【2019-37期】This Week in Extracellular Vesicles
1. DNA analysis of low- and high-density fractions defines heterogeneous subpopulations of small extracellular vesicles based on their DNA cargo and topology.
低密度和高密度组分的DNA分析发现小细胞外囊泡的异质亚群。
[J Extracell Vesicles] IF=11 PMID：31497265
摘要：细胞外囊泡具有在细胞之间转移脂质，蛋白质和核酸的能力，从而影响受体细胞的表型。虽然目前的研究已经广泛报道了RNA在EV中的作用，但EV中DNA的功能仍然知之甚少。在这里，我们基于DNA含量和拓扑结构区分了小细胞外囊泡（sEVs）的新异质性亚群。使用高分辨率碘克沙醇密度梯度分离来自人肥大细胞系（HMC-1）和红白血病细胞系（TF-1）的低密度和高密度sEV亚组，以区分sEV的DNA货物的性质。sEV相关DNA和RNA分子的配对比较显示在这些EV中RNA比DNA更丰富，并且大部分DNA存在于高密度级分中，证明sEV亚群具有不同的DNA含量。DNA主要定位于sEV的外部或表面，仅有一小部分被膜结构保护免于酶促降解。当大量分析sEV时，全基因组测序鉴定了跨越所有染色体和线粒体DNA的DNA片段。我们的工作有助于理解DNA如何与sEV相关联，从而为基于DNA货物和拓扑结构区分EV的亚型提供方向。
PS：之前的一篇cell文章通过CD63等蛋白的免疫捕获收取经典的外泌体，并证实这些外泌体中不存在DNA。这篇JEV的文章对sEV进行了更详细的分级处理，发现DNA成分主要存在于高密度的sEV中，并且证实这些DNA主要存在于sEV的外部。
2. 3D cell culture stimulates the secretion of in vivo like extracellular vesicles.
3D细胞培养能够刺激细胞释放像体内状态下一样的细胞外囊泡。
[Sci Rep] IF=4.011 PMID：31506601
摘要：离体研究细胞通信，目前使用二维（2D）细胞培养模型作为“黄金标准”。2D培养模型还广泛用于研究肿瘤细胞分泌的细胞外囊泡（EV）的RNA表达谱，用于肿瘤生物标志物发现。尽管2D培养系统简单且易于获取，但培养环境不能代表体内细胞外基质（ECM）微环境。我们的研究观察到，与三维（3D）培养衍生的EV相比，2D培养衍生的EV在分泌动力学和基本信号传导分子（RNA和DNA）方面显示出显着不同。通过对宫颈癌细胞及其EV的小RNA高通量测序（NGS）分析与宫颈癌患者血浆EV衍生的小RNA进行比较，我们观察到3D培养衍生的EV小RNA与其2D细胞培养状态下囊泡小RNA谱不同。最重要的是，3D培养衍生的EV小RNA谱显示出来自宫颈癌患者血浆的体内循环EV的高度相似性（~96％）。然而，2D培养衍生的EV小RNA谱仅与其在2D中培养的亲本细胞更好地相关。另一方面，DNA测序分析表明培养和生长条件不影响EV分泌携带的基因组信息。这项工作还表明，细胞3D培养分泌到间质液中的EV分子改变可以提供一种替代的非侵入性方法，用于以分子精度研究组织行为。这项工作可以作为建立精确模型的基础，模拟体内组织系统与EV作为分子指标或转运蛋白。此类模型可用于研究肿瘤生物标志物，药物筛选和了解肿瘤进展和转移。
PS：2D培养模式是目前细胞培养的主流方法，但是随着研究的深入，越来越多的证据表明2D培养下细胞的状态与体内存在着极大地区别，因此3D培养系统走进了我们视野。这篇文章研究发现相比于2D培养系统，3D培养模式下细胞释放的细胞外囊泡与细胞在体培养下的细胞外囊泡更为相似。
3. Diabetic Nephropathy Alters the Distribution of Circulating Angiogenic miRNAs Between Extracellular Vesicles, HDL and Ago-2.
