【2018-30期】This Week in Extracellular Vesicles
1. Exosome is a mechanism of intercellular drug transfer: Application of quantitative pharmacology.
外泌体是细胞间药物转移的机制：定量药理学的应用。
[J Control Release] IF=7.877 PMID：29054369
摘要：外泌体是细胞分泌到细胞外空间的小膜囊泡（直径30-100nm）。本研究评估了化学治疗剂对外泌体产生和/或释放的影响，并量化了外泌体对细胞间药物转移和药效学的贡献。用紫杉醇（PTX，2-1000nM）或多柔比星（DOX，20-1000nM）处理人癌细胞（乳腺MCF7，乳腺 - 肺转移LM2，卵巢A2780和OVCAR4）24-48小时。使用超速离心从药物处理的供体细胞培养基中分离外泌体，并分析乙酰胆碱酯酶活性，总蛋白质，药物浓度和对未经药物处理的受体细胞的生物学效应（细胞毒性和抗迁移）。这些结果用于开发计算预测定量药理学模型。分析结果显示，处于指数生长期的细胞在培养基中释放约220个外泌体/细胞。 PTX和DOX以剂量和时间依赖性方式显着促进外泌体产生和/或释放，对卵巢癌细胞的影响大于乳腺癌细胞。从供体细胞分离的外泌体含有可观的药物水平（用100-1000nM PTX处理24小时后2-7pmole / 10^6细胞），可以引起细胞毒性并抑制受体细胞的迁移。将细胞PTX药代动力学与PTX药效学整合的定量药理学模型成功地预测了外泌体对细胞间药物转移，PTX对供体细胞的细胞毒性和含有PTX的外泌体对受体细胞的细胞毒性的影响。另外的模型模拟表明，在临床可实现的PTX浓度内，外泌体对活性药物外排的贡献随着药物浓度而增加。我们的结果表明（a）化学治疗剂刺激外泌体的产生或释放，（b）外泌体是细胞间药物转移的载体，其有助于邻近细胞的药效学。
PS：大量的研究表明细胞外囊泡可以装载化疗药物，而细胞外囊泡是否会参与化疗过程中细胞对化疗药物的外排，外排的外泌体是否可以作用于临近的细胞发挥药物杀伤作用，这些疑问目前依旧没有解决。这篇文章则通过定量药理学模型对这一过程进行了分析。分析发现当我们使用药物处理肿瘤细胞时，肿瘤细胞释放的外泌体量明显增多，外泌体会携带化疗药物脱离母细胞，外泌体药物载量与施用药量成正比，这些携带药物的外泌体则可以作用于临近肿瘤细胞，使药物发挥杀伤功能。
2. The ESCRT-III Protein CHMP1A Mediates Secretion of Sonic Hedgehog on a Distinctive Subtype of Extracellular Vesicles.
ESCRT-III蛋白CHMP1A介导Sonic Hedgehog在特异性细胞外囊泡亚群上的分泌。
[Cell Rep] IF=8.032 PMID：30044992
摘要：运输所需的内体分选复合物（ESCRT）复合蛋白调节细胞外囊泡（EV）的生物发生和释放，细胞 - 细胞通信在神经系统的发育和成体功能是必需的。我们最近发现ESCRT-III组分CHMP1A在人体中的功能丧失（LOF）突变导致常染色体隐性小头畸形伴有脑桥小脑发育不全，但其机制尚不清楚。在这里，我们研究数据显示Chmp1a是小鼠皮质中的祖细胞增殖和人类大脑类器官中的小脑和祖细胞维持所必需的。在Chmp1a缺失小鼠中，该缺陷与多泡体（MVh）中的Shh分泌受损和腔内囊泡（ILV）形成缺陷有关。此外，我们的研究还揭示了CHMP1A对于释放包含AXL，RAB18和TMED10（ART）和SHH的EV亚群是重要的。我们的研究结果表明，CHMP1A的异常会损害ART-EV上SHH的分泌，为ESCRT蛋白和EV在大脑中的作用提供分子机制。
PS：细胞外囊泡的功能报道目前十分常见，但是关于细胞外囊泡形成及内容物分选的研究很少。ESCRT在细胞外囊泡的形成和内容物分选过程中发挥着重要的功能，目前部分学者已经开始研究ESCRT在细胞外囊泡内容物分选过程中的作用机制。这篇文章介绍了ESCRTIII复合体中CHMP1A对细胞外囊泡内容物分选的影响，它可以介导hedgehog通路分子SHH进入细胞外囊泡并发挥功能。这一报道对我们更深入的理解细胞外囊泡内容物的分选具有一定的意义。
