功能障碍导致 ARDS 患者炎症不受控制。一种特定的中性粒细胞亚群正在经历逆向跨内皮迁移 (rTEM)，其特征是活化表型，与炎症的全身播散有关。使用单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq)，它通过盲肠结扎和穿刺在脓毒症小鼠模型的肺中鉴定出表现出rTEM 表型的功能性活化中性粒细胞。脓毒症相关 ARDS 患者血液中具有 rTEM 表型的中性粒细胞的患病率升高，并且与疾病严重程度呈正相关。从机制上看，scRNA-seq和蛋白质组学分析表明，发炎的内皮细胞 (EC) 释放富含核转运蛋白亚基 β-1 (KPNB1) 的细胞外囊泡 (EV)，促进了管腔外到管腔的中性粒细胞 rTEM。此外，EC 衍生的 EV 升高，并与临床脓毒症中 rTEM 中性粒细胞的比例呈正相关。总之，EC 衍生的 EV 被确定为中性粒细胞 rTEM 的关键调节剂，为了解 rTEM 中性粒细胞对脓毒症相关肺损伤的贡献提供了见解。
6.Potential of extracellular vesicles in the pathogenesis, diagnosis and therapy for parasitic diseases.
细胞外囊泡在寄生虫病的发病机制、诊断和治疗中的潜力。
[J Extracell Vesicles] PMID: 39113589
摘要：寄生虫病对人类和动物健康有重大影响，对公众构成重大危害，并造成全球经济和健康损害。细胞外囊泡 (EV) 长期以来被认为是诊断和治疗工具，但现在也已知与寄生虫病的自然史和宿主免疫反应调节有关。研究表明，EV 通过与寄生虫相互作用并与其他类型的细胞通讯在寄生虫病的发展中发挥作用。本综述重点介绍了有关 EV 的最新研究及其在五种主要寄生虫病中寄生虫-宿主相互作用的几个方面的作用：恰加斯病、疟疾、弓形虫病、利什曼病和蠕虫病。我们还讨论了 EV 作为这些传染病的诊断工具或治疗选择的潜在用途。
7.Circadian Rhythm-Regulated ADSC-Derived sEVs and a Triphasic Microneedle Delivery System to Enhance Tendon-to-Bone Healing.
昼夜节律调节的 ADSC 衍生的 sEV 和三相微针输送系统可增强肌腱至骨的愈合。
[Adv Mater] PMID: 39120049
摘要：调节炎症微环境以重建纤维软骨层并促进肌腱修复对于增强肩袖修复 (RCR) 中的肌腱-骨愈合至关重要，这是骨科领域的一项长期挑战。小细胞外囊泡 (sEVs) 具有调节炎症的巨大潜力，但高效生产高生物活性 sEVs 仍然是其临床应用的重大障碍。此外，实现 sEVs 到肌腱-骨界面的微创局部递送存在重大技术困难。在此，调节脂肪来源干细胞的昼夜节律以增加 sEVs 的产量并增强其炎症调节能力。昼夜节律调节的 sEVs (CR-sEVs) 通过血小板因子 4 递送增强巨噬细胞中的环磷酸腺苷信号通路，从而抑制巨噬细胞 M1 极化。随后，设计了一种具有尖端、杆和基部的三相微针 (MN) 支架，用于在肌腱-骨连接处局部输送 CR-sEVs (CR-sEVs/MN)，并在基部结合肌腱衍生的脱细胞化细胞外基质以促进肌腱修复。CR-sEVs/MN 可减轻炎症、促进纤维软骨再生并增强肌腱愈合，从而改善大鼠 RCR 模型中的生物机械强度和肩关节功能。将 CR-sEVs 与这种三相微针输送系统相结合，为临床环境中增强肌腱-骨愈合提供了一种有希望的策略。
8.Exosomal circ-0100519 promotes breast cancer progression via inducing M2 macrophage polarisation by USP7/NRF2 axis.
