【2018-10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9篇提供中文摘要。第1篇文章主要介绍了使用外泌体携带正常的蛋白来改善特定蛋白缺失引发的功能性病变，天津医科大学尹海芳教授团队的最近研究成果；第2篇介绍了一个很容易套用的套路，即某种刺激诱导肿瘤细胞释放外泌体内容物的改变从而影响周围肿瘤细胞功能的报道，这个套路可大可小，做小了1分2分的文章，做大了上10分也有可能，大家可以学习一下；第3篇介绍了使用外泌体作为载体构建运送特定药物靶向胞内治疗靶点的策略；第4篇介绍了一种外泌体检测的平台，相关报道比较多，这算是又一种；另外还介绍了JEV杂志的2篇文章，主要涉及牛奶来源细胞外囊泡的在小鼠体内的生物相容性和trizol抽提蛋白用于细胞外囊泡蛋白组学分析的可靠性。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. Serum exosomes can restore cellular function in vitro and be used for diagnosis in dysferlinopathy. 血清外泌体可以在体外恢复dysferlin缺陷细胞的功能并可以用于dysferlin病变诊断。 [Theranostics] IF=8.77 PMID：29507617
摘要：提供全长dysferlin基因或蛋白质以恢复缺铁蛋白缺乏症（DYSF - / - ）肌纤维在dysferlin病变中的细胞功能是一项挑战，dysferlin病变是缺乏dysferlin引起的疾病，目前尚无有效治疗。外泌体是一种包裹生物分子的高效膜状纳米级载体，它可能是解决这一问题的潜在解决方案。首先我们研究了肌管和人血清来源的外泌体在鼠和人DYSF - / - 细胞中恢复dysferlin蛋白和细胞功能的能力。此外，评估了dysferlin病变患者血清和尿源外泌体作为dysferlin病变诊断工具的能力。最终结果显示来自表达dysferlin的肌管细胞的外泌体携带了大量的全长dysferlin蛋白，并且能够使全长dysferlin蛋白转移至DYSF - / - 肌管细胞中。外源性dysferlin正确定位于DYSF - / - 肌管膜上，使膜能够在受伤后重新密封。人血清外泌体也携带dysferlin蛋白，并且改善人类DYSF - / - 肌管的膜修复能力。而dysferlin 蛋白缺乏症患者血清和尿液外泌体中缺乏dysferlin，这使得我们能够依次区分健康对照和dysferlin病变患者。综上所述，我们的发现外泌体是dysferlin的有效载体并且可用于治疗和无创诊断dysferlin病变。
PS：天津医科大学尹海芳教授团队的最近研究成果。该报道发现来自正常人的血清和肌管细胞的外泌体能够携带dysferlin蛋白到达DYSF敲除的小鼠细胞中，这些被传递的dysferlin则会发挥功能改善DYSF敲除小鼠细胞的功能，这为一些蛋白缺陷或缺失造成的病症提供了一种新的治疗策略。同时研究还发现在dysferlin病变患者的血清和尿液外泌体中，dysferlin是不能检出的，而正常人是可以的，这也给予dysferlin患者一种无创诊断的检出策略。一篇不错的文章，值得学习一下。听说尹教授可能会参加最近外泌体之家的活动哦。
2. Hypoxia-Induced Matrix Metalloproteinase-13 Expression in Exosomes from Nasopharyngeal Carcinoma Enhances Metastases. 缺氧诱导的鼻咽癌细胞的基质金属蛋白酶-13在外泌体中的表达上升能够增强肿瘤转移。 [Cell Death Dis] IF=5.96 PMID：29515112
