【2018-3期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家，其中5篇在本周外泌体之家的推文中已做过详细介绍，这里不再赘述。第1篇文章是从事外泌体相关基础生物学过程研究的大牛们发表的综述，该综述从微观层面给我们详细的阐释了外泌体的起源、形成、释放和命运背后的具体生物学机制，大家可以读一读，增加自己在领域内的知识储备；第2篇文章研究了外泌体释放过程中多泡小体与质膜融合过程的调节机制；第3篇文章介绍了使用细胞外囊泡样膜泡递送RNA用于治疗糖尿病损伤伤口，加快愈合，具有不错的临床意义；第4篇介绍了一种直接可以修饰细胞外囊泡，赋予细胞外囊泡靶向性等特性的方法，该方法有效规避了对母细胞的繁琐操作；第5篇介绍了一种微流控芯片用于外泌体分离，同时该芯片可以在捕获外泌体后再进行释放，从而有效衔接下游各种实验；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.  Shedding light on the cell biology of extracellular vesicles.揭示细胞外囊泡的细胞生物学。 [Nat Rev Mol Cell Biol] IF=46.60  PMID：29339798

摘要：胞外囊泡是由外泌体和微囊泡等亚群组成的存在异质性的细胞衍生膜结构组，其分别源自胞内体系统和质膜。 它们存在于生物体液中并参与多种生理和病理过程。 细胞外囊泡现在被认为是细胞间通讯的一种新机制，这一过程允许细胞交换蛋白质，脂质和遗传物质。控制细胞外囊泡发生的细胞过程相关知识对揭示这些囊泡的生理和病理功能以及涉及它们的使用和分析的临床应用具有至关重要的指导意义。 然而，在这个领域不断扩大的同时，围绕这些囊泡的起源，发生，分泌，靶向和命运决定等依旧存在一些悬而未决的重要问题。

PS：大综述！法国居里研究所以及ISEV的常委们刊发的一篇综述。这篇综述的重点是介绍细胞外囊泡的生物学起源、发生以及到达受体细胞后的命运，以及背后所蕴含的生物学机制。知其然，知其所以然，这才是一个研究者应该做到的，目前外泌体的大量报道集中在功能方面，那是“知其然”的层面，而这篇文章就是在告诉你“所以然”。Hzangs虽然很喜欢读写文章来关注外泌体都被报道那些功能，但如果真做研究的话，还是喜欢去看外泌体起源和命运的调控。读完这篇paper你会对外泌体的前世今生有一个系统的了解。非常推荐！尤其是生物学背景的朋友，应该读一读。

2.  Quantifying exosome secretion from single cells reveals a modulatory role for GPCR signaling. 量化单细胞的外泌体分泌，揭示GPCR信号传导的调节作用。 [J Cell Biol] IF=7.96  PMID：29339438

摘要：外泌体是活细胞释放的涉及细胞间通讯的内涵体来源的小细胞外囊泡，并且当多泡体（MVB）与质膜（PM）融合时分泌。目前用于研究外泌体生理学的技术是基于分泌后的分离程序，研究过程无法涉及直接和动态的观察外泌体生物发生的机制和其释放的调节。在这项研究中，我们提出MVB-PM融合的实时可视化技术来克服这些限制。我们设计了tetraspanin为基础的pH敏感的光学报告系统，使用实时内反射荧光和动态相关光电子显微镜检测MVB-PM融合。定量分析表明MVB-PM融合频率可以通过人为降低靶细胞膜SNAREs SNAP23和syntaxin-4而降低，但也可以通过刺激组胺H1受体（H1HR）在单细胞中诱导融合。在HeLa细胞中H1R1的激活增加了SNAP23的Ser110磷酸化，促进了MVB-PM融合和富含CD63的外泌体的释放。使用这种基于单细胞的研究方法，我们展示了MVB胞吐的调节动力学过程，这将有助于增加我们对外泌体生理学的理解和识别exosome相关病理学中的药物靶点。

