【2019-41期】This Week in Extracellular Vesicles
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本周hzangs在最新文献中选取了10篇分享给大家，其中8篇提供中文摘要。第1篇文章介绍了外泌体携带的蛋白质可以进入靶细胞的胞内体，并在靶细胞的胞内体中激活靶细胞特定的信号通路，这对我们理解外泌体蛋白激活靶细胞信号通路的具体机制具有十分重要的意义；第2篇文章介绍了利用互补DNA锚定外泌体，再利用DNA互补配对形成微米级复合物用作肿瘤疫苗，这一策略取得了不错的实验结果；第3篇文章提出了一种可以同时检测细胞外囊泡携带的多种miRNA和蛋白的策略，这为检测细胞外囊泡相关的疾病标志物组合提供了非常好的策略；第4篇文章介绍了利用将治疗性纳米颗粒PEG化后，利用外泌体形成途径来高效率包封纳米颗粒，构建治疗性纳米颗粒-外泌体杂合体用于疾病治疗。相关文章的原文在周一前会发布到论坛同名贴下，需要的可以到论坛下载1. Endosomal signalling via exosome surface TGFβ-1.[J Extracell Vesicles ] IF=11 PMID：31595182摘要：诸如外泌体的细胞外囊泡通过表面间相互作用或通过将生物活性分子穿梭到受体细胞的细胞质中在细胞之间传递生物信息。在这里，我们研究发现肥大细胞释放的外泌体在其表面上同时具有活性和潜在转化生长因子β-1（TGFβ-1）。TGFβ-1的潜在形式通过肝素酶II和pH敏感元件与外泌体相关。这些囊泡在暴露后60分钟内流向受体人类间充质干细胞（MSC）的内吞室。此外，与外泌体相关的TGFβ-1在发信号时保留在内体区室中，与游离TGFβ-1相比，导致延长的细胞信号激活。这些外泌体在涉及SMAD依赖性途径的原代MSC中诱导迁移表型。我们的结果表明，肥大细胞衍生的外泌体被潜在的TGFβ-1修饰，并保留在受体MSC内体中，影响受体细胞的迁移表型。我们得出的结论是，外泌体可以通过将生物活性表面配体传递到该细胞内区室来传递内体中的信号。PS：外泌体能够传递一些蛋白分子来激活靶细胞的特定信号通路，这是之前已经研究报道过的现象。但是，这一现象背后的机制是怎样的，这些蛋白分子是如何作用于靶细胞的，如何脱离外泌体、如何进行作用、在哪里进行相互作用，目前依旧是未知的。这篇研究报道发现外泌体可以携带特定的分子被靶细胞内吞后，在内体中激活靶细胞相关通路。这一文章为我们理解外泌体携带蛋白激活靶细胞信号提供了一个有效的模型。2. Development of DNA-anchored assembly of small extracellular vesicle for efficient antigen delivery to antigen presenting cells.小细胞外囊泡的DNA锚定装配策略开发，可将抗原有效地传递至抗原呈递细胞。[Biomaterials ] IF=10.27 PMID：31586864摘要：肿瘤细胞衍生的小细胞外囊泡（sEV）结合免疫刺激佐剂可能通过诱导细胞毒性T细胞反应而成为有希望的肿瘤疫苗。为了获得有效的免疫反应：皮内注射后延长组织停留时间，然后将结合佐剂的肿瘤细胞衍生的sEV持续有效地递送至抗原呈递细胞（APC）是一种很有前途的策略。在本研究中，我们构建了DNA锚定的sEV上层结构，其中肿瘤细胞衍生的sEV相互组装以实现延长的组织滞留时间和促进树突状细胞选择性摄取的能力。我们准备了用含有额外“粘性末端”（CpG-sEV）的免疫刺激性CpG-DNA修饰的sEV。CpG-sEVs与含有与CpG-DNA的“粘性末端”互补的序列的寡核苷酸双链体混合，导致CpG-sEV自组装成微米级的超结构。与肿瘤细胞或成纤维细胞相比，APC选择性吸收了锚定CpG-DNA的sEV装配（CpG-sEV装配），并在体外有效激活了树突状细胞。此外，CpG-sEV装配体的形成显着延长了组织停留时间，并增加了皮内注射入小鼠体内的免疫刺激性CpG-DNA的免疫反应。这些结果表明，CpG-sEV装配是一个有效的系统，可能对肿瘤免疫治疗有用。PS：肿瘤疫苗是目前新兴的肿瘤治疗策略，如何提升肿瘤疫苗的免疫激活效率是摆在这一疗法面前急需解决的问题。文章提出了一种通过互补DNA链锚定外泌体，之后通过DNA之间的互补性使其组装成微米级的大颗粒，从而使其高效且长时间的激活免疫系统。很有想法的策略，并且取得了不错的结果。