【2017-38期】This Week in Extracellular Vesicles
本周hzangs在最新文献中选取了 11篇分享给大家，其中 8篇提供中文摘要。第1篇介绍了YBX1在RNA分选进入细胞外囊泡过程中的作用；第2篇JBC的论文报道了HMCI类分子识别细胞外囊泡相关蛋白肽段；第6篇则介绍了细胞外囊泡相关RNA测序结果，并且提出测序结果中大量长RNA可能来源于污染；第8篇与细胞外囊泡没太大关系，但报道了一种新的细胞间RNA传递模式，大家可以关注一下。相关文章的原文都在论坛同名贴下，需要的可以到论坛下载。
1. Broad role for YBX1 in defining thesmall noncoding RNA composition of exosomes.YBX1在外泌体小RNA组分决定中具有广泛作用。 [Proc NatlAcad Sci U S A] IF=9.42 PMID：29073095
摘要：YBX1在外泌体小非编码RNA组成调控方面的广泛作用。RNA可以由细胞外囊泡（EVs）向细胞外分泌。因为它们与污染物共存，同时缺乏对分类到EV中的RNA机制的了解以及常规RNA测序方法的限制，所以目前定义细胞外囊泡中的RNA组成是具有挑战性的。在这里，我们使用热稳定组II内含子逆转录酶测序（TGIRT-seq）来表征我们通过梯度密度超速离心分离的HEK293T细胞EVs提取的RNA，以及通过靶向四聚体肽CD63的免疫分离方法从梯度级分进一步纯化的外泌体中的RNA。我们发现EV相关的转录本以全长，成熟的转录RNA（tRNA）和囊泡内的其他小型非编码RNA（ncRNA）为主。映射到蛋白质编码基因，检测到的长ncRNA和反义RNA的大部分是由于囊泡表面上的DNA污染所导致的。然而，在HEK293T细胞EVs和外泌体内鉴定了剪接的mRNA的序列，其中最丰富的是含有5'末端寡聚嘧啶（5'TOP）基序的转录物。我们的研究结果表明，将所选择的miRNA分选到外泌体中所需的RNA结合蛋白YBX1在分选高度丰富的小ncRNA（包括tRNA，Y RNA和保守RNA）中起作用。最后，我们获得EV特异性tRNA修饰的证据，可能表明转录后修饰在将一些RNA分选到EV中发挥着作用。我们的研究结果表明，EV和外泌体可以在过量游离RNA的清除和细胞间转移中起作用。
PS：文章进行了比较纯的外泌体RNA测序，同时利用TGIRT-seq技术用于区分不同来源的序列，该研究发现测序结果中测到的长链RNA多是在外泌体纯化过程中与外泌体一起被分离的DNA等，同时外泌体中也确实存在一些mRNA，这些主要是5’末端寡聚嘧啶基序的转录本。做外泌体中长链RNA的朋友要注意了，需要读一读这个文章。
2. The major histocompatibility complexclass I immunopeptidome of extracellular vesicles.主要组织相容性复合体I识别细胞外囊泡的免疫肽段鉴定。 [J Biol Chem] IF=4.26 PMID：28860189
摘要：细胞外囊泡（EVs）被大多数类型的细胞释放并且已经报道与多种免疫调节功能相关联。 MHC I类分子在抗原呈递和引发免疫应答中具有关键作用，并且已知其在EV的免疫相关过程中有作用。然而，EVs的MHC I类免疫细胞外囊泡的蛋白肽段组尚未建立。在这里，我们使用在Epstein-Barr病毒转化的B细胞系Jesthom上表达的抗原血清型HLA-A * 02：01和HLA-B * 27：05的小规模免疫分离来自细胞和细胞外囊泡的洗脱肽，我们确定了516种结合HLA-A * 02：01或HLA-B * 27：05的肽。重要的是，预测的血清型结合亲和力和肽 - 锚图案在从细胞或EVs分离的肽库之间没有显着差异，表明在EV生物发生期间，不存在MHC I类免疫蛋白聚糖的明显调控。这些结果首次建立了EVs作为MHC I类肽的来源，可用于研究免疫肽体和发现潜在的新抗原免疫疗法。