3. Bioengineered Macrophages Can Responsively Transform into Nanovesicles To Target Lung Metastasis.
生物工程巨噬细胞可以被激活转化为纳米粒子以靶向肺转移。
[Nano Lett] IF=12.08 PMID：30028623
摘要：靶向转移性肿瘤的特定药物递送仍然是抗转移疗法面临的巨大挑战。我们在此报道了基于生物工程巨噬细胞的递送系统（LD-MDS），其可以优先递送至肺转移并且智能地转化为纳米囊泡和次级纳米囊泡用于抗转移疗法。通过将蜂毒肽（legM）和细胞毒性soravtansine（DM4）药物前体锚定在活巨噬细胞膜上来制备LD-MDS。 LD-MDS由legumain蛋白酶响应激活并转化为装载DM4的外泌体样纳米囊泡（DEN），促进转移性4T1癌细胞的有效内化和癌细胞的大量死亡。之后，受损的4T1细胞可以释放次级纳米囊泡和游离药物分子，从而破坏邻近的癌细胞。在体内，LD-MDS对直径小于100μm的肺转移病灶显示出优异的靶向效率，并显着抑制肺转移。该研究提供了一种新的方法来开发利用内源性巨噬细胞作为具有受控药物释放的活体药物递送载体以靶向转移性肺肿瘤。
PS：巨噬细胞是肿瘤组织中主要的浸润细胞类型之一，有理论认为巨噬细胞在肿瘤病变前期主要是M1型发挥杀伤作用，而肿瘤病变后期主要为M2型发挥促进肿瘤的功能。改造巨噬细胞使其具有靶向杀伤效果具有先天优势。这篇文章介绍了通过工程学手段改造巨噬细胞的激活过程，并使巨噬细胞膜携带药物前体，巨噬细胞到达肿瘤后可以激活并释放大量的细胞外囊泡将药物递送到肿瘤细胞。这篇文章主要采用了小鼠4T1乳腺癌细胞系费转移模型进行试验。试验结果显示出了该工程改造的巨噬细胞对肿瘤肺转移的抑制作用。这为我们改造巨噬细胞用于肿瘤治疗提供了新的策略选择。
4. Loss of XIST in Breast Cancer Activates MSN-c-Met and Reprograms Microglia via Exosomal miRNA to Promote Brain Metastasis.
乳腺癌中XIST的缺失激活MSN-c-Met并通过外泌体miRNA重新编程小胶质细胞以促进脑转移。
[Cancer Res] IF=9.13 PMID：30026327
摘要：高达30％的转移性乳腺癌患者最终会发生脑转移，但这种发展背后的病理机制仍然知之甚少。在这里，我们描绘了来自乳腺癌患者的脑转移性肿瘤中的长非编码RNA，并发现X-无活性特异性转录物（XIST）在这些组织中显着下调。 XIST表达水平与脑转移呈负相关，但与患者骨转移无关。在我们的异种移植模型中，XIST的沉默优先促进XISThigh细胞的脑转移生长。此外，在小鼠乳腺中敲除XIST加速了原发性肿瘤的生长以及脑中的转移。 XIST的表达减少通过MSN介导的蛋白质稳定化刺激上皮 - 间质转化和活化的c-Met，这导致肿瘤细胞中的干性的增强。 XIST的缺失还增加了外泌体miRNA-503的分泌，其触发了小胶质细胞的M1-M2极化。这种M1-M2转化上调小胶质细胞中抑制T细胞增殖的免疫抑制细胞因子。此外，我们筛选了FDA批准的药物库，并将氟达拉滨鉴定为XISTlow乳腺肿瘤细胞的致死药物，并发现氟达拉滨在我们的动物模型中阻断了脑转移。我们的结果表明，XIST通过影响肿瘤细胞和肿瘤微环境在乳腺癌的脑转移中发挥关键作用，并且XIST介导的途径可以作为治疗脑转移的有效靶标。
PS：文章主要介绍了乳腺癌脑转移过程中XIST的缺失可以促进脑转移的发生。机制阐释中发现XIST的确实可以增加外泌体miR-503的释放，该外泌体miRNA传递到小胶质细胞，出发后者M1-M2极化，最终促进脑转移。文章涉及外泌体的地方不多，但反映了一个新的现象，过去大家研究外泌体通常会详细的解释作用过程，而这篇文章将外泌体作为了机制解释的一个落脚点，并且得到了杂志的认可，这一现象也说明目前主流杂志开始逐渐接受外泌体递送活性分子调控靶细胞功能的认知。