糖尿病肾病会改变循环系统中细胞外囊泡，HDL和Ago-2中miRNA的分布。
[Diabetes] IF=7.199 PMID：31506344
摘要：之前我们确定了与糖尿病肾病（DN）患者的微血管损伤标志物相关的血浆microRNA（miR）谱。miR在循环系统中与细胞外囊泡（EV）或与高密度脂蛋白（HDL）或RNA结合蛋白Argonaute-2（Ago-2）相关联。鉴于EV-和HDL介导的miR向内皮细胞（EC）的转移调节细胞静止和炎症，我们假设miR在载体中的分布影响DN中的微血管稳态。因此，我们监测分析了从健康对照，糖尿病患者+/-早期DN（eGFR> 30 ml / min / 1.73 m2）和DN患者的EDTA血浆中分离的EV，HDL和Ago-2级分中的miR表达（ eGFR <30 ml / min / 1.73 m2）。与我们的假设一致，我们观察到与健康对照相比，DM和DN患者血浆中miR-载体分布的改变。miR-21和miR-126在DN患者的EV中均增加，而miR-660在Ago-2级分中增加，并且miR-132在HDL级分中降低。此外，在体外，差异表达的miR改善了EC屏障形成（EV-miR-21）并且恢复了来自DM和DN患者的血清中培养的EC的血管生成潜力（HDL-miR-132）。总之，EV，HDL和Ago-2中的miR测量可以改善这些miR对DN中微血管损伤的生物标记物灵敏度，而载体特异性miR可以改善内皮屏障形成（EV-miR-21/126），血管生成反应（HDL-miR-132）。
PS：文章研究了循环系统中携带miRNA的不同载体中的miRNA分布，发现糖尿病肾病患者循环系统中细胞外囊泡、高密度脂蛋白和Ago-2中的miRNA存在一定的变化，这些变化具有成为标志物的潜力，同时阐释了多个变化的miRNA的功能。
4. Endothelial microvesicles carrying Src-rich cargo impair adherens junction integrity and cytoskeleton homeostasis.
携带富含Src的货物的内皮微泡损害粘附连接完整性和细胞骨架稳态。
[Cardiovasc Res] IF=7.014 PMID：31504252
摘要：微囊泡（MV）通过将生物活性货物转移到其他细胞来进行细胞间通信并影响不同的生物过程。我们研究了MV的内皮生成是否以及如何在炎症期间导致血管功能障碍。我们测量了由盲肠结扎和穿刺引起的脓毒性损伤后小鼠血浆中内皮衍生的MV（EC-MV）的水平和分子特性，以及由炎性因子（包括细胞因子，凝血酶）刺激的培养内皮细胞上清液中的水平和分子特性。小鼠研究显示，与对照相比，败血症引起总血浆囊泡和VE-钙粘蛋白+ EC-MV的显着增加。在培养的EC中，不同的炎症剂引起EC-MV产生和货物含量的不同模式。当局部应用于内皮细胞时，EC-MV诱导细胞骨架连接反应，其特征在于肌球蛋白轻链磷酸化，收缩纤维重组，VE-钙粘蛋白磷酸化和粘附连接解离，白蛋白跨内皮通量增加和屏障抗性的降低。内皮反应与含有c-Src激酶的MV货物促进的蛋白酪氨酸磷酸化相关联，而由c-Src缺陷细胞产生的MV不发挥屏障破坏作用。另外，EC-MV通过促进中性粒细胞 - 内皮粘附和释放含有瓜氨酸化组蛋白和髓过氧化物酶的中性粒细胞胞外陷阱而促成内皮炎性损伤，这种反应不受c-Src敲低的影响。内皮衍生的微囊泡通过损害粘附连接和激活中性粒细胞而引起内皮屏障功能障碍。内皮细胞骨架 - 结合对EC-MV的反应的信号传导机制涉及由携带c-Src的MV促进的蛋白质磷酸化。然而，EC-MV诱导的中性粒细胞活化不依赖于c-Src。
