本周hzangs在最新文献中选取了10篇分享给大家，第1篇文章报道了对循环细胞外囊泡中参考基因组数据库未注释的小RNA分析可用于早期肝癌诊断；第2篇文章报道了利用脂质体进行SARS-CoV2核酸阳性细胞外囊泡检测的策略；第4篇文章介绍了功能化细胞外囊泡用于视网膜病变治疗；第8篇文章综述了目前细胞外囊泡在中枢神经系统生理病理中的研究进展。1.Unannotated small RNA clusters associated with circulating extracellular vesicles detect early stage liver cancer.
与循环细胞外囊泡相关的未注释小 RNA 簇可用于检测早期肝癌。
[Gut] PMID：34321221摘要：早期癌症检测的监测工具并不理想，包括肝细胞癌(HCC)，迫切需要生物标志物。细胞外囊泡 (EV) 由于参与肿瘤的发生和转移而受到越来越多的科学关注。然而，大多数基于细胞外 RNA (exRNA) 血液的生物标志物研究仅限于带注释的基因组区域。我们使用差速超速离心和集成纳米级确定性横向位移阵列 (nanoDLD) 分离EV，质量通过电子显微镜、免疫印迹、纳米粒子跟踪和去卷积分析进行评估。对大部分未探索的小 RNA 进行全基因组测序，包括未注释的转录本，识别并可重复量化的小 RNA 簇 (smRCs)。他们的关键基因组特征在前列腺癌和 HCC 的生物样本和 EV 分离技术中进行了描述。本研究使用了三个独立的 exRNA 癌症数据集，其中包括来自 375 名患者的总共 479 个样本，包括纵向样本。ExRNA smRC 主要是未表征、未注释的小 RNA，其共有序列为 20 nt。未注释的 3-smRC 特征在 HCC 患者的血浆 exRNA 中显着过表达（p<0.01，n=157）。一项2 期生物标志物病例对照研究的独立验证显示，从高危对照 (n=209) 中检测早期 HCC 的灵敏度为 86%，特异性为91%（受试者工作曲线下面积 (AUC)：0.87）。3-smRC 特征独立于甲胎蛋白 (p<0.0001)，复合模型产生 0.93 的 AUC。这些发现直接导致了用于 HCC 监测的微创、仅血液、且不需要操作人员的临床工具的开发前景，从而突出了未注释的smRCs 在癌症生物标志物研究中的潜力。2.Liposome-mediated detection of SARS-CoV-2 RNA-positive extracellular vesicles in plasma.
脂质体介导检测血浆中 SARS-CoV-2 RNA 阳性细胞外囊泡。
[Nat Nanotechnol] PMID：34294909摘要：血浆 SARS-CoV-2 RNA 可能代表呼吸道 RNA 水平的可行诊断替代方案，呼吸道 RNA 水平在感染后迅速下降。带有逆转录 (RT-qPCR) 参考测定的定量 PCR 对血浆表现出较差的性能，这可能反映了释放到循环中的病毒 RNA 的稀释和降解，但这些问题可以通过分析包装到细胞外囊泡中的病毒 RNA 来解决。在这里，我们描述了一种测定方法，其中直接从血浆中捕获的细胞外囊泡与载有试剂的脂质体融合，以灵敏地放大和检测 SARS-CoV-2 基因靶标。这种方法准确地识别出 COVID-19 患者，包括 RT-qPCR 遗漏的具有挑战性的病例。在感染后第 1 天检测到 SARS-CoV-2 阳性细胞外囊泡，并在非人类灵长类动物模型中从第 6 天到第 28 天趋于稳定，而在幼儿中观察到 20-60 天的信号持续时间。这种纳米技术方法使用非传染性样本并扩展了病毒检测窗口，为在呼吸道中检测不到 SARS-CoV-2 RNA 的患者中提供了支持 COVID-19 诊断的工具。3.Extracellular vesicles and exosomes generated from cystic renal epithelial cells promote cyst growth in autosomal dominant polycystic kidney disease.
囊性肾上皮细胞产生的细胞外囊泡和外泌体促进常染色体显性多囊肾病的囊肿生长。
[Nat Commun] PMID：34315885摘要：常染色体显性多囊肾病 (ADPKD) 是由一个等位基因上 PKD1 或 PKD2 的种系突变和使其余正常等位基因失活的体细胞突变引起的。然而，在囊肿起始和扩张过程中，无效的 ADPKD 基因肾上皮细胞是否以及如何影响邻近细胞（包括杂合的肾上皮细胞、成纤维细胞和巨噬细胞）的生物学和功能仍然未知。在这里，我们用“囊性细胞外囊泡/外泌体理论”来解决这个问题。我们的研究表明，来自 ADPKD 患者的囊性细胞衍生的细胞外囊泡和尿外泌体促进了 Pkd1 突变体肾脏和 3D 培养物中的囊肿生长。这是通过以下方式实现的：1) Pkd1 基因表达的下调和特定 miRNA 的上调，导致受体肾上皮细胞和组织中 PKD 相关信号通路的激活；2) 成纤维细胞的活化；3) 诱导细胞因子表达和募集巨噬细胞以增加囊性肾中的肾脏炎症。用 GW4869 抑制外泌体生物发生/释放显着延迟了侵袭性和温和 ADPKD 小鼠模型中的囊肿生长，表明靶向外泌体分泌具有治疗 ADPKD 的潜力。4.Reduction of choroidal neovascularization via cleavable VEGF antibodies conjugated to exosomes derived from regulatory T cells.