5. Exosomal TRIM3 is a novel marker and therapy target for gastric cancer.
外泌体TRIM3是一种新的胃癌标志物和治疗靶点。
[J Exp Clin Cancer Res] IF=6.217 PMID：30031392
摘要：外泌体深度参与了癌症的发生和进展。外泌体内容物被认为是理想的癌症生物标志物。在这项研究中，我们调查了胃癌患者血清中外泌体蛋白的表达及其在胃癌中的作用。我们使用LC-MS / MS检测来自胃癌患者血清的外泌体的蛋白质组谱。通过ELISA和蛋白质印迹评估TRIM3在来自胃癌患者和健康对照的血清的外泌体中的表达。免疫组织化学检测胃癌组织及其相邻组织中TRIM3的表达。通过集落形成测定和transwell迁移测定评估TRIM3过表达或体外敲低的胃癌细胞的生长和迁移能力。通过皮下异种移植肿瘤和腹膜转移小鼠模型研究TRIM3过表达或敲低对体内胃癌生长和转移的影响。还评估了TRIM3过表达外泌体对体外和体内胃癌生长和转移的影响。我们发现，与匹配的对照组织相比，胃癌组织中TRIM3 mRNA和蛋白的表达水平降低。此外，胃癌患者血清外泌体中TRIM3蛋白水平低于健康对照组。我们证明TRIM3过表达能够降低胃癌的生长和转移，而TRIM3敲低可以通过调节干细胞因子和EMT从而促进体外和体内胃癌的生长和转移。此外，外泌体介导的TRIM3蛋白的递送可以在体外和体内抑制胃癌的生长和转移。总之，我们的研究结果表明，外泌体TRIM3可作为胃癌诊断的生物标志物，外泌体递送TRIM3可为胃癌治疗提供新的途径。
PS：细胞外囊泡广泛参与了诸多生物学过程，细胞外囊泡在癌症发生和发展中的作用是目前研究最为丰富的领域。细胞外囊泡作为肿瘤的诊断预后标志物及治疗靶点具有着十分乐观的未来。这篇文章是江苏大学许文荣教授研究组最近的研究报道。文章介绍了外泌体携带的TRIM3水平下降可以作为潜在的胃癌的诊断标准，同时通过外泌体递送TRIM3蛋白是潜在的胃癌治疗新策略。
6. Overview upon miR-21 in lung cancer: focus on NSCLC.miR-21
在肺癌中的研究进展：主要关注NSCLC。
[Cell Mol Life Sci] IF=6.721 PMID：30030592
摘要：考虑到肺癌的高死亡率，目前我们迫切需要探索用于早期肺癌诊断的新生物标志物，并且还需要改进治疗手段以克服当前存在的问题。 microRNA作为癌症和其他疾病的重要调节因子为我们诊断和治疗肺癌提供了诸多的可能性。 MiR-21是一个在许多类型的癌症中深入研究的microRNA，这其中就包括非小细胞肺癌（NSCLC）。在多项研究中强调了其作为致癌基因的作用，诸多临床研究报告都显示在恶性肿瘤患者中miR-21的表达有明显上调;此外，一些研究表明，miR-21的表达增加预示着NSCLC患者的预后更差。癌症基因组图谱（TCGA）中存在的数据支持了这些研究结果。 miR-21在NSCLC中产生的致癌优势在于参与了多种途径癌症相关通路的调节，例如细胞生长和增殖，血管生成，侵袭和转移，以及化学和放射抗性。通过使用包埋在不同递送系统中的反义序列对miR-21的治疗性调节已显示可观的NSCLC损伤效果。在此，我们回顾了miR-21在癌症中的作用机制以及肿瘤细胞的相关变化，重点关注NSCLC信号传导，预后和治疗。
PS：miR-21是一个功能十分强大的miRNA，在多种生理和病理过程中均发挥着重要作用。miR-21在非小细胞肺癌中的研究报道也十分多，同时已有相关实验证明反义miR-21链可以有效抑制非小细胞肺癌的进展。另一方面miR-21在外泌体相关的研究报道中也时常出现，在许多种细胞来源的外泌体中miR-21都是一个高丰度miRNA。这篇文章汇总介绍了目前miR-21在肺癌中的研究进展，从事外泌体miR-21相关研究的朋友们可以关注一下，适当了解和扩充自己的知识储备。
7. Metaproteomics reveals associations between microbiomeand intestinal extracellular vesicle proteins in pediatric inflammatory bowel disease.