PS：有没有感觉这篇文章的内容很切合上面Nat Rev Mol Cell Biol的那篇综述？没错，他们是同一个作者发表的。外泌体的研究如火如荼，但我们却很少见到外泌体发生、分泌以及命运决定的相关报道，一方面是因为技术受限，另一方面也是因为那不够潮吧。大量的paper都是蹭热度发一篇出来，报道报道外泌体的功能，然后结束，却很少有人把目光锁定在它们深层次的机制上。当然，功能很重要！关于外泌体背后的生物学过程，我们也要关注一下嘛，虽然没有CNS上那么风光，那么轰动，但确实实实在在的进步。文章介绍了外泌体释放是 多泡小体-质膜融合过程中的调节因素，发现一些G蛋白偶联受体信号在其中发挥着重要作用，文中使用到了一些特殊的一起和标记方法来追踪单个细胞释放外泌体的行为，感兴趣的可以读一读。

3.  Extracellular vesicle-mimetic nanovesicles transport LncRNA-H19 as competing endogenous RNA for the treatment of diabetic wounds.模拟细胞外囊泡的纳米囊泡运输LncRNA-H19作为竞争性内源RNA用于治疗糖尿病伤口。[Drug Deliv] IF=6.40  PMID：29334272

摘要：糖尿病伤口是糖尿病最严重的并发症之一，每年影响全球数百万人。由高血糖引起的血管功能不全是糖尿病受损创伤愈合难的主要原因。近来，研究发现长链非编码RNA（LncRNA）-H19在糖尿病病人中表达显着降低，并且可能在触发血管生成中起关键作用，已经引起越来越多的研究兴趣。 LncRNA-H19降低与糖尿病血管生成损害之间的可能关系涉及通过阻断LncRNA-H19损伤胰岛素 - 磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）-Akt途径。因此，使用LncRNA-H19递送的治疗策略是可行的。在本研究中，我们研究了使用高产细胞外囊泡样纳米囊泡（EMNVs）作为LncRNA的有效纳米药物传递系统的可能性，并研究了高含量LncRNA-H19（H19EMNVs）的EMNVs的功能。令人兴奋的结果表明，H19EMNV具有很强的中和高血糖抑制再生作用的能力，能显着加速慢性伤口的愈合过程。我们的研究结果表明，生物工程EMNVs可以作为一个强有力的工具。将是一个非常有前途的多功能药物传递系统。

PS：文章报道了一种基于囊泡的RNA分子递送系统。并验证了该系统的作用。研究者发现使用该系统递送LncRNA-H19可以有效加速糖尿病伤口的愈合速度。不错的文章，值得一读。

4.  Recombinant phosphatidylserine-binding nanobodies for targeting of extracellular vesicles to tumor cells: a plug-and-play approach.将细胞外囊泡靶向肿瘤细胞的重组磷脂酰丝氨酸结合纳米抗体策略：即插即用的方法。 [Nanoscale ] IF=7.76  PMID：29334397

摘要：细胞外囊泡（EV）越来越被认为是候选的药物递送系统，因为它们能够在细胞之间功能性地转移生物活性成分。然而，通过外泌体来源母细胞的生物工程操作来赋予细胞外囊泡特定的靶向性是耗时且具有挑战性的。作为赋予纯化后的细胞外囊泡肿瘤靶向特性的新方法，我们将靶向表皮生长因子受体（EGFR）的纳米抗体融合到乳粘素（C1C2）的磷脂酰丝氨酸（PS）结合结构域用于赋予细胞外囊泡靶向性。在HEK293细胞中表达C1C2-纳米抗体融合蛋白，以接近完全纯度从培养基中分离并通过SDS-PAGE测定。融合蛋白特异性结合PS，并显示对其他常见EV膜脂质没有亲和力。此外，与融合至非靶向对照纳米抗体（R2-C1C2）的C1C2相比，与抗EGFR纳米抗体（EGa1-C1C2）融合的C1C2以高亲和力结合EGFR并与其天然配体EGF具有竞争结合作用。两种蛋白质都容易自我缔合到来自红细胞和Neuro2A细胞的EV膜上，同时不影响EV大小和完整性。 EV-结合的R2-C1C2不影响EV细胞相互作用，而EV-结合的EGa1-C1C2剂量依赖性地增强EGFR-过表达的肿瘤细胞对EV的特异性结合和摄取。总之，我们制定了一个新的策略，它可以有效和普遍的赋予细胞外囊泡肿瘤靶向性而不影响细胞外囊泡的特点，规避了修改EV分泌细胞的过程。该策略也可用于将其他分子与EV结合。