通过与来自调节性 T 细胞的外泌体偶联的可切割 VEGF 抗体减少脉络膜新生血管形成。
[Nat Biomed Eng] PMID：34312509摘要：年龄相关性黄斑变性诱发的脉络膜新生血管和糖尿病性视网膜病变诱发视网膜新生血管形成是导致失明的两个主要原因，通常使用靶向血管内皮生长因子 (VEGF) 的抗体进行治疗。在这里，我们报告了来自脉络膜或视网膜新生血管患者的房水样本中炎症和高 VEGF 表达之间的强烈关联，并表明玻璃体内注射的调节性 T 细胞来源的外泌体并通过可切割的肽接头与抗 VEGF 抗体偶联在脉络膜新生血管形成的小鼠和非人灵长类动物模型中，基质金属蛋白酶显着抑制眼部新生血管形成。工程化的外泌体选择性地积聚在新血管化病变中，可适用于治疗性抗体和抗炎物质的其他联合疗法。5.Plasma kallikrein predicts primary graft dysfunction after heart transplant.
血浆激肽释放酶预测心脏移植后的原发性移植物功能障碍。
[J Heart Lung Transplant] PMID：34330603摘要：原发性移植物功能障碍（PGD）是心脏移植后早期死亡的主要原因。PGD的移植前预测因素仍然难以捉摸，其病因尚不清楚。从 88 个移植前血清样品中分离出微泡，并使用 TMT 质谱法进行蛋白质组学评估。蒙特卡罗交叉验证 (MCCV) 用于使用受者移植前临床特征和血清微泡蛋白质组学数据预测移植后严重 PGD 的发生。在 MCCV 预测方法中使用基因集富集分析 (GSEA) 评估假定的生物学功能和途径。使用我们的 MCCV 预测方法，血浆激肽释放酶 (KLKB1)（激肽-激肽释放酶系统的关键调节因子）水平降低是鉴定出 PGD 最具预测性的因素（AUROC 0.6444 [0.6293, 0.6655]；发生比 0.1959 [0.05366, 30] ]. 此外，一个将 KLKB1 与正性肌力治疗相结合的预测小组在每个队列中（AUROC 为 0.66-0.78）实现了最佳表现（AUROC 0.7181 [0.7020, 0.7372]）。利用 KLKB1 和正性肌力治疗的分类器优于现有的综合评分超过 50%。分类器的诊断效用在 65 名连续移植患者身上得到验证，结果 AUROC 为 0.71，阴性预测值为0.92-0.96。差异表达分析揭示了 PGD 之前炎症和免疫通路的富集。KLKB1 的移植前水平是移植后 PGD 的可靠预测因子。与单独的移植前 KLKB1 水平相比，与移植前正性肌力疗法的组合增强了 PGD 的预测，并且由此产生的分类方程在前瞻性验证队列中得到验证。炎症和免疫通路富集表征了移植前预测 PGD 的蛋白质组学特征。6.Effects of purified exosome product on rotator cuff tendon-bone healing in vitro and in vivo.
纯化外泌体产物对体外和体内肩袖肌腱-骨愈合的影响。
[Biomaterials] PMID：34325337摘要：外泌体有多个治疗靶点，但对愈合肩袖撕裂（RCT）的影响尚不清楚。作为一种循环外泌体，纯化的外泌体产品 (PEP) 有可能导致 RCT 的生物力学改进。在这里，我们建立了一种简单而有效的方法，该方法使用体外共培养模型来确定 PEP 对细胞-细胞相互作用的功能和潜在机制。在体内试验中，成年雌性 Sprague-Dawley 大鼠接受单侧手术，在有或没有 PEP 的情况下，将冈上肌腱横切并修复到其插入部位。PEP 促进成骨细胞和肌腱细胞的迁移和汇合，尤其是在细胞与细胞直接接触期间。RCT 体外和体内模型的潜在基因表达与生物力学测试和半定量组织学评分一致，表明 RC 响应 PEP 的强度和愈合速度加快。我们的观察表明，循环外泌体为提高手术修复后 RCT 的愈合速度提供了有效的选择。PEP 治疗后附着点的再生似乎与直接细胞 - 细胞接触和 PEP 活性之间的相互加强关系有关，表明愈合过程有双重调节。7.Nitric Oxide Nanomotor Driving Exosomes-Loaded Microneedles for Achilles Tendinopathy Healing.