外泌体 circ-0100519 通过 USP7/NRF2 轴诱导 M2 巨噬细胞极化促进乳腺癌进展。
[Clin Transl Med] PMID: 39107958
摘要：乳腺癌（BC）是全球范围内威胁女性健康的最常见的恶性肿瘤之一。据报道，环状RNA（circRNA）在调节肿瘤进展和肿瘤微环境（TME）重塑中起重要作用。使用高通量测序和生物信息学分析验证BC中circRNA的差异表达特征和免疫相关性。通过纳米粒子透射电子显微镜和追踪分析表征外泌体。在体外和体内都证明了circ-0100519在BC发展中的生物学功能。进行了Western印迹、RNA pull-down、RNA免疫沉淀、流式细胞术和荧光素酶报告基因以研究潜在机制。我们发现，circ-0100519在BC肿瘤组织中含量丰富，与不良预后有关。它可以被封装到分泌的外泌体中，从而通过诱导M2样巨噬细胞极化来促进BC细胞的侵袭和转移。从机制上讲，circ-0100519作为支架增强巨噬细胞中去泛素化酶泛素特异性蛋白酶7（USP7）和核因子样2（NRF2）之间的相互作用，诱导USP7介导的NRF2去泛素化。此外，HIF-1α可以作为上游效应物来增强circ-0100519的转录。我们的研究表明外泌体circ-0100519是BC诊断和预后的潜在生物标志物，HIF-1α抑制剂PX-478可能为BC提供治疗靶点。
9.Expression of the αVβ3 integrin affects prostate cancer sEV cargo and density and promotes sEV pro-tumorigenic activity in vivo through a GPI-anchored receptor, NgR2.
αVβ3整合素的表达会影响前列腺癌sEV的货物和密度，并通过GPI锚定受体NgR2促进sEV在体内的促肿瘤发生活性。
[J Extracell Vesicles] PMID: 39105261
摘要：已知小细胞外囊泡 (sEV) 由癌细胞释放，并通过与受体细胞的串扰促进癌症进展。我们之前曾报道，表达 αVβ3 整合素（一种在侵袭性神经内分泌前列腺癌 (NEPrCa) 中上调的蛋白质）的 sEV 有助于受体细胞的神经内分泌分化 (NED)。在这里，我们研究了 αVβ3表达对 sEV 蛋白质含量、密度和功能的影响。本研究中使用的sEV 通过碘克沙醇密度梯度分离，并通过纳米粒子跟踪分析、免疫印迹和单囊泡分析进行表征。我们对含有 αVβ3 的 sEV 的蛋白质组学分析显示，与对照 sEV 相比，参与细胞凋亡和坏死的典型效应物下调，而肿瘤细胞存活因子上调。我们还表明，sEV中 αVβ3 的表达会导致 EV 标记物（Alix、CD81、CD9）明显重新定位到低密度 sEV 亚群。这种低密度重新定位与细胞外基质 (ECM) 蛋白与 sEV 的相互作用无关。该 sEV 亚群包含 αVβ3 和 αVβ3 下游效应物NgR2，后者是 NEPrCa 的新标记物。我们表明，与不表达 αVβ3 的 sEV 相比，含有 αVβ3 的 sEV 装载了更多量的 NgR2。从机制上讲，我们证明含有 NgR2 的 sEV 不会影响 sEV 标记物谱，但当体内肿瘤内注射时，它们会促进肿瘤生长并诱导 NED。我们表明，表达 NgR2 的sEV 会增加受体细胞中已知的癌细胞增殖促进剂——粘着斑激酶 (FAK) 的活化。我们还表明，NgR2 模仿了含有 αVβ3 的 sEV 的效果，因为与对照细胞相比，它在体内显示出 NgR2 转染子的生长增加。总体而言，我们的结果描述了含有 αVβ3 整合素及其效应物NgR2 的癌细胞衍生 sEV 的货物、密度和功能的变化，而不会影响 sEV 四跨膜蛋白谱。
10.A Predictive Model for Initial Platinum-Based Chemotherapy Efficacy in Patients with Postoperative Epithelial Ovarian Cancer Using Tissue-Derived Small Extracellular Vesicles.