PS：目前越来越多的文章开始关注细胞外囊泡在免疫过程中的作用，而MHCI类分子在囊泡引起的免疫效应中发挥着一定的作用，这篇文章主要鉴定了MHCI类分子识别细胞外囊泡的肽段库，明确了MHCI类分子识别细胞外囊泡过程中的免疫原，为后续的研究和临床应用奠定了基础。
3. Post-translational add-ons mark thepath in exosomal protein sorting.翻译后修饰影响外泌体蛋白质的分选。 [Cell Mol Life Sci] IF=5.69 PMID：29080091
摘要：细胞外囊泡（EVs）被细胞释放到胞外环境以介导细胞间通讯。在这些囊泡中穿梭的蛋白质，脂质，核酸和代谢物调节受体细胞中的特定功能。与细胞内水平相比，EV中所选择的蛋白质集合的丰富表明存在用于指定EV蛋白质装载的特定分选机制。不同的蛋白质翻译后修饰（PTMs）参与了将特定蛋白加载到EV中的过程。在这篇综述中，我们提供了在细胞外囊泡中发现的PTM，并讨论了一些PTM，特别是泛素和泛素类修饰剂在蛋白质组分的外泌体分选中的具体作用。对这些机制的理解将为生物医学应用提供新的策略。实例包括在EV上存在PTM标记作为用于某些疾病的诊断和预后的新生物标志物，或将免疫原性组分特异性地引入用于疫苗生成的EV中。
PS：细胞外囊泡中蛋白质的主动分选过程是目前人们比较关注的方向，了解分选机制对于未来应用细胞外囊泡作为新兴诊断标志物载体和加在特定分子到细胞外囊泡中都有积极意义。这篇综述主要介绍了翻译后修饰对外泌体蛋白质分选的影响。
4. Packaging and transfer of mitochondrialDNA via exosomes regulate escape from dormancy in hormonal therapy-resistantbreast cancer.通过外泌体包装和转移线粒体DNA可以调控激素治疗耐药性乳腺癌的休眠。 [Proc NatlAcad Sci U S A] IF=9.42 PMID：29073103
摘要：mtDNA的水平转移及其在介导治疗抵抗和肿瘤细胞休眠中的作用从未研究。在这里，我们从激素治疗耐药（HTR）转移性乳腺癌患者的循环细胞外囊泡（EVs）中确定了完整的线粒体基因组。我们建立了HTR转移性疾病的异种移植模型，其特征在于外周循环的细胞外囊泡中含有mtDNA。此外，这些人类HTR细胞已获得宿主衍生（鼠）mtDNA用于促进雌激素受体非依赖性氧化磷酸化（OXPHOS）。功能研究鉴定发现携带整个mtDNA基因组的细胞外囊泡衍生自癌相关成纤维细胞（CAF）。具体来说，用CAF衍生的mtDNAhi EV处理激素治疗（HT）的癌细胞或HT处理的代谢休眠的癌细胞能够促进细胞对的激素治疗耐受。此外，该表型与EV mtDNA的获得有关，特别是在癌干细胞样细胞中，EV mtRNA的表达与OXPHOS的恢复密切相关。总之，我们已经证明，来自EV的mtDNA的水平转移作为促进治疗诱导的癌干细胞的休眠退出的致癌信号，并导致OXPHOS依赖性乳腺癌的内分泌治疗抗性。
PS：说实话这篇文章看上去有点很神…不多解释了，文章主要报道了癌相关成纤维细胞释放的细胞外囊泡携带线粒体DNA基因组并影响癌细胞的激素治疗抵抗和休眠。
5. Interferon regulatory factor 1-Rab27aregulated extracellular vesicles promote liver ischemia/reperfusion injury.干扰素调节因子1和Rab27a调控细胞外囊泡并影响肝脏缺血再灌注损伤。 [Hepatology] IF=11.71 PMID：29059701