3. Simultaneous multiplexed detection of exosomal microRNAs and surface proteins for prostate cancer diagnosis.外泌体微RNA和表面蛋白的多重检测用以诊断前列腺癌。 [Biosens Bioelectron] IF=9.52 PMID：31600625摘要：由于肿瘤具有非常高的异质性，因此单个生物标志物无法反映出疾病或疾病进展阶段的准确情况。外泌体是一种生物标志物的库，尤其是当特定标志物（包括microRNA（miRNA）和蛋白质）组合在一起时，可提供高精度的疾病信息。然而，当前可用的外泌体miRNA和蛋白质检测方法耗时，昂贵且费力。同时，在单个反应中同时检测外泌体miRNA和蛋白质更具挑战性。因此，迫切需要开发一种有效的方法来实现在一个反应中同时检测外泌体中的多种miRNA和蛋白质。本文中，为了增加使用外泌体的价值，而不是其他循环生物标志物用于前列腺癌（PCa）液体活检的价值，我们开发了一种同时多重原位检测外泌体miRNA和蛋白质的方法。使用纳米级分子信标和荧光染料偶联抗体，可以在捕获的外泌体中以高特异性同时检测外泌体miRNA和表面蛋白。该方法允许在一个外泌体反应中定量分析PCa细胞衍生的外泌体中各种疾病特异性miRNA和表面蛋白。总体而言，外泌体miRNA和表面蛋白的同时多路复用原位检测可以发展为诊断PCa的一种简单，经济高效且非侵入性的液体活检方法。PS：外泌体是一种非常合适于非侵入性液体活检的标志物载体。但是目前的检测方法相对比较繁琐，外泌体的利用率不高，很难实现同时检测多个指标。让人头疼的是，外泌体产量本来就很低，很难实现大量的制备。因此，如何高效的在同一个检测反应中检测外泌体携带的多种生物分子就是目前需要解决的一个重要问题。这篇文章提出了一种新的方法，可以同时检测外泌体携带的多个miRNA和蛋白质。感兴趣的朋友可以关注一下。4. Efficient encapsulation of theranostic nanoparticlesin cell-derived exosomes: leveraging the exosomal biogenesis pathway to obtain hollow gold nanoparticle-hybrids.治疗性纳米颗粒在细胞来源的外泌体中的有效包封：利用外泌体的生物生成途径获得空心金纳米颗粒-杂交体。 [nanoscale ] IF= 6.97 PMID：31595912摘要：外泌体可以被认为是能够携带外来有效载荷，药物或治疗性纳米颗粒（NP）的天然靶向递送系统。这项工作旨在将空心金纳米颗粒（HGN）的治疗能力与外泌体提供的独特的肿瘤靶向特性相结合。在这里，我们测试了将HGNs（能够在NIR区域吸收光以进行选择性热消融）封装到鼠类黑色素瘤细胞衍生的外泌体（B16-F10-exos）中的各种方法，包括电穿孔，通过扩散的被动加载，热冲击，超声处理和皂苷辅助加载。这些方法产生的结果不尽如人意：尽管通过几乎所有测试的理化方法都可以将相对较大的NP内化到B16-F10-exos中，但只有约15％的外泌体负载有NP，其中一些负载过程对外泌体的形态和完整性具有负面影响。在另一种方法中，将B16-F10细胞与PEG化的HGN（PEG-HGN）预孵育，以尝试将NP整合到外泌体生物发生途径中。结果非常成功：从细胞培养物上清液中回收的外泌体显示出高达50％的HGN内部化。使用一系列技术对获得的杂交HGN外泌体载体进行表征，以确保与其他策略相比，HGN的内在化不会影响外泌体特征。PEG-HGNs通过内体-外泌体生物发生途径释放，证实分离的囊泡是外泌体。PS：如何让外泌体具有很高的负载效率，如何将药物或纳米颗粒高效的装载到外泌体中，这是目前有待解决的问题。这篇文章尝试将治疗性纳米颗粒导入到外泌体中，尝试了很多种方法，最后发现使用纳米颗粒进行PEG化，可以有效的利用外泌体组装途径来实现高负载率。5. Exosomal long noncoding RNA LNMAT2 promotes lymphatic metastasis in bladder cancer.外泌体长链非编码RNA LNMAT2促进膀胱癌的淋巴转移。 [J Clin Invest ] IF=12.282 PMID：31593555摘要：患有临床淋巴结转移的膀胱癌（BCa）患者的预后极差。已经证明VEGF-C在BCa的LN转移中起重要作用。但是，大约20％的具有LN转移的BCa表现出低的VEGF-C表达，表明BCG的LN转移存在独立于VEGF-C的机制。