使用组织来源的小细胞外囊泡对术后上皮性卵巢癌患者初始铂类化疗疗效的预测模型。
[J Extracell Vesicles] PMID: 39104279
摘要：上皮性卵巢癌 (EOC) 是一种通常致命的恶性肿瘤，其特点是对铂类化疗产生耐药性。因此，准确预测铂类药物疗效对于战略性地选择术后干预措施以减轻与不理想治疗结果和不良反应相关的风险至关重要。与血浆中的细胞外囊泡 (tsEV) 不同，组织来源的细胞外囊泡 (tsEV) 已成为检查 EOC 组织独特属性的有力工具。在本研究中，对从 58 名铂敏感和 30 名铂耐药的 EOC 患者中获得的tsEV 进行了 4D 数据独立采集 (DIA) 蛋白质组分析。分析显示，差异表达蛋白显著富集，这些蛋白主要与免疫相关途径有关。此外，通过 LASSO 回归确定了关键的免疫相关蛋白 (IRP)。这些因素与通过单变量逻辑回归选择的临床参数相结合，用于构建采用多变量逻辑回归的模型。该模型整合了三种 tsEV IRP（CCR1、IGHV_35和 CD72）以及一个临床参数（术后残留病变的存在）。因此，该模型可以预测 EOC 患者术后初始铂类化疗的疗效，甚至在开始化疗之前就能提供预后见解。
11.Ubiquitin-Specific Protease 22 Plays a Key Role in Increasing Extracellular Vesicle Secretion and Regulating Cell Motility of Lung Adenocarcinoma.
泛素特异性蛋白酶 22 在增加细胞外囊泡分泌和调节肺腺癌细胞运动中起关键作用。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 39101247
摘要：肿瘤来源的细胞外囊泡（EV）是肿瘤的潜在生物标志物，但其可靠的分子靶点尚未确定。前期研究证实，泛素特异性蛋白酶 22（USP22）在体内和体外促进肺腺癌（LUAD）转移。此外，USP22 调节肿瘤细胞的内吞作用并定位于晚期内体。然而，USP22 在肿瘤细胞来源的 EV 分泌中的作用仍然未知。在这项研究中，它表明 USP22 增加了肿瘤细胞来源的 EV 的分泌，并通过 EV 转移加速了它们的迁移和侵袭、侵袭性足形成和血管生成。USP22 通过上调肌球蛋白 IB（MYO1B）来增强 EV 的分泌。本研究进一步发现，USP22通过上调KDEL内质网蛋白滞留受体1（KDELR1）分子激活SRC信号通路，从而促进LUAD细胞进展。该研究为USP22在LUAD中EV分泌和细胞运动调节中的作用提供了新的见解。
12.Extracellular Vesicles from Compression-Loaded Cementoblasts Promote the Tissue Repair Function of Macrophages.
受压成牙骨质细胞的细胞外囊泡促进巨噬细胞的组织修复功能。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 39101239
摘要：硬组织缺损的治疗策略旨在建立有利于组织重塑的矿化微环境。作为一种矿化组织，牙骨质与骨骼具有相似的结构，并表现出出色的抗压缩吸收能力。巨噬细胞对于矿化重塑至关重要；然而，它们在牙骨质微环境中的功能改变仍不清楚。因此，本研究探讨了牙骨质在压缩下抵抗吸收的机制以及成牙骨质细胞在巨噬细胞功能中的调节作用。结果，来自压缩负载成牙骨质细胞 (Comp-EVs) 的细胞外囊泡促进巨噬细胞 M2 极化并将凋亡细胞的清除率 (胞吞作用) 提高 2 至 3 倍。局部注射 Comp-EVs 可通过激活巨噬细胞的组织修复功能来减轻小鼠根吸收模型中的牙骨质破坏。此外，载有 Comp-EV 的水凝胶在颅骨骨缺损中实现了显著的骨愈合。出乎意料的是，在压缩状态下，成牙骨质细胞中 EV 的分泌减少了一半。RNA-Seq 分析和验证表明，在压缩状态下，Rab35 表达减少了 60%，从而阻碍了 EV 的释放。Rab35 过表达被认为是一种修饰成牙骨质细胞的方法，可以提高 Comp-EV 的产量。总之，Comp-EV 激活了巨噬细胞的修复功能，这将成为硬组织修复和再生的潜在治疗策略。
13.Addressing Heterogeneity in Direct Analysis of Extracellular Vesicles and Their Analogs by Membrane Sensing Peptides as Pan-Vesicular Affinity Probes.