摘要：外泌体是由肿瘤细胞分泌的纳米囊泡。外泌体可以传递复杂的生物信息并在多种病理条件下诱导不同的信号传导反应，例如缺氧。缺氧与鼻咽癌（NPC）患者的侵袭性表型和不良预后相关。在这里，我们分析了低氧性NPC细胞中的外泌体在缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）依赖性方式下增强正常氧细胞转移能力的作用。 HIF-1α迅速积累并反式激活数百种基因，如基质金属蛋白酶（MMPs）。我们发现MMP-13在缺氧条件下在外泌体和细胞中表达水平都会增加。低氧处理的CNE2细胞中的HIF-1α消耗导致外泌体中MMP-13水平降低并显着降低细胞迁移和侵袭能力。此外，外泌体中基质金属蛋白酶-13显着上调波形蛋白表达，在体外条件和体内条件下降低CNE2细胞中的E-钙粘蛋白水平。此外，MMP-13水平与鼻咽癌患者HIF-1α表达（r = 0.679，P <0.001），淋巴结转移，临床分期（均P <0.05）及预后不良有关（P <0.01）。总之，我们的研究结果表明，缺氧诱导外泌体装载MMP-13，其可以增强鼻咽癌细胞的迁移和侵入并诱导微环境改变以促进NPC侵袭性。
PS：南通大学老师们的新成果。低氧环境诱导外泌体成分改变从而影响肿瘤细胞行为的报道。这与之前的一篇miRNA报道异曲同工。模拟体内刺激如低氧、化疗药物刺激、放射线刺激等改变肿瘤细胞基因表达从而影响外泌体的内容物变化，最终外泌体被肿瘤细胞摄取影响受体细胞功能，这个不错的思路应该能搞出几百篇文章，大家可以考虑试试这个思路。
3. ARMMs as a versatile platform for intracellular delivery of macromolecules. ARMMs作为大分子细胞间递送的通用平台。 [Nat Commun] IF=12.12 PMID：29511190
摘要：大多数疾病治疗靶标处于细胞内，因此不能使用现有的模式进行药物递送。在靶细胞或组织内有效递送大分子的能力将极大地扩展目前用于生物药物治疗靶点的现状，但仍然具有挑战性。在这里，我们报告使用胞外囊泡（我们称之为称为包含抑制蛋白结构域的蛋白质1 [ARRDC1] - 介导的微泡（ARMMs））用于包装和在细胞间递送大量的大分子，包括肿瘤抑制剂p53蛋白质，RNAs和基因组 - 编辑CRISPR-Cas9 /gRNA复合物。我们证明这些大分子选择性招募到ARMMs中。当通过ARMM在细胞间递送时，这些大分子在受体细胞中具有生物活性。通过ARMMs递送的P53诱导小鼠多个组织中的DNA损伤依赖性细胞凋亡。总之，我们的研究结果证明ARMM代表了一种用于包装和进行细胞间递送治疗性大分子的高度通用的平台。
PS：文章介绍了将微囊泡用于递送大分子蛋白进入受体细胞的策略。使用该策略可以讲大复合体蛋白递送到细胞中，从而使针对细胞内蛋白作为药物靶点成为一种可能。挺有意思的，感兴趣的可以看看。
4. Highly Sensitive Electrochemical Detection of Tumor Exosomes Based on Aptamer Recognition-induced Multi-DNA Release and Cyclic Enzymatic Amplification. 基于适体识别诱导的多DNA释放和循环酶扩增的高灵敏电化学手段实现对肿瘤外泌体的检测。 [Anal Chem] IF=6.32 PMID：29512380
