【2024-38期】This Week in Extracellular Vesicles

大家国庆节快乐，节前推送周总结，本周共选取了13篇文章，文章质量很高，很值得读一读。第1篇文章介绍了一种肿瘤细胞外囊泡的工程改造方法，通过遮蔽对应细胞外囊泡上的免疫抑制分子，可以增强肿瘤细胞外囊泡作为肿瘤疫苗的效果；第2篇文章主要探讨了如何分析体液来源细胞外囊泡测序数据中中不同细胞来源囊泡的比例，作者们探讨了不同的反卷积分析则略的优劣；第3篇文章提出了一种单个囊泡中蛋白和RNA的同时分析策略；第7篇文章利用眼部疾病患者来源的囊泡进行了眼部疾病标志物的筛选；第9篇文章综述了肠道菌群和免疫系统界面接触区域的细菌来源细胞外囊泡研究进展；第10篇文章汇总研究了目前细胞外囊泡相关临床实验的开展情况，探讨了存在的问题及未来应该重点发展的方向。
1.Non-discriminating engineered masking of immuno-evasive ligands on tumour-derived extracellular vesicles enhances tumour vaccination outcomes. 对肿瘤衍生的细胞外囊泡上的免疫逃逸配体进行非歧视性工程掩盖可增强肿瘤疫苗接种的效果。[Nat Nanotechnol] PMID: 39327512摘要：个性化癌症免疫疗法的成功取决于最初向树突状细胞和巨噬细胞呈递的肿瘤抗原。肿瘤衍生的细胞外囊泡 (TEV) 含有丰富的肿瘤抗原分子。然而，TEV 表面上存在抗吞噬信号，例如分化簇 47 (CD47)，会导致相同的树突状细胞和巨噬细胞逃避。在这里，我们展示了氧化铁氢氧化物纳米复合材料可以成功掩盖 TEV 表面并解除吞噬作用，而不会影响细胞外囊泡引发的免疫目标。内化后，掩蔽物在溶酶体中分解，释放出肿瘤抗原货物。这会触发抗原呈递并促进动物模型中的树突状细胞活化和成熟以及巨噬细胞重编程，从而导致肿瘤体积和转移急剧减少，以及在人类恶性胸腔积液临床样本中也是如此。这种简单的掩蔽策略消除了临床样本中普遍存在的抗吞噬阻断，并且可以普遍应用于所有患者特定的 TEV，作为增强免疫治疗的肿瘤抗原剂。
2.Benchmarking transcriptome deconvolution methods for estimating tissue- and cell-type-specific extracellular vesicle abundances. 对转录组反卷积方法进行基准测试，以估计组织和细胞类型特定的细胞外囊泡丰度。[J Extracell Vesicles] PMID: 39320021摘要：细胞外囊泡 (EV) 含有细胞来源的脂质、蛋白质和 RNA；然而，确定体液中组织和细胞类型特异性 EV 丰度仍然是我们理解 EV 生物学的一个重大障碍。虽然可以使用反卷积方法将 EV 的转录组与组织/细胞类型的表达特征进行匹配来估计组织和细胞类型特异性 EV 丰度，但目前缺乏对反卷积方法在 EV 转录组数据上的性能的比较评估。我们使用来自四种细胞系及其 EV、计算机模拟混合物、118 个人类血浆和 88 个尿液 EV的数据对 11 种反卷积方法进行了基准测试。我们确定了可以高精度估计纯和计算机模拟混合细胞系衍生 EV 样本的细胞类型特异性丰度的反卷积方法。使用来自两个采用不同 EV 分离程序的尿液 EV 队列的数据，四种反卷积方法产生了高度相似的结果。这三种方法在组织和细胞类型特异性血浆 EV 丰度估计方面也一致。我们确定了影响反卷积准确性的驱动因素，并强调了在创建组织/细胞类型特征时运用生物学知识的重要性。总体而言，我们的分析表明，反卷积算法 DWLS 和 CIBERSORTx 对生物体液中组织和细胞类型特异性 EV 丰度的估计值高度相似且准确。