一氧化氮纳米马达驱动加载外泌体的微针用于治疗跟腱病。
[ACS Nano] PMID：34324304摘要：微针（MN）为外泌体（EXO）的透皮递送提供了一种很有前景的策略，由于EXO只能通过被动扩散部分到达损伤部位，因此大大降低了治疗效果和临床应用。在这里，我们设计了一个可拆卸的 MN 阵列，以提供由一氧化氮纳米马达 (EXO/MBA) 修饰的 EXO，用于跟腱病 (AT) 愈合。随着EXO/MBA的释放，L-精氨酸被NOS或ROS作为驱动力转化为一氧化氮。受益于运动能力和 MPC 倾向于降低 pH 值的特性，EXO 可以更有效地在损伤部位积聚。这项工作表明，加载 EXO/MBA 的 MN 显着抑制了AT 的炎症，促进了肌腱细胞的增殖，增加了 Col1a 的表达，并防止了细胞外基质降解，表明其在附着点病愈合和其他相关生物医学领域的潜在价值。8.The role of Extracellular Vesicles during CNS development.
细胞外囊泡在 CNS 发育过程中的作用。
[Prog Neurobiol] PMID：34314775摘要：中枢神经系统 (CNS) 拥有多种神经元和神经胶质细胞群，是体内最复杂的结构之一。因此，细胞间通讯对于协调细胞间相互作用非常重要。除了电和化学信使之外，CNS 细胞还受益于另一种通讯途径，即所谓的细胞外囊泡，以协调它们之间的相互作用。细胞外囊泡 (EV) 及其亚型外泌体是由细胞分泌的膜颗粒，包含以生物分子形式包装的信息，如 DNA、脂质、miRNA、mRNA 和蛋白质的小片段。当它们到达受体细胞时，它们能够有效地推动变化。EVs 通过刺激神经细胞增殖、分化、突触形成和介导神经元和少突胶质细胞之间的相互作用来促进髓鞘形成过程，从而积极参与 CNS 发育的所有阶段。本综述的目的是阐明细胞外囊泡在每个 CNS 发展里程碑中的存在和贡献。9.Rapid Capture of Cancer Extracellular Vesicles by Lipid Patch Microarrays.
脂质贴片微阵列快速捕获癌症细胞外囊泡。
[Adv Mater] PMID：34309083摘要：细胞外囊泡 (EV) 含有各种生物活性分子，如 DNA、RNA 和蛋白质，在调节癌症进展中起着关键作用。此外，与癌症相关的 EV 携带特定的生物标志物，可用于液体活检以检测癌症。然而，从复杂的生物流体（例如血液）中检测或分离与癌症相关的 EV 在技术上仍然具有挑战性且耗时。在这里，提出了一种基于纳米光刻生成的支持脂质膜微阵列的新型 EV 捕获策略。这些阵列携带识别 EV 和癌症特异性表面生物标志物的特异性抗体，从而实现高选择性和高效捕获。重要的是，捕获 EV 的核酸货物保留在脂质阵列上，为下游分析提供了潜力。最后，论证性实验证明了从患者血清中捕获 EV 的可行性。所展示的平台提供快速捕获、高特异性和灵敏度，对分析物体积的需求很小，无需额外的纯化步骤。该平台适用于与癌症相关的 EV，但它可以通过使用相应的抗体轻松适应其他诊断 EV 目标。10.Calibration-free analysis of surface proteins on single extracellular vesicles enabled by DNA nanostructure.
由 DNA 纳米结构实现的单个细胞外囊泡表面蛋白的免校准分析。
[Biosens Bioelectron] PMID：34298496摘要：细胞外囊泡 (EV) 是必不可少的细胞间通讯器，作为诊断生物标志物越来越受到关注。然而，由于它们的小尺寸和高异质性，探索它们的生物学功能和临床价值仍然具有挑战性。在此，我们报告了一种超灵敏方法，该方法采用目标启动的 DNA 纳米结构构建来检测输入低至 100 个囊泡/μL 的单个 EV。利用 DNA 纳米结构标记和 EV 膜染色，该方法还可以允许对不同 EV 样本之间的蛋白质谱进行免校准分析，从而通过其来源细胞实现明确的 EV 分化。此外，该方法允许在同一 EV 上共定位双蛋白标记物，并且人血清中携带双肿瘤蛋白的 EV 数量增加可以区分早期发育阶段的癌症患者与健康对照。我们的结果证明了这种单一 EV 可视化方法在非侵入性检测基于 EV 的蛋白质生物标志物用于癌症诊断和治疗监测方面的巨大潜力。
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