摘要：灵敏的和特异的检测肿瘤外泌体对于早期癌症诊断具有重要意义。在本文中，我们报告了基于适体识别诱导的多DNA释放和环状酶放大来进行外泌体检测的策略。首先，我们使用适体 - 磁珠生物缀合物来捕获源自LNCaP细胞的肿瘤外泌体，这一过程以前你三种信使DNA（mDNA）的释放。磁分离后，释放的mDNA与固定在金电极上的探针DNA杂交。电活性Ru（NH3）63+被用作报告信号（因为它对DNA具有静电吸引力）。随后的Exo III循环消化导致电化学信号“关闭”。由于电化学信号反映了Ru（NH3）63+的浓度并且Ru（NH3）63+的浓度与外泌体浓度相关的mDNA浓度有相关性，因此可以通过检测Ru（NH3）63+的峰值电流来检测外泌体的浓度。在本文中，信号由磁珠释放的大量mDNA和Exo III辅助的mDNA回收扩增。在最佳条件下，检测限可达到70个/μL，低于目前大多数方法的检测限。此外，该检测方法可用于检测复杂生物样品中的肿瘤外泌体，这证明其可用于实际样品诊断。
PS：南京师范大学老师们的新成果。这是一篇生物传感器的报道。文章介绍了使用一系列传感器来放大外泌体检测信号，最终实现检测低浓度外泌体样品的技术。Hzangs在这块懂得不多，就不多介绍了，感兴趣的可以读一读。
5. Biocompatibility of highly purified bovine milk-derived extracellular vesicles. 高度纯化的牛奶来源的细胞外囊泡的生物相容性。 [J Extracell Vesicles] PMID：29511463
摘要：细胞外囊泡（EV）将来自供体细胞的生物活性分子递送至受体细胞来介导细胞间通讯。由于RNA内容物在细胞外囊泡中的存在，细胞外囊泡一直被认为是有用的药物输送系统。具体来说，牛奶来源的细胞外囊泡（mEV）是最有前途的平台之一，因为牛奶是大规模生产细胞外囊泡的可扩展资源。然而，由于原材料的复杂性，从牛奶中分离纯细胞外囊泡仍然很困难。此外，mEVs的生物相容性和免疫毒性仍不清楚。在这项研究中，我们开发了一种通过酸处理和超速离心分离牛奶衍生EV的新方法。分离的mEVs呈球形，直径为120 nm，含有典型的EV标记蛋白，如四跨膜蛋白。与之前报道的方法相比，我们的方法可以分离出更纯的mEVs。当mEV与小鼠巨噬细胞系Raw264.7接触时，mEV很容易被细胞吸收且没有细胞毒性效应，这表明mEVs可以将货物分子递送到细胞中。尽管全身施用mEVs并未对小鼠产生全身毒性，但某些类型的细胞因子被轻度诱导上调。在小鼠中连续施用mEVs后没有观察到过敏反应作用。因此，使用我们的方法分离的mEVs在体内具有良好的耐受性，可能对药物递送应用有用。
PS：JEV 上发表的一篇关于探索牛奶来源细胞外囊泡与其他哺乳动物相容性的报道。作者开发了一种用于分离牛奶中细胞外囊泡的方法，他们分离得到的牛奶来源细胞外囊泡在小鼠体内展示出良好的生物相容性，这也为将牛奶来源细胞外囊泡作为药物载体进一步扫清了障碍。
6. Proteome profiling of extracellular vesicles captured with the affinity peptide Vn96: comparison of Laemmli and TRIzol© protein-extraction methods. 用亲和肽Vn96捕获的细胞外囊泡的蛋白质组分析：比较Laemmli和TRIzol©蛋白质提取方法。[J Extracell Vesicles] PMID：29511462
摘要：样本量通常是多参数分析的一个限制因素，其中至少包括三个“组学”研究领域：基因组学，转录组学和蛋白质组学。当对细胞外囊泡（EV）进行这些多参数分析时，有限的样品量也是重要的考虑因素，因为分离得到的EV（和EV货物）的量通常非常低。众所周知，苯酚和异硫氰酸胍（即TRIzol）的单相溶液可以同时从生物样品中分离DNA，RNA和蛋白质;然而，它最常用于提取RNA。该试剂用于从EV分离多类生物分子的验证将提供用于执行EV材料的多参数分析的广泛适用的方法。在本报告中，我们描述了用TRIzol©或传统的Laemmli缓冲液蛋白提取试剂处理的细胞外囊泡中鉴定出的蛋白质的比较。使用Vn96 EV捕获技术从3mL来自MCF-10A，MCF-7和MDA-MB-231细胞的细胞培养上清液中分离EV。