PS：一种工程改造细胞外囊泡的新方法。目前常用的细胞外囊泡改造方法是通过改造产生细胞外囊泡的母细胞来间接改造其释放的细胞外囊泡，而这篇文章所介绍的新方法规避了这一复杂过程。这个方法通过将特定的分子如靶向特定蛋白的纳米抗体与乳粘素的磷酯酰丝氨酸结合结构域融合，制造出能够直接结合细胞外囊泡的分子，利用该分子赋予细胞外囊泡特定的性质。不错的设计思路，同时也得到了不错的结果。感兴趣的可以读一读。

5.  Engineered nanointerfaces for microfluidic isolation and molecular profiling of tumor-specific extracellular vesicles.工程纳米界面用于基于微流控的肿瘤特异性细胞外囊泡分离和分子分析. [Nat Commun] IF=12.12  PMID：29330365

摘要：细胞外囊泡（EV）携带RNA，DNA，蛋白质和脂质。具体而言，肿瘤衍生的EV有潜力被用作疾病特异性生物标志物。然而，缺乏分离肿瘤特异性细胞外囊泡的方法限制了它们在临床环境中的使用。在这里，我们报告了一个敏感的微流控分析平台（EVHB-Chip），该平台能够在3小时内实现肿瘤特异性EV-RNA分离。与其他方法相比，使用EVHB芯片能够达到94％的肿瘤-EV特异性，100个EV/μL的检测极限和肿瘤RNA富集程度近10倍的增加。我们的方法允许在捕获肿瘤来源的细胞外囊泡后再释放，从而实现于下游不同表征和功能研究技术的衔接。处理来自多形性胶质母细胞瘤（GBM）患者的血清和血浆样品，我们可以检测到EGFRvIII mRNA突变体。此外，使用二代RNA测序，我们确定GBM特有的基因以及作为该疾病的四种遗传亚型标志的转录物。

PS：这是一篇报道介绍了一种基于微流控的肿瘤来源细胞外囊泡的分离技术。微流控相关的技术是hzangs的弱点，确实懂得很少。文章推荐给大家，相关领域的朋友可以关注一下。

6.  Amniotic fluid stem cell exosomes: Therapeutic perspective. 羊水干细胞来源的外泌体：治疗中的应用前景。 [Biofactors] IF=3.24  PMID：29341292

摘要：人们普遍认为，干细胞的治疗潜力可以主要由其旁分泌功能所介导，这其中也包括外泌体。因此，与干细胞移植存在异常分化和肿瘤形成风险相比，干细胞衍生的外泌体代表了再生医学中的一个新的主要治疗策略。来自间充质干细胞（MSC）的外泌体能够诱导受损的组织修复，并且还可以对不同淋巴细胞的分化，活化和功能发挥免疫调节作用。因此，MSC来源的外泌体可被认为是一种潜在的治疗炎症性疾病的药物，同时也是免疫原性低的基因治疗载体的理想候选者。羊水干细胞（AFSCs）具有广泛的多能性，可以在培养基中扩增，并且可以很容易地在细胞库中冷冻保存。在这项研究中，我们检测了在体外培养（条件培养基）条件下羊水干细胞释放的外泌体和在体内条件下释放到羊水中的外泌体的形态，功能和蛋白质组成。我们发现AFSC衍生的外泌体所包含的分子相比羊水中游离的分子更为丰富，包括一些涉及免疫调节的分子，如转化生长因子β和肝生长因子。我们将体外培养的AFSC释放的外泌体与去除外泌体的条件培养液对植物血凝素刺激的外周血单核细胞免疫调节作用进行比较。我们的研究数据表明，AFSC条件培养基（无外泌体）的主要作用是诱导淋巴细胞凋亡，而淋巴细胞暴露于AFSC来源的外泌体是则主要表现为增殖能力减弱，这一结果支持了干细胞分泌组不同组分的不同功能的理论。