在本文中，我们证明了BCa细胞分泌的外泌体介导的淋巴管生成促进了BCa中的LN转移，这是以VEGF-C无关的方式。我们确定了外泌体中长链非编码RNA（lncRNA）淋巴结转移相关转录本2（LNMAT2）能够刺激HLEC管体外形成和迁移，并增强了体内肿瘤淋巴管生成和LN转移。从机理上讲，LNMAT2通过与异质核糖核蛋白A2B1（hnRNPA2B1）直接相互作用而被加载到BCa细胞分泌的外泌体上。随后，外泌体LNMAT2被HLEC内化，并通过募集hnRNPA2B1并增加PROX1启动子中的H3K4三甲基化水平，通过表观遗传上调了prospero同源盒1（PROX1）的表达，最终导致淋巴管生成和淋巴转移。因此，我们的发现突出了外泌体lncRNA介导的LN转移的VEGF-C依赖性机制，并确定LNMAT2是BCa中LN转移的治疗靶标。PS：外泌体中的长链非编码RNA研究目前还是比较少见的。膀胱癌存在不依赖于VEGF-C的淋巴结转移机制，但是目前的具体机制还不清楚。这篇文章发现外泌体中长链非编码RNALNMAT2介导了这一过程。6. Cocaine-induced endocannabinoid signaling mediated bysigma-1 receptors and extracellular vesicle secretion.可卡因诱导的由sigma-1受体和细胞外囊泡分泌介导的内源性大麻素信号传导。[Elife] IF=7.55 PMID：31596232摘要：可卡因是一种在大脑奖励区域起作用的成瘾性药物。最近的证据表明可卡因刺激中脑中内源性大麻素2-花生四烯酸甘油酯（2-AG）的合成，通过去抑制作用提高多巴胺神经元活性。尽管已知可卡因刺激的2-AG合成机制，但我们对2-AG释放的理解是有限的。在NG108细胞和小鼠中脑组织中，我们发现2-AG定位在可卡因存在下通过与伴侣蛋白sigma-1受体（Sig-1R）相互作用而进入分泌的非突触细胞外囊泡（EVs）中。当可卡因引起Sig-1R与ADP核糖基化因子（ARF6）分离时，会发生EV释放，ADP-核糖基化因子是一种调节EV转运的G蛋白，导致肌球蛋白轻链激酶（MLCK）活化。Sig-1R功能的阻滞，ARF6或MLCK的抑制也可预防可卡因诱导的EV释放和可卡因刺激DA神经元抑制突触的2-AG调节。我们的结果表明，Sig-1R-ARF6复合物可控制EV释放，并证明可卡因介导的2-AG释放可通过EV发生。PS：文章介绍了可卡因成因过程中依靠细胞外囊泡囊泡进行通路激活的相关机制。7. Propofol and Sevoflurane Differentially Impact MicroRNAs in Circulating Extracellular Vesicles during Colorectal Cancer Resection: A Pilot Study.结肠直肠癌切除过程中丙泊酚和七氟醚对的循环系统中细胞外囊泡MicroRNA具有不同的影响：一项先导研究。 [Anesthesiology] IF=6.42 PMID：31596735摘要：尽管在癌症切除过程中全静脉麻醉与局部麻醉相结合可能会改善预后，但强效挥发性麻醉剂可能会促进肿瘤细胞的生长和转移。从接受丙泊酚治疗的患者（而不是从七氟醚治疗的患者）获取的血清导致肿瘤细胞的浸润，增殖和转移潜力下降，同时增强癌细胞凋亡。细胞外囊泡是细胞间通讯的一种物质载体，本文对接受丙泊酚（n = 8）或七氟醚（n = 9）的结直肠癌患者循环系统中细胞外囊泡进行了研究分析。在这一项前瞻性，匹配病例的研究中，对接受丙泊酚（n = 8）或七氟醚（n = 9）的大肠癌患者队列中的循环囊泡进行了研究，并根据肿瘤的阶段和位置进行了匹配。在麻醉前和肿瘤切除后取样血清。通过高通量测序分析了囊泡microRNA谱，并通过实时聚合酶链反应进行了证实。接下来，我们评估了围手术期麻醉药诱导的microRNA表达的变化，并比较了其对肿瘤相关途径的生物学作用。另外，对来自术前和术后血清的囊泡进行了生物学表征。结果显示，两组患者术后microRNA谱均发生变化。围手术期反应重叠。异丙酚显着调节了总共64个（48个向上，log2倍数变化范围1.07至3.76; 16个向下，-1.00至-1.55），七氟醚显著调节33个（32个向上，1.02至2.98; 1个向下-1.36）（调整后的P值）小于0.05）。三十六种（丙泊酚）和五种（七氟醚）微RNA对两种麻醉剂都有特异性反应。