对于TRIzol®提取方案，用丙酮从有机相中沉淀蛋白质，然后在8M尿素，0.2％SDS和1M Tris-HCl pH 6.8的混合物中重新溶解，然后在5×上样缓冲液中稀释，用1D SDS-PAGE分级分离。使用胰蛋白酶消化的蛋白质通过NanoLC-MS / MS来分析来自每种方法提取的EV蛋白质样品的蛋白质组图谱。在鉴定的蛋白质中，来自MCF-10A，MCF-7和MDA-MB-231的EV的两种提取方法中分别共有57.7％，69.2％和57.0％的蛋白是相同的。我们的研究结果表明TRIzol©从细胞外囊泡中提取蛋白质与传统的Laemmli方法具有显着的相当性。使用TRIzol的优势。
PS：文章对比了使用trizol和传统蛋白提取方法获得的细胞外囊泡中蛋白质组学数据，发现两者有很高的相似性，从而说明trizol抽提和传统抽提方法具有可相互替代性，考虑到细胞外囊泡样品通常少而珍贵，所以trizol可能是一个更好的选择。
7. The harsh microenvironment in infarcted heart accelerates transplanted bone marrow mesenchymal stem cells injury: the role of injured cardiomyocytes-derived exosomes. 心脏梗塞恶性微环境加速了移植的骨髓间充质干细胞损伤：受损心肌细胞衍生的外泌体的作用。 [Cell Death Dis] IF=5.96 PMID：29500342
摘要：干细胞疗法可用于修复和再生损伤的心脏组织;然而，移植细胞的低存活率限制了它们的治疗功效。最近，已经有研究提出外泌体通过介导细胞之间交流来调控细胞存活等多个细胞过程。我们的探究了受损的心肌细胞衍生的外泌体（心脏外泌体）对梗死心脏中移植的骨髓间充质干细胞（BMSC）存活的影响。我们模拟了心肌细胞或移植的BMSCs在体内遇到的严酷微环境，我们分别将心肌细胞条件培养基和从H2O2处理的心肌细胞培养基中收集的心脏外泌体与氧化应激条件下的BMSCs在体外共培养。心肌细胞条件培养基和心肌外泌体明显加速H2O2诱导的BMSCs损伤;增加切割的半胱天冬酶-3 /半胱氨酸蛋白酶-3量和凋亡细胞百分比，并降低这些细胞中Bcl-2 / Bax比率和细胞活力。接下来，我们通过转录激活剂样效应核酸酶（TALEN）基因组编辑技术构建Rab27a敲除（KO）小鼠模型，探讨了心脏外泌体对体内移植的BMSC存活的影响; Rab27a是GTP酶家族成员，在外泌体分泌中起关键作用。将雄性小鼠GFP修饰的BMSC植入与Rab27a KO和野生型雌性小鼠中梗塞相邻的存活心肌中。所得结果显示，在Rab27a KO小鼠中，通过较高水平的Y染色体Sry DNA，GFP mRNA和GFP荧光信号强度，移植的BMSC在梗塞心脏中的存活增加。综上所述，这些发现揭示了受损的心肌细胞衍生的外泌体促进了梗塞心脏中移植的BMSC损伤，阐释了心肌梗塞后移植细胞存活的新机制。
PS：这篇文章阐释了心肌梗塞后通过人工移植间充质干细胞来填补死亡心肌细胞过程中移植细胞的存活机制。文章发现梗死后凋亡的心肌细胞会释放特殊的外泌体，这些外泌体作用于移植细胞，促进后者的凋亡。如果一直心肌细胞的外泌体释放，则能够较好的改善这一过程。这个发现可能对未来临床治疗有一定的指导意义。
8. Mesenchymal stem cells-derived exosomes are more immunosuppressive than microparticles in inflammatory arthritis. 间充质干细胞衍生的外泌体在炎性关节炎中比微泡更具免疫抑制性。 [Theranostics] IF=8.77 PMID：29507629