PS：文章主要研究报道了微囊泡中c-Src蛋白介导的信号通路改变，少见的囊泡相关蛋白研究，大家可以读一读，作为参考。
5. Systemic Exosomal Delivery of shRNA Minicircles Prevents Parkinsonian Pathology.
通过外泌体对shRNA进行系统性递送预防帕金森。
[Mol Ther ] IF=8.402 PMID：31501034
摘要：开发减缓或阻止帕金森病进展的新疗法是医疗保健的重点。帕金森的一个关键病理特征是α-突触核蛋白聚集体的存在，并且越来越多的证据表明α-突触核蛋白复制在疾病进展中起着重要作用。因此，α-突触核蛋白的下调是潜在的治疗方向。作为一种慢性疾病，理想的治疗方法是长期的微创治疗和长时间的有效。敲除基因表达具有明显的潜力，因此我们设计了针对α-突触核蛋白特异的siRNA;然而，siRNA治疗的功效受其短期疗效的限制。为了解决这个问题，我们设计了具有延长效力潜力的shRNA小环（shRNA-MCs），并使用RVG-外泌体作为特异性递送到大脑的载体。我们使用表达GFP的转基因小鼠优化了该系统，并证明了其能够下调大脑中GFP蛋白表达长达6周的能力。RVG-外泌体用于将α-突触核蛋白shRNA-MC疗法递送至α-突触核蛋白预诱导的帕金森病模型。该疗法降低α-突触核蛋白聚集，减少多巴胺能神经元的损失，并改善临床症状。我们的结果证实了RVG-外泌体递送的shRNA-MCs对于神经退行性疾病的长期治疗的治疗潜力。
PS：通过工程化改造的外泌体递送shRNA用于靶向α-突触核蛋白。作者对这一治疗策略进行了验证，并取得了不错的临床前验证结果。外泌体作为药物递送载体是目前的研究热点，siRNA药物是近些年人们热衷的一个探索领域，这篇文章很好的将两者结合了起来。
6. Platelet Extracellular Vesicles Drive Inflammasome-IL1β-dependent Lung Injury in Sickle Cell Disease.
血小板细胞外囊泡在镰状细胞病中驱动炎性体-IL1β依赖性的肺损伤。
[Am J Respir Crit Care Med] IF=16.494 PMID：31498653
摘要：血红蛋白S在红细胞内聚合促进镰状细胞病（SCD）患者的微血管系统中的溶血和血管闭塞事件。虽然已知血小板 - 中性粒细胞聚集体依赖性血管闭塞在肺部发生并导致急性胸部综合征，但引发肺损伤的病因学机制在很大程度上是未知的。我们研究并鉴定了促进血小板 - 中性粒细胞聚集依赖性肺血管闭塞和SCD损伤的先天免疫机制。在转基因人源化SCD小鼠中进行肺的体内成像，并进行SCD患者血液流过微流体系统的体外成像。用纳克量的脂多糖系统性地攻击SCD小鼠以触发肺血管闭塞。血小板 - 炎性体激活导致产生携带血小板细胞外囊泡（EV）的IL-1β，其结合中性粒细胞并促进体内SCD小鼠的肺小动脉中的血小板 - 中性粒细胞聚集。抑制炎性体效应物caspase-1或IL-1β途径减弱血小板EV产生，可以防止血小板 - 中性粒细胞聚集，并恢复体内SCD小鼠的肺小动脉血流。这些结果首次证实携带血小板EV的IL-1β的血小板 - 炎性体依赖性脱落促进SCD中的肺血管闭塞。目前的研究结果还强调了靶向血小板 - 炎症小体依赖的先天免疫途径以预防急性胸部综合征的治疗潜力。
PS：文章主要研究了血小板来源的细胞外囊泡。多数情况下，我们研究循环系统细胞外囊泡会尽可能避免血小板来源的囊泡干扰，而在某些疾病中，血小板本身发挥了重要的功能，其囊泡也能够影响疾病进展。文章主要报道了血小板来源的细胞外囊泡在镰刀状红细胞病中促进肺损伤的机制。
7. Mitochondrial protein enriched extracellular vesicles discovered in human melanoma tissues can be detected in patient plasma.