对microRNA表达模式的靶标预测分析表明，丙泊酚对重要的癌症相关途径（如增殖（z评分，-1.73）和迁移（z评分，-1.97））以及增强的凋亡（z-得分1.19）有调控作用。虽然循环囊泡的大小分布和蛋白质标记物不受麻醉的影响，但在使用两种麻醉程序进行手术后，它们的浓度均降低了。因此，我们认为这项概念验证研究提供了初步的证据，表明麻醉剂对循环囊泡中的microRNA谱具有特定作用。这些发现可为癌症患者进行更大的，以机制为导向的研究奠定基础。PS：一项很有意思的前瞻性研究。前期的研究分析表明不同的麻醉剂进行全身麻醉会对肿瘤患者的预后有影响，因此作者们对不同麻醉剂对病人循环系统中细胞外囊泡的miRNA表达谱的影响进行了分析，并且发现其中有很多调控肿瘤细胞行为的miRNA发生了变化。8. Improved label-free identification of individual Exosome-Like Vesicles with Au@Ag Nanoparticles as SERS Substrate.使用Au@Ag纳米颗粒作为SERS底物，可以更好地对单个外泌体样囊泡进行无标鉴定。[ACS Appl Mater Interfaces ] IF=8.46 PMID：31584796摘要：类外泌体样囊泡（ELV）是由细胞释放的纳米载体，这些载体具有多种分子，包括反映产生细胞的分子特征的蛋白质，核酸和化学物质。鉴于它们存在于许多类型的生物体液中，它们能够携带易于获取的生物标记物，用于早期疾病检测。以前，我们证明了在用4-二甲基氨基吡啶（DMAP）稳定的金纳米颗粒（AuNP）功能化ELV后，通过表面增强拉曼散射（SERS）分析其分子特征来鉴定单个ELV的可能性。尽管此策略能够区分不同细胞来源的ELV，但由于来自AuNP表面DMAP稳定分子的高背景，SERS光谱的质量欠佳。在这项研究中，我们证明通过在原位生长带有银层的附着有ELV的AuNP并在银上直接形成核壳纳米粒子（Au @ AgNPs），可以消除来自AuNP表面稳定分子的SERS信号干扰。它代表了第一种已知的策略，该策略可生成精细的生物结构的清晰SERS光谱指纹，而不会引起确保等离子NP的胶体稳定性并使它们与ELV表面缔合所需的接头分子的干扰。这种使用核-壳等离子体NPs作为SERS底物的新策略显示出比以前的方法更高的近场增强，这导致SERS光谱更好的信噪比。这使我们能够区分B16F10黑色素瘤细胞和红细胞（RBC）衍生的单个囊泡，其具有空前的敏感性和特异性> 90％。重要的是，由于具有更高的近场增强能力，因此与以前报道的策略相比，可以将采集时间减少20倍，从而为实现高通量无标签单ELV识别铺平了道路。PS：一种使用拉曼光谱来分析单个外泌体的策略。Hzangs表示对这方面不懂，感兴趣的朋友请自行阅读吧。9. Microfluidic Sonication to Assemble Exosome Membrane-Coated Nanoparticles for Immune Evasion-Mediated Targeting.微流超声组装外泌体膜包裹的纳米粒子用于免疫逃避并介导靶向。[Nano Lett] IF=12.279 PMID：31597431PS：文章提供了一种利用微流控和超声处理来构建具有外泌体样膜结构的纳米颗粒，该颗粒可以获得外泌体所具有的免疫逃逸功能并可以接到药物的靶向递送。10. Isolation and Profiling of Circulating Tumor-Associated Exosomes Using Extracellular Vesicular Lipid-Protein Binding Affinity Based Microfluidic Device.使用基于细胞外囊泡脂蛋白结合亲和力的微流控设备对循环肿瘤相关外泌体进行分离和分析。 [Small] IF=10.856 PMID：31588683PS：一种基于免疫亲和的分离分析外泌体的微流控设备。相关研究比较多了，这里不展开介绍。为了保证群内部的交流信息的可靠性，避免软广告等可能影响大家科研思路的事件发生，该qq群采取实名制度。请实名入群。谢谢大家配合。QQ群号：450453711 加群验证消息请注明 ：姓名+单位。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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