摘要：肝缺血/再灌注（IR）损伤中细胞外囊泡（EV）分泌的作用和调节剂尚未定义。 Rab27a是一种已知可控制EVs释放的GTPase。干扰素调节因子1（IRF-1）是转录因子，在肝脏IR中起重要作用并调节某些GTP酶。然而，IRF-1，Rab27a和EVs分泌之间的关系在很大程度上是未知的。在这里，我们揭示了IRF-1和Rab27a在体外缺氧肝细胞和体内温和IR和原位肝移植肝脏中的诱导。干扰素γ刺激，IRF-1转导或IR促进Rab27a表达和EVs分泌。同时，IRF-1的沉默降低了Rab27a的表达和EVs的分泌。 Rab27a沉默降低EVs分泌和肝脏IR损伤。我们在Rab27a启动子区域中1,692个碱基对鉴定到10个推定的IRF-1结合基序。染色质免疫沉淀和电泳迁移率变动测定验证了五个功能性IRF-1结合基序，并通过Rab27a启动子荧光素酶测定证实。 IR诱导的EVs含有较高的氧化磷脂（OxPL）。 EVs上的OxPLs通过吞吐TLR-4途径表面活化嗜中性粒细胞。 OxPLs可以中和E06抗体阻断EV的作用并减少肝脏IR损伤。这些发现提供了IRF-1调节Rab27a转录和EVs分泌的新机制，导致OxPL激活嗜中性粒细胞和随后的肝脏IR损伤。
PS：相对比较专业的肝脏相关细胞外囊泡的作用，近期Hepatology发表数篇细胞外囊泡相关的文章，感兴趣的可以关注一下。
6. Coding and noncoding landscape ofextracellular RNA released by human glioma stem cells.人胶质瘤干性样细胞释放的细胞外编码和非编码RNA表达全景分析。[Nat Commun] IF=11.33 PMID：29074968
摘要：肿瘤释放的RNA可能介导细胞间通讯并作为生物标志物。在这里，我们开发了一个研究方法，可以对与微囊泡、外泌体（统称为EV）和核糖核蛋白（RNP）相关的细胞外RNA（exRNA）进行定量，及最小偏倚的分析。从胶质瘤患者干性样细胞培养物中分离的exRNA复合物显示出不同的组成情况，其中微囊泡最接近反映细胞内转录组情况。 exRNA富集小型ncRNA，如外泌体中的miRNA，以及EV和exRNPs中精确加工的tRNA和Y RNA片段。 EV封闭的mRNA主要是片段化的，并且主要富集于UTRs;同时也存在一些全长mRNA。总的来说，每个EV都有不到一个非rRNA拷贝。我们的研究结果表明，需要大量的EV / exRNA摄取，才能确保转移的RNA对脑受体细胞的功能产生影响，同时我们预测这些条件下最具影响力的miRNA。本研究还提供了可用于生物标志物发现的多种exRNA的目录，并验证了其对脑脊液生物标志物筛选的可行性。
PS：文章以人胶质瘤病人来源干性样细胞培养物为对象，收集其细胞外RNA进行分析。汇总了分析结果，并发现在每个EV中存在不到1个拷贝的非rRNA，这也表明大量的摄取可能是细胞外囊泡影响受体细胞的前提。同时文章也为未来的标志物寻找提供了基础。
7. Quantitative detection of exosomalmicroRNA extracted from human blood based on surface-enhanced Raman scattering.基于表面增强拉曼散射的技术用于从人体血液中提取的外泌体微小RNA的定量分析。 [Biosens Bioelectron] IF=7.48 PMID：29073517
摘要：由于外泌体脂质双层的性质，因此可以使其包裹的miRNA免受体液中RNA酶的降解，所以exosomal microRNA（miRNA）已经成为早期诊断和预后的非侵入性生物标志物的理想来源。在本文中，提出了一种新的表面增强拉曼散射（SERS）分析策略，结合稳定的SERS报道元件和双链特异性核酸酶（DSN）辅助信号扩增，用于定量检测人血液中提取的外泌体miRNA。首先，我们制备了具有Au @ R6G @ AgAu纳米颗粒（R6G附着在金纳米颗粒上，然后封装在称为ARANP的AgAu合金壳纳米粒子中）的SERS信号报告基团，其具有小的纳米隙以产生稳定的SERS信号。