使用膜传感肽作为泛囊泡亲和探针解决细胞外囊泡及其类似物的直接分析中的异质性。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 38822532
摘要：细胞外囊泡 (EV) 是细胞间通讯的重要介质，由于其能够浓缩体液中的蛋白质生物标志物，因此具有重要的诊断潜力。然而，从生物样本中分离 EV 的挑战阻碍了它们的广泛使用。首选策略包括直接分析、集成分离和分析解决方案，目前免疫亲和方法占主导地位。然而，EV 的异质性带来了挑战，因为拟议的标志物可能并不像想象的那样普遍存在，这引发了人们对生物标志物筛选可靠性的担忧。这个问题延伸到 EV 模拟物，传统方法可能缺乏适用性。为了应对这些挑战，该研究报告了膜传感肽(MSP) 作为 EV 及其非典型类似物的泛囊泡亲和配体，通过单分子阵列 (SiMoA) 简化了捕获和表型分析。MSP 配体能够直接分析循环 EV，无需事先分离。 MSP 技术可检测血清和血浆中的 EV 相关表位特征，从而区分心肌梗死和稳定型心绞痛，从而证明其具有临床转化价值。此外，MSP还能够分析缺乏四跨膜蛋白的红细胞衍生 EV，从而克服了基于抗体的方法的局限性。总体而言，这项研究凸显了 MSP 作为抗体补充工具的价值，推动了临床诊断及其他领域的 EV 分析，并标志着 SiMoA 技术中首次基于肽的应用。
14.The M2 Macrophages Derived Migrasomes From the Surface of Titania Nanotubes Array as a New Concept for Enhancing Osteogenesis.
M2巨噬细胞从二氧化钛纳米管阵列表面衍生迁移小体作为增强成骨的新概念。
[Adv Healthc Mater] PMID: 38520188
摘要：作为新发现的锚定细胞外囊泡，迁移小体(Migs) 可能为操纵靶细胞的生物活性带来新的机会。在本研究中，通过二氧化钛纳米管表面 (NTs) 获取 M2 巨噬细胞衍生的 Migs。由于纳米结构的优势，NTs 表面不仅能够诱导 RAW264.7 进行 M2 极化，还能产生更多的 Migs 形成，可通过后续接种的间充质干细胞 (MSCs) 进行内化。然后，通过密度梯度离心收集 NTs 表面诱导的 Migs 以进行 MSCs 处理。免疫荧光染色、碱性磷酸酶活性和茜素红染色表明，Migs 处理显著增强了 MSCs 的成骨分化能力，且与剂量一致。通过 RNA 序列分析，成骨分化的增强与 PI3K-AKT 通路激活相关，这可能源于供体细胞的 M2 极化状态。最后，将 Migs 涂覆到 Ti 表面用于治疗应用。体外和体内分析均表明，Migs 涂层 Ti 植入物显示出显着的成骨增强作用。总之，这项研究表明纳米表面可能是 Migs 生产的有利平台，这可能为组织再生带来新概念。
15.Extracellular vesicles: a new avenue for mRNA delivery.
细胞外囊泡：mRNA 传递的新途径。
[Trends Plant Sci] PMID: 38616477
摘要：最近的研究表明，包装在细胞外囊泡中的植物mRNA 被运送到真菌病原体细胞中。值得注意的是，转移的 mRNA 由真菌核糖体翻译，产生阻止感染的功能性蛋白质。这些发现为通过在植物衍生囊泡中快速递送 mRNA 来改变细胞性能提供了新的有希望的途径。
今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见！