PS：一篇介绍羊水干细胞来源的外泌体的报道。文章发现了体外培养的羊水干细胞释放的外泌体与羊水干细胞分泌组其他组分的功能存在一定的差异，这也表明了羊水干细胞来源外泌体的功能特殊性。羊水干细胞来源外泌体的报道确实比较少，因此在这里推荐给大家做个参考。

7.  Inhibition of Apoptosis Using Exosomes in Chinese Hamster Ovary Cell Culture. 外泌体对中国仓鼠卵巢细胞凋亡的抑制作用。 [Biotechnol Bioeng ] IF=4.48  PMID：29337363

摘要：用于治疗性蛋白质生产的动物细胞培养技术在过去几十年已经表现出出显着的改善。中国仓鼠卵巢（CHO）细胞已广泛适用于生物药的生产。在生物制药行业，开发细胞培养基和培养条件以达到最高生产力和质量至关重要。然而，CHO细胞受到生物反应器中细胞凋亡的影响，会导致产品数量和质量显着降低。因此，克服CHO细胞培养中细胞凋亡的障碍，开发一种对安全性或成本最小的新方法是至关重要的。在这里，我们首次表明，当来源于CHO细胞的外泌体（exosomes）补充到培养基中时能够抑制CHO细胞培养物中的细胞凋亡。流式细胞术和显微镜分析显示大量外泌体递送到CHO细胞。与对照（41.1％）相比，观察到星形孢菌素处理后通过外泌体补充（67.3％）能够获得更高的细胞活力。此外，外泌体阻止线粒体膜电位损失和半胱氨酸蛋白酶-3激活，意味着外泌体在促凋亡条件下能够增强细胞活性。由于外泌体补充物源自CHO细胞自身，不仅有益于CHO细胞培养物的生物药物生产力以抑制细胞凋亡，而且从管理角度来看也是有利的，这种制剂可以添加剂带来的安全性问题。因此，我们得出这样的结论：本研究中开发的方法可能有助于生物制药工业，使用CHO细胞培养物中外泌体处理CHO细胞可以降低细胞凋亡。

PS：一篇外泌体工业应用的报道。文章发现在CHO细胞中添加CHO细胞来源的外泌体可以有效降低细胞的凋亡,考虑到CHO细胞是一种生物制药过程中常用的原料细胞，这一发现对工业应用具有一定的指导意义。

8.  Protein Profiling and Sizing of Extracellular Vesicles from Colorectal Cancer Patients via Flow Cytometry. 通过流式细胞术对来自结直肠癌患者的细胞外囊泡进行大小测量和蛋白质分析。 [ACS Nano] IF=13.94  PMID：29300458

9.  The Secret Life of Exosomes: What Bees Can Teach Us About Next-Generation Therapeutics. 外泌体的神秘生活史：在新治疗策略的开发中，蜜蜂能够教会我们什么。 [J Am Coll Cardiol] IF=19.90  PMID：29325643

10.  Retrovirus-like Gag Protein Arc1 Binds RNA and Traffics across Synaptic Boutons. 逆转录病毒样Gag蛋白Arc1能够结合RNA跨越突触结进行运输。 [Cell] IF=30.41  PMID：29328915

11.  The Neuronal Gene Arc Encodes a Repurposed Retrotransposon Gag Protein that Mediates Intercellular RNA Transfer. 神经元基因Arc编码介导细胞间RNA转移的逆转录转座子样蛋白Gag。 [Cell] IF=30.41  PMID：29328916

12.  Tumor-derived exosomal miR-1247-3p induces cancer-associated fibroblast activation to foster lung metastasis of liver cancer. 肿瘤来源的外泌体miR-1247-3p诱导癌症相关的成纤维细胞活化以促进肝癌的肺转移。 [Nat Commun] IF=12.12  PMID：29335551

PS：8-12 这5篇文章是本周外泌体之家已经进行过介绍的，这里不再赘述，需要了解的朋友请直接查询这周的其他推文。链接：

今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见！

编辑：土豆

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