摘要：间充质干细胞（MSCs）释放在炎症疾病模型中显示治疗效果的细胞外囊泡（EV）。尽管MSCs可以预防关节炎，但MSCs衍生EVs的作用从未在类风湿性关节炎中报道过。这促使我们比较了从MSC分离的外泌体（Exos）和微泡（MP）的功能，并研究了它们在关节炎中的免疫调节功能。我们通过差速超速离心分离MSCs衍生的Exos和MPs。在体外和延迟型超敏反应（DTH）和胶原诱导的关节炎（CIA）模型中研究了MP和Exos的免疫抑制作用。我们发现MSCs的Exos和MPs以剂量依赖性方式抑制T淋巴细胞增殖，并降低CD4 +和CD8 + T细胞亚群的百分比。有趣的是，Exos增加了Treg细胞群，而亲本MSC则没有。相反，MSCs，Exos或MPs可以将浆母细胞分化降低到相似的程度。经IFN-γ处理的MSC来源的外泌体和微泡同样具有免疫调节功能。在DTH中，我们观察到MPs和Exos的剂量依赖性抗炎作用，而在CIA模型中，Exos有效地降低了炎症的临床征兆。 Exos的有益作用与淋巴结中更少的浆母细胞和更多Breg样细胞相关。因此我们认为，MSCs衍生的MPs和Exos均对T和B淋巴细胞发挥抗炎作用，而不依赖于MSCs的启动。但是，Exos能更有效地抑制体内炎症。我们的工作是MSCs衍生EV在炎症性关节炎中的治疗潜力的首次证明。
PS：文章介绍了使用间充质干细胞来源囊泡治疗关节炎研究，研究发现外泌体相较微囊泡可能有更好的应用前景。但这种对比文章还是要坚持兼听则明的原则，多了解了解。
9. Exosomal miRNA Profiling to Identify Nanoparticle Phagocytic Mechanisms. 使用外泌体miRNA谱分析鉴定纳米粒子吞噬机制。 [Small] IF=8.64 PMID：29516679
摘要：吸入危险量的纳米颗粒会导致肺部炎症和免疫紊乱以及细胞间融合。目前研究人为外泌体能够通过miRNA传递在细胞间通讯中发挥关键作用。为了研究外泌体miRNA在纳米颗粒吞噬作用中的作用，我们展开了这项研究。我们共募集54名尘肺病患者以及100名健康对照，收集来自其静脉血液的外泌体，然后用高通量测序技术对外泌体miRNA进行分析。差异表达的miRNA用于预测靶基因并进行功能注释。发现miRNA hsa-let-7a-5p，hsa-let-7i-5p和它们的共同靶基因WASL之间的相互作用可影响纳米粒子吞噬作用。基因结构，组织特异性和miRNA-靶基因调控模式的后续分析支持这些发现。特别地，通过一系列细胞实验进一步证实了这一假设，并且当提高miRNA表达水平时，用作纳米颗粒吞噬作用指标的成纤维细胞转分化率降低。因此，本研究中的数据表明miRNA hsa-let-7a-5p和hsa-let-7i-5p的下调有助于WASL的升高，促进WASL和VASP复合物形成，这对于启动Arp2 / 3诱导的吞噬作用是必需的。
PS：文章从外泌体的角度阐释分析了影响细胞对纳米颗粒吞噬的调控。文章是有郑州大学的老师们发表的，文中的研究对象为尘肺病人。
10. Direct conversion of injury-site myeloid cells to fibroblast-like cells of granulation tissue. 将损伤部位髓系细胞直接转化为肉芽组织的成纤维细胞样细胞。 [Nat Commun] IF=12.12 PMID：29507336
PS：nature communication发表的利用细胞外囊泡将损伤部位的髓系细胞转分化为成纤维样细胞的报道，思路比较传统，但是数据可靠，值得参考，具有应用潜力。
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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