元蛋白质组学分析揭示了小儿炎症性肠病中微生物组和肠细胞外囊泡蛋白之间的关联。
[Nat Commun] IF=12.353 PMID：30030445
摘要：肠道微生物群的改变与炎症性肠病（IBD）的发病机理有关，然而介导宿主 - 微生物群相互作用的因素仍然很大程度上未知。在这里，我们收集了来自儿科IBD初始队列的粘膜 - 腔界面样本，并使用元蛋白质组学对人和微生物群蛋白进行了表征。我们研究发现，与对照相比，IBD病例中与氧化应激反应相关的微生物蛋白质上调。特别地，我们证明在IBD病例中与氧化抗微生物活性相关的人蛋白质的表达增加并且与微生物功能的改变相关。此外，我们进一步发现这些人类蛋白质中有许多存在与细胞外囊泡，并在游离的细胞外囊泡（EV）中显示出丰度的变化。因此，我们的研究表明，肠道EV蛋白质组的改变与IBD中异常的宿主 - 微生物群相互作用有关。
PS：这篇文章分析和鉴定的病人粘膜-腔界面样本中的细胞外囊泡蛋白质组与肠道微生物蛋白质组之间的一些相关性分析，文章偏向于组学研究，是目前细胞外囊泡相关研究中比较少见的，这篇文章丰富了我们对细胞外囊泡蛋白质组学的认识，同时也是细胞外囊泡蛋白质组学分析研究的不错的参考文献。文章中细胞外囊泡的分离使用了常规的超速离心，同时在方法学部分作者也指出了自己采用方法的局限性，即一些杂蛋白会与细胞外囊泡共沉淀。
8. Increased Extracellular Vesicles Mediate WNT-5A Signaling in Idiopathic Pulmonary Fibrosis.
携带WNT-5A的细胞外囊泡释放量增加介导特发性肺纤维化。
[Am J Respir Crit Care Med] IF=15.239 PMID：30044642
摘要：特发性肺纤维化（IPF）是一种致死性肺病，其特征在于肺上皮细胞损伤，成纤维细胞活化增加和细胞外基质沉积增多。细胞外囊泡（EV）通过携带多种信号传递介质（包括WNT蛋白）来调节细胞间通讯。然而，EV在肺纤维化中的相关性及其对疾病发病机理的潜在贡献仍未得到探索。因此我们研究了研究EV携带的WNT信号在IPF中的作用。我们分离了来自实验性肺纤维化的支气管肺泡灌洗液（BALF）中的EV以及来自两个样本集的IPF，非IPF-ILD，非ILD和健康志愿者的样品。通过透射电子显微镜，纳米颗粒跟踪分析和Western Blotting（WB）表征EV。原代人肺成纤维细胞（phLF）用于EV分离，并通过代谢活性测定，细胞计数，qPCR和WB在WNT过表达和敲低研究中进行分析。我们发现实验性肺纤维化以及IPF患者的BALF中EV特别是外泌体的数量呈现增加趋势。 WNT-5A在肺纤维化的EV中存在并且在原代人肺成纤维细胞中受到TGF-β的诱导。 phLF衍生的EV诱导phLF增殖，通过WNT-5A沉默和抗体介导的抑制而减弱，这一过程均需要完整的EV结构才得以实现。类似地，来自IPF-BALF的EV诱导phLF增殖，其由WNT-5A介导。EV可作为IPF中信号传导介质（例如WNT-5A）的载体发挥作用，EV释放量的增加有助于疾病发病。 EV分泌量和对组分的检测及靶向抑制是潜在的诊断和治疗肺纤维化的新方法。
PS：细胞外囊泡作为分泌蛋白的载体发挥功能时有报道。这篇文章通过分析特发性肺纤维化和正常对照之间的支气管肺泡灌洗液中细胞外囊泡数量及从成分的变化发现特发性肺纤维化病人的细胞外囊泡数量成增加趋势，并且携带的WNT-5A在这一过程中发挥了诱导促进疾病发病的作用。
9. Transfer of miRNA in macrophages-derived exosomes induces drug resistance of pancreatic adenocarcinoma.
巨噬细胞衍生的外泌体中miRNA的转移诱导胰腺癌的耐药性。
[Cancer Res] IF=9.13 PMID：30042153
PS：文章介绍了巨噬细胞来源的miR-365能够通过外泌体转移到胰腺癌细胞，促进胰腺癌细胞对吉西他滨的药物耐受。经典的外泌体miRNA研究报道。
10. Highlights of the São Paulo ISEV workshop on extracellular vesicles in cross-kingdom communication.
圣保罗ISEV研讨会关于细胞外囊泡跨物种交流的研究报告亮点。 [J Extracell Vesicles] PMID：30044885
PS：巴西圣保罗细胞外囊泡研讨会研究报告中关于细胞外囊泡参与跨物种信号传递的研究进展及报告亮点。感兴趣的可以读读，主要是一些研究摘要。
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