3.Simultaneous Protein and RNA Analysis in Single Extracellular Vesicles, Including Viruses. 单个细胞外囊泡（包括病毒）中的蛋白质和 RNA 同步分析。[ACS Nano] PMID: 39306763摘要：在分析过程中，单独检测人类免疫缺陷病毒(HIV) 病毒体并将其从细胞外囊泡 (EV) 中分离出来是一项艰巨的挑战。感染 HIV 的宿主细胞会同时释放传染性包膜病毒体和非病毒 EV，此外还会释放含有 HIV 和宿主成分但缺乏复制能力的混合病毒 EV。使问题更加复杂的是，EV 和包膜病毒体均由脂质双层分隔，并且具有相似的大小和密度。将传染性病毒体与宿主和混合EV 区分开来的特征是 HIV 基因组 RNA (gRNA)。单粒子分析技术可以提供单个生物纳米粒子的快照，可以将传染性病毒体与 EV 区分开来。然而，目前的单粒子分析技术主要侧重于蛋白质检测，无法将混合 EV 与传染性病毒体区分开来。同时检测同一粒子中的病毒蛋白和内部 gRNA 的方法将能够分辨出来自 EV 和非感染性病毒粒子的感染性 HIV。在这里，我们介绍了 SPIRFISH，这是一种用于单粒子蛋白质和 RNA 分析的高通量方法，结合了单粒子干涉反射成像传感器和单分子荧光原位杂交。使用SPIRFISH，我们可以检测单个感染性病毒粒子中的 HIV-1 包膜蛋白 gp120 和基因组 RNA，从而能够分辨出 EV 背景和非感染性病毒粒子。我们进一步表明，SPIRFISH 可用于检测 EV 中的特定 RNA。这可能对 EV疗法具有重大用途，因为 EV 疗法越来越关注 EV 介导的 RNA 传递。SPIRFISH 应该能够对一大类含 RNA 的纳米粒子进行单粒子分析。
4.Glypican-3-targeted macrophages delivering drug-loaded exosomes offer efficient cytotherapy in mouse models of solid tumours. 靶向磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3的巨噬细胞来源载药外泌体可为小鼠实体肿瘤模型提供有效的细胞疗法。[Nat Commun] PMID: 39313508摘要：细胞疗法是一种将改造后的细胞输送到患病组织的策略，但针对实体瘤仍然具有挑战性。在这里，我们设计了巨噬细胞，其表面含有磷脂酰肌醇聚糖-3 靶向肽，并携带对抗实体瘤的货物。锚定靶向肽促进工程巨噬细胞识别肿瘤细胞，从而增强表达磷脂酰肌醇聚糖-3 的肿瘤细胞的特定靶向和吞噬作用。这些巨噬细胞携带 TLR7/TLR8 激动剂 R848 和 INCB024360（一种选择性吲哚胺 2,3-双加氧酶 1 (IDO1) 抑制剂）的货物，包裹在大肠杆菌来源的 C16-神经酰胺融合外膜囊泡 (OMV) (RILO) 中。 OMV 通过 Caveolin 介导的内吞作用促进内化，C16-神经酰胺诱导膜内陷和外泌体生成，导致通过外泌体释放载有货物的 RILO。载有 RILO 的巨噬细胞对患有 高水平表达磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3的H22 肝细胞癌的小鼠具有治疗效果。总的来说，我们为针对实体肿瘤的细胞治疗策略奠定了原理证明，并可以补充常规治疗。
5.Fc-empowered exosomes with superior epithelial layer transmission and lung distribution ability for pulmonary vaccination. 具有优越的上皮层传输和肺分布能力的Fc赋能外泌体可用于肺部疫苗接种。[Bioact Mater] PMID: 39308551摘要：粘膜疫苗比肠外疫苗具有潜在优势，因为它们可以在病原体感染的主要部位触发全身免疫保护和免疫反应。然而，粘膜屏障的防御功能仍然是疫苗需要克服的挑战。在这里，我们展示了用 IgG 的可结晶片段 (Fc) 部分对外泌体进行表面修饰可以将 SARS-CoV-2 的受体结合结构域 (RBD) 递送到粘膜上皮层并通过新生 Fc 受体 (FcRn) 介导的转胞吞作用渗透到外周肺。外泌体 FLR-Exo 由基因工程树突状细胞产生，其中融合蛋白 Fc-Lamp2b-RBD 表达并锚定在膜上。气管内给药后，FLR-Exo 能够在动物肺中诱导高水平的 RBD 特异性 IgG 和 IgA 抗体。此外，在全身和粘膜免疫反应中也观察到了强大的 Th1 免疫偏向 T 细胞反应。FLR-Exo可以在小鼠受到攻击后保护其免受 SARS-CoV-2 假病毒感染。这些发现为开发新型呼吸道粘膜疫苗方法带来了巨大希望。