然后，将ARANPs和硅微珠分离底物（SiMB）然后共价连接到靶向外泌体miRNA的捕获探针（CP）的3'-和5'-末端。在目标miRNA结合后，异源双链中的DNA可以被DSN特异性切割，并导致从SiMB表面释放ARANPs。同时，目标miRNA保持完整，随后参与下一轮靶向再循环扩增。稳定的SERS强度和信号放大的组合显着提高了感测系统的灵敏度，导致检测限为5 fM。更重要的是，该方法也可用于检测从非小细胞肺癌（NSCLC）复发患者采集的血液提取的外泌体miRNA，检测样品量为5.0μL，具有潜在的临床应用前景。
PS：湖南大学老师的研究成果，hzangs不是很懂拉曼光谱之类的东西，但是看结果还是挺不错的，少量的血液即可用于检测，还是很有应用前景的。
8. Intercellular mRNA trafficking viamembrane nanotube-like extensions in mammalian cells.细胞通过纳米管样膜结构延伸在细胞间传递胞内mRNA。 [Proc Natl Acad Sci U S A] IF=9.42 PMID：29078295
摘要：RNA已被证明可以在哺乳动物细胞之间转移，尽管这种现象背后的机制及其对细胞生理学的整体重要性尚未得到很好的理解。许多报道已经表明，RNA（微小RNA和不完全mRNA）经由细胞外囊泡（例如，外泌体）进行转移。然而，与基于扩散的转移机制相比，我们发现全长mRNA可以通过连接供体和受体细胞的纳米管样（mNT）膜结构延伸直接在细胞 - 细胞间转移。通过使用简单的共培养实验模型和使用单分子成像，我们研究了mRNA在接触细胞之间转移的定量数据。经转移的mRNA的实例包括编码GFP，小鼠β-肌动蛋白和人细胞周期蛋白D1，BRCA1，MT2A和HER2。我们发现细胞间的mRNA转移发生在所有共培养模型测试（例如，在原代细胞，永生化细胞和永生化人和鼠细胞的共培养物中）。快速mRNA转移依赖于肌动蛋白，但与蛋白质合成无关，并受应激条件和基因表达水平的调节。因此，这项工作支持全长mRNA通过精细结构连接在细胞之间转移的假设。重要的是，与miRNA或RNA片段的转移不同，该通信过程传递可能改变受体细胞蛋白质组的遗传信息。这种现象对于组织的适当发育和功能以及宿主寄生虫或共生相互作用可能是重要的。
PS：细胞外囊泡在细胞间传递RNA的报道已经很多了，目前基本已经形成了一种共识，而该文章则报道了一种之前很少被关注到的mRNA转移机制，作者发现细胞可以通过在细胞间建立纳米管样膜结构延伸来实现mRNA的转移。
9. Inflammation-Stimulated MesenchymalStromal Cell-Derived Extracellular Vesicles Attenuate Inflammation.炎症刺激间充质基质细胞产生细胞外囊泡用于减弱炎症反应。 [Stem Cells] IF=5.90 PMID：29076623
PS：一篇关于间充质基质细胞来源细胞外囊泡功能的报道，感兴趣的可以读一读。
10. Ferritin is secreted via two distinctnon-classical vesicular pathways.铁蛋白通过两条非经典膜泡通路进行分泌。 [Blood] IF=11.84 PMID：29074498
PS：讲铁蛋白分泌途径的论文，相关领域的朋友可以关注一下。
11. Fully Artificial Exosomes: Towards NewTheranostic Biomaterials.完全人工制作的外泌体：诊断治疗生物材料的新方向。 [Trends Biotechnol] IF=12.06 PMID：29074309
PS：探讨人工制作外泌体的综述性文章。
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