可以在患者血浆中检测在人黑素瘤组织中发现的富含线粒体蛋白的细胞外囊泡。
[J Extracell Vesicles] IF=11 PMID：31497264
摘要：细胞外囊泡（EV），包括外泌体和微泡，这些囊泡几乎可以从所有细胞中分泌出来，并在健康和疾病状态下介导细胞之间的传递信息。然而，EV亚群的多样性才刚刚开始研究。由于EV与肿瘤微环境通信有关，因此我们开始研究组织中EV的多样性。为此，我们直接从患者黑素瘤转移组织中分离出EV。使用EV膜分离和质谱分析，我们发现与非黑素瘤衍生的EV相比，黑素瘤组织衍生的EV中存在线粒体膜蛋白的富集。有趣的是，两种线粒体内膜蛋白MT-CO2（由线粒体基因组编码）和COX6c（由核基因组编码）在黑素瘤患者的血浆以及卵巢癌和乳腺癌患者中存在非常普遍。此外，这种EV亚群含有活性线粒体酶。总之，肿瘤组织中含有具有线粒体膜蛋白的EV，这些线粒体膜蛋白可在血浆中检测到，并且在黑素瘤，卵巢癌以及乳腺癌中增加。
PS：线粒体成分在EV中存在，这一观点偶尔被一些报道所支持。这篇文章同样支持了这一观点，并且发现黑色素瘤组织中具有携带线粒体成分的EV亚群。
8. Dabrafenib treatment in a patient with BRAF V600E ganglioglioma: circulating exosome-derived cancer RNA supports treatment choice and clinical monitoring.
BRAF V600E神经胶质瘤患者的Dabrafenib治疗：循环外泌体衍生的癌症RNA可用于指导治疗策略选择和临床监测。
[Neuro Oncol] IF=10.091 PMID：31504796
PS：文章报道了循环外泌体中RNA在携带BRAF V600E突变的神经胶质瘤患者中治疗策略选择和临床监测的作用。感兴趣的可以读读，偏临床的报道。
9. An integrated microfluidic system for on-chip enrichment and quantification of circulating extracellular vesicles from whole blood.
用于富集和定量全血中循环细胞外囊泡的集成微流体系统。
[Lab Chip] IF=6.914 PMID：31495861
PS：文章开发了一种从全血中直接富集并定量细胞外囊泡的微流控系统。
10. Glycan modification of glioblastoma-derived extracellular vesicles enhances receptor-mediated targeting of dendritic cells.
胶质母细胞瘤衍生的细胞外囊泡的聚糖修饰增强了受体介导的树突细胞靶向。
[J Extracell Vesicles] IF=11 PMID：31489145
PS：文章报道了细胞外囊泡膜表面聚糖修饰对靶向性的影响。感兴趣的朋友可以适当关注一下。
11. Considerations towards a road map for collection, handling and storage of blood extracellular vesicles.
关于收集，处理和储存血细胞外囊泡的方法和需要考虑的因素。
[J Extracell Vesicles] IF=11 PMID：31489143
PS：这是ISEV的一些人商量之后成立了一些小组，专门调查目前不同体液相关EV的分离纯化和储存策略。这是血液相关细胞外囊泡的调查分析结果。
12. Digital-resolution detection of microRNA with single-base selectivity by photonic resonator absorption microscopy.
通过光子谐振器吸收显微镜进行具有单碱灵敏度的microRNA检测。
[Proc Natl Acad Sci U S A ] IF=9.58 PMID：31501320
PS：外泌体来源的miRNA检测，尤其是在低拷贝数的情况下进行高特异性的检测依旧存在很大的困难。为解决这一问题，该文章作者提出了一种可以达到单碱基分辨率的检测策略。
13. Size-based analysis of extracellular vesicles using sequential transfer of an evaporating droplet.
使用蒸发液滴的顺序转移实现基于尺寸的细胞外囊泡分析。
[Lab Chip] IF=6.914 PMID：31497821
PS：文章介绍了一种基于细胞外囊泡尺寸实现细胞外囊泡分离的策略。
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