6.GRP75 triggers white adipose tissue browning to promote cancer-associated cachexia. GRP75 触发白色脂肪组织褐变，促进癌症相关的恶病质。[Signal Transduct Target Ther] PMID: 39327432摘要：恶病质影响 50-80% 的癌症患者，是一种导致 20% 癌症相关死亡的衰弱综合征。恶病质的一个主要特征是脂肪组织萎缩，但它如何导致恶病质的发展尚不清楚。在这里，我们在癌症恶病质的小鼠模型中证明，白色脂肪组织褐变（可能是特征性早发表现）发生在体重减轻和骨骼肌萎缩之前。通过分析恶病质诱导肿瘤产生的细胞外囊泡中差异表达的蛋白质，我们发现分子伴侣葡萄糖调节蛋白 75 (GRP75) 是脂肪细胞褐变的关键介质。从机制上讲，GRP75 与腺嘌呤核苷酸转位酶 2 (ANT2) 结合形成 GRP75-ANT2 复合物。令人惊讶的是，稳定的 ANT2 增强了其与解偶联蛋白 1 的相互作用，导致后者表达升高，进而促进脂肪细胞褐变。使用 GRP75 抑制剂 withanone 治疗可以逆转这种褐变并缓解体内恶病质表型。总体而言，我们的研究结果揭示了一种肿瘤衍生的 GRP75 在恶病质发展过程中调节白色脂肪组织褐变的新机制，并提出了一种潜在的以白色脂肪组织为中心的靶向方法，用于早期恶病质干预。
7.Unraveling the nexus of oxidative stress, ocular diseases, and small extracellular vesicles to identify novel glaucoma biomarkers through in-depth proteomics. 通过深入的蛋白质组学揭示氧化应激、眼部疾病和小细胞外囊泡之间的关系，以识别新的青光眼生物标志物。[Redox Biol] PMID: 39326071摘要：由于生活方式和寿命的改变，白内障和青光眼等慢性眼部病变正成为公共健康的重要问题。这些与年龄相关的眼部疾病主要是由氧化应激介导的。小细胞外囊泡 (sEV) 参与细胞间通讯和运输。人们对小细胞外囊泡 (sEV) 在眼睛中的功能越来越感兴趣。然而，在病理条件下眼部细胞释放的 sEV 的蛋白质组含量和特征尚不清楚。在这里，我们旨在分析暴露于氧化应激的两种眼部细胞系（晶状体上皮细胞和视网膜神经节细胞）的 sEV 蛋白质谱和细胞内蛋白质含量，以识别可以作为潜在诊断生物标志物的改变蛋白质。通过基于定量质谱的蛋白质组学分析蛋白质含量。采用WB和ELISA方法对白内障和青光眼患者的细胞提取物和房水进行了验证。经过数据分析，在氧化应激诱导后，晶状体上皮细胞蛋白提取物和sEVs中分别鉴定出176种和7种失调蛋白质，表达比率≥1.5。在视网膜神经节细胞中，氧化应激诱导导致细胞提取物中1033种蛋白质失调，sEVs中9种蛋白质失调。此外，通过WB和ELISA，与ICL个体相比，白内障或青光眼患者的房水中蛋白质失调最为明显，其中RAD23B表现出较高的青光眼诊断能力。重要的是，这项工作扩展了对白内障和青光眼蛋白质组表征的认识，并提供了新的潜在诊断性青光眼生物标志物。
8.DeSUMOylation of RBMX regulates exosomal sorting of cargo to promote renal tubulointerstitial fibrosis in diabetic kidney disease. RBMX 的去SUMO化调节外泌体货物的分选，促进糖尿病肾病中的肾小管间质纤维化。[J Adv Res] PMID: 39341454摘要：糖尿病肾病（DKD）已成为中国慢性肾衰竭的主要原因，肾小管间质纤维化在 DKD 进展中起着核心作用。反映肾脏变化的尿液外泌体在很大程度上受其 miRNA 含量的 RNA 结合蛋白（RBP）的影响。我们的研究旨在确定 RNA 结合蛋白 RBMX 对 DKD中外泌体 miRNA 的影响。我们使用腺相关病毒将更高水平的Rbmx 引入糖尿病小鼠体内，并通过先进的离心技术和专门的试剂盒从其肾脏组织中分离外泌体。然后我们进行了一系列测试，包括 RT-qPCR、Western blot、MitoSOX、ATP 发光、共免疫沉淀、SUMOylation 测定、RNA 免疫沉淀和共聚焦显微镜。我们发现，RBMX 在 DKD 中含量较高，并导致肾脏纤维化、线粒体损伤和外泌体中 miRNA 管理不善的恶化。它与外泌体中的 miR-26a、miR-23c 和 miR-874 特异性结合。这种功能障碍可能与 RBMX SUMO 化的变化有关。这些 miRNA 似乎通过靶向 CERS6 来保护肾脏细胞免受线粒体损伤。综上所述，RBMX 的去 SUMO 化在确定肾脏细胞外泌体中 miRNA 的组成方面起着至关重要的作用，影响通过与 CERS6 mRNA 相互作用调节线粒体损伤的保护性 miRNA，最终影响 DKD 中的线粒体健康。
9.Bacterial extracellular vesicles at the interface of gut microbiota and immunity. 肠道微生物群和免疫系统界面处的细菌细胞外囊泡。[Gut Microbes] PMID: 39340209摘要：细菌细胞外囊泡 (BEV) 是由细菌释放的纳米级脂质屏蔽结构，在细胞间通讯中发挥重要作用。它们广泛的分类学起源和不同的货物组成表明它们积极参与重要的生物机制。具体而言，它们参与直接调节微生物生态系统、与其他生物竞争、导致致病性以及影响宿主的免疫力。本综述探讨了 BEV 对肠道动力学和免疫调节作用的潜在机制。了解 BEV 如何调节微生物群组成和功能失衡至关重要，因为肠道菌群失调不仅与各种胃肠道、代谢和神经系统疾病的发病机制有关，而且还与降低对肠道病原体定植的抵抗力有关，鉴于当前的抗菌素耐药性危机，这一点尤其令人担忧。本综述总结了 BEV 领域的最新进展，以鼓励对这些神秘成分进行进一步研究。这将有助于更好地理解界内和界间通讯现象，并揭示有希望的治疗方法。
10.A critical systematic review of extracellular vesicle clinical trials. 对细胞外囊泡临床试验的关键系统评价。[J Extracell Vesicles] PMID: 39330928摘要：本系统综述研究了细胞外囊泡 (EV) 相关临床试验的概况，以阐明该领域在临床应用和 EV 相关方法方面的趋势，并另外关注对 EV 亚群的分析。通过分析来自公共报告存储库的数据，我们迄今为止编目了 471 项 EV 相关临床试验，涉及200 多种疾病。诊断和伴随诊断占 EV 相关临床试验的大部分，其中癌症是最常见的应用。EV 相关治疗试验主要使用间充质基质细胞 (MSC) EV，最常用于治疗呼吸系统疾病。超速离心和 RNA 测序是最常见的分离和表征技术；然而，研究记录中很少报告详细方法。大多数报告的表征依赖于 EV 分离株的批量表征，只有 11% 在实验设计中使用 EV 亚群。虽然这可能与缺乏适合临床实施的可用技术有关，但它也凸显了使用 EV 亚群来改善转化努力的机会。随着学术研究确定更多化学上不同的亚群及其富集技术，我们预计在不久的将来会有更精细的 EV 试验。本综述强调需要细致的方法学报告和考虑 EV 亚群，以提高基于 EV 的干预措施的转化成功率。
11.ENaCγ in Urinary Extracellular Vesicles as an Indicator of MR Signaling in PA. 尿液细胞外囊泡中的 ENaCγ 作为 PA 中 MR 信号的指标。[Hypertension] PMID: 39319458摘要：醛固酮和 MR（盐皮质激素受体）是高血压和心血管疾病的重要治疗靶点。然而，组织 MR 信号传导的生物标志物尚未完全建立。真核细胞释放的细胞外囊泡可以提供有关组织信号传导的信息。使用原发性醛固酮增多症 (PA) 患者的样本，我们探索了尿液细胞外囊泡 (uEV) 作为 MR 信号传导的非侵入性指标来指导治疗的潜力。我们通过液相色谱串联质谱法分析了 PA uEV 中所含的蛋白质。我们通过参考现有的尿液外泌体数据库缩小了候选生物标志物的范围。通过涉及 63 名 PA 患者和 11 名健康志愿者的蛋白质印迹分析验证了结果。我们在 PA uEV 中总共鉴定了 1940 种蛋白质。与现有数据库的比较分析缩小了 PA uEVs 中富集的途径，这些途径与糖尿病并发症、Rac1 信号传导和醛固酮调节的钠重吸收有关。仔细观察已鉴定的蛋白质发现在蛋白水解酶切位点附近有 ENaCγ（上皮 Na+ 通道 γ）肽，而蛋白质印迹分析证实了裂解 ENaCγ 的主要存在，它是肾小管中醛固酮信号传导的标志。在 PA uEVs 中，与健康志愿者相比，裂解 ENaCγ 增加了 4.8 倍，并且与醛固酮与肾素的比率、醛固酮水平和 K+ 的分数排泄显着相关。PA 中的靶向治疗降低了裂解 ENaCγ 的丰度，表明 MR 在其诱导中起因果作用。本研究提供了 PA uEV 中所含蛋白质的列表，并表明 uEV 中的 ENaCγ 是肾脏 MR 信号传导的有希望的生物标志物。
12.Nucleic Acid Amplification Circuit-Based Hydrogel (NACH) Assay for One-Step Detection of Metastatic Gastric Cancer-Derived Exosomal miRNA. 基于核酸扩增电路的水凝胶（NACH）检测法一步检测转移性胃癌衍生的外泌体 miRNA。[Adv Sci (Weinh)] PMID: 39308180摘要：胃癌 (GC) 被公认为全球第五大恶性肿瘤。其临床症状、治疗反应和预后各异。在 GC 预后中，上皮间质转化 (EMT) 的促进促进癌细胞侵袭和转移，从而引发肿瘤细胞的播散。本研究提出了一种基于核酸扩增电路的水凝胶 (NACH) 检测方法，用于识别来自转移性 GC 的外泌体 miRNA。NACH 检测采用滚环扩增方法，靶向肿瘤相关致癌基因 miRNA-21 和促进 EMT 的miRNA-99a。每个靶标的特定扩增探针都固定在水凝胶中，从而实现简化的一步扩增反应。NACH 检测对 miRNA-21 和 miRNA-99a 的检测限为 1 fm，从而实现快速、高灵敏度的现场检测。使用从细胞培养基、小鼠血浆和人血浆中提取的外泌体 miRNA 进行性能评估，结果显示荧光强度模式与 qRT-PCR 获得的模式相似。此外，部署定制的便携式荧光计进行 NACH 检测，可使用 GC 患者的临床样本进行诊断性能评估和即时检测。这些发现强调了 NACH 检测作为基于外泌体检测的 GC 基因诊断的有力工具的潜力。
13.A Dopamine-Modified Hyaluronic Acid-Based Mucus Carrying Phytoestrogen and Urinary Exosome for Thin Endometrium Repair. 一种多巴胺修饰的透明质酸基粘液，携带植物雌激素和尿液外泌体，用于修复薄子宫内膜。[Adv Mater] PMID: 39115352摘要：子宫内膜薄与不孕症在生殖医学中密切相关，雌激素治疗效果不理想。本研究构建了一种基于多巴胺 (L-DOPA) 修饰透明质酸结合植物雌激素卡加宁芪酸和大鼠尿液外泌体 (CUEHD)的人工粘液，用于使用大鼠 TE 模型进行 TE 治疗。在大鼠 TE 模型中，CUEHD 的主要弹性行为和粘附特性保证了足够的保留，从而具有卓越的协同治疗效果和良好的生物安全特性。CUEHD 治疗可显著增加子宫内膜厚度并促进接受性和生育能力。从机制上讲，雌激素稳态、炎症抑制和子宫内膜再生是通过 ER-NLRP3-IL1β 和 Wnt-β catenin-TGFβ-smad 信号通路之间的串扰实现的。此外，还展示了来自人尿液和脂肪组织来源的干细胞 (ADSC) 以及大鼠 ADSC 的外泌体的治疗潜力，表明人工粘液系统有广泛的用途。因此，这项研究展示了一个结合植物雌激素和外泌体的平台，对 TE 治疗具有良好的意义。
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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