【2019-30期】This Week in Extracellular Vesicles
1. Extracellular vesicles: a new communication paradigm?
细胞外囊泡：一种新的细胞间交流模式？
[Nat Rev Mol Cell Biol] IF=43.351 PMID：31324871
摘要：生物信息可以通过细胞外囊泡在细胞之间共享。然而，细胞外囊泡携带的货物如何引发生物反应仍未得到解决。解释控制细胞外囊泡货物的包装和靶向递送的分子机制需要将细胞外囊泡建立为重要的信号传导实体。所有真核细胞都会分泌一系列不同大小和含量的膜结合囊泡。其中包括外泌体和微泡 - 这些膜结合囊泡通常称为细胞外囊泡。外泌体和微泡不是相同的实体，并且由不同的分泌途径产生：外泌体通过多泡小体（MVE）与质膜的融合然后释放腔内囊泡（ILV）而产生，而微囊泡由质膜向外突出产生囊泡并脱落。尽管它们的物理特征经常重叠，但细胞外囊泡是高度异质的，有几个报道表明存在多种细胞外囊泡亚型。多种机制也可能导致微泡的脱落，导致大小不同的囊泡。细胞外囊泡现在通常被视为细胞信号传导的重要介质，但到目前为止，我们对这种信号传导范式的机制的理解仍然是难以捉摸的，主要是因为这种显着的异质性。
PS：短篇综述，文章着重总结了目前细胞外囊泡在细胞间信号传递中的作用机制。从信号分子的包装入囊泡、靶细胞摄取、信号分子进入靶细胞等方面进行了精炼的总结和评述，并对未来需要解决的问题进行汇总。
2. The generation and use of recombinant extracellular vesicles as biological reference material.
重组细胞外囊泡的生产和作为生物相关材料的应用。
[Nat Commun] IF=11.878 PMID：31337761
摘要：近年来，细胞外囊泡（EV）研究的增加我们对生物学的理解，对疾病诊断和治疗策略的认识。然而，由于生物流体的复杂性和样品制备和分析过程中引入的技术变化，EV数据解释仍然具有挑战性。为了理解和减轻这些限制，我们生成了可追踪重组EV（rEV）作为生物参考材料。采用互补表征方法，我们证明rEV是稳定的，具有EV样品特有的物理和生化特征。此外，rEV可以使用常规实验室中提供的基于荧光，RNA和蛋白质的技术进行定量。在生物流体中掺入rEV可以通过常用EV分离方法进行高效回收，这有助于我们解决样品处理引起的方法内和用户间差异性，并且标准化和提高EV计数的灵敏度。从而为EV研究的标准化提供推动力。我们预计rEV将在各种研究和生物医学应用中帮助基于EV的样品制备和分析，数据标准化，方法开发和仪器校准。
PS：细胞外囊泡研究领域日新月异，大量的新发现接踵而来。但是目前该领域依旧存在着诸多待解决的问题，如何标准化以及提升研究的可重复性是目前摆在所有研究者面前最迫切需要解决的问题。来自比利时的研究者们提出了一种新的策略，他们开发了一种重组细胞外囊泡，这种细胞外囊泡具有內源细胞外囊泡的特征，可以用于数据标准化、方法开发和仪器校准等过程。这一重组细胞外囊泡的开发有助于我们推动细胞外囊泡研究领域的技术更新和迭代。
3. Absolute quantification and analysis of extracellular vesicle lncRNAs from the peripheral blood of patients with lung cancer based on multi-colour fluorescence chip-based digital PCR.
基于多色荧光芯片的数字PCR对肺癌患者外周血细胞外囊泡lncRNA的绝对定量和分析。
[Biosens Bioelectron] IF=9.518 PMID：31336224
摘要：新出现的证据表明，肺癌中的细胞外囊泡（EV）长非编码核糖核酸（lncRNA）可能是临床上有用的生物标志物，可以用于液体活检进行早期诊断。然而，外周血中极低量的EV-lncRNA是多靶点检测的主要挑战。在这项研究中，我们开发了一种新的多色荧光数字PCREV-lncRNA（miDER）分析芯片，然后证明了它能够快速准确地分析外周血中两个靶基因和一个参考基因的水平。在miDER测定中，来自外周血的靶基因的检测限为10拷贝/μL。基于多重检测，肺癌患者（n =32）和健康对照组（n = 30）中两种肺癌相关基因（SLC9A3-AS1和PCAT6）的表达水平显示两组之间存在显着差异（P <0.001;双尾t检验）。使用ROC曲线分析来评估这些lncRNA的辨别能力，在miDER测定中两种lncRNA的组合产生更高的曲线下面积（AUC）值0.811（95％CI = 0.705-0.918）。此外，为了确定miDER测定的绝对定量能力，我们将结果与通过定量实时聚合酶链反应（qPCR）获得的结果进行比较，证明miDER测定比qPCR更敏感。基于miDER的多重检测可为体液中痕量EV-lncRNA的多指标联合检测提供新的解决方案，并证明EV-lncRNAs作为肺肿瘤活检的生物标志物的用途。
PS：来自国科大的研究人员发表的最新研究成果。他们开发了通过数字PCR技术的血液细胞外囊泡lncRNA的绝对定量分析技术，并证实这一技术能够用于肿瘤相关生物标志物的检测分析。
4. New insight into isolation, identification techniques and medical applications of exosomes.
对外泌体的分离，鉴定技术和医学应用的新见解。
[J Control Release] IF=7.901 PMID：31325471
摘要：外泌体是由大多数细胞类型产生的纳米囊泡，在细胞 - 细胞通讯中发挥不可替代的作用。它们是细胞外小囊泡，可以输送如DNA，RNA，蛋白质和脂质等生物活性分子。由于外泌体在生理条件和病理条件下具有不同的分泌成分，因此可以作为治疗靶标，作为药物/基因递送载体和作为新的癌症标记物在疾病领域中进行了广泛的研究。尽管近几十年发展很快，但仍有许多障碍需要克服，例如，分离方法不规范，产率低，稳定性差，限制了其医学应用。本文综述了近年来外泌体分离鉴定技术，多样性功能和医学应用的主要进展。
PS：外泌体领域的研究报道呈现快速增长的趋势，同时也有大量的研究者新进入这一领域，因此，关于外泌体的基础性的研究综述还是很有意义的。这篇文章主要介绍了外泌体研究目前常用的分离和鉴定技术，并对目前医学应用和前景进行了阐释。文章比较时候新入行的朋友们。
5. Increased immune activation by pathologic alpha-synuclein in Parkinson's Disease.
帕金森病中病理性α-突触核蛋白增强免疫激活。
[Ann Neurol] IF=9.496 PMID：31343083
摘要：中枢神经系统和外周神经系统的过度炎症可导致神经变性和帕金森病。最近的证据表明帕金森病患者的免疫反应失调，导致对非特异性触发的炎症反应增加。虽然α-突触核蛋白病理学是帕金森病的标志，但尚未研究病理性α-突触核蛋白是否是帕金森病中过度炎症反应的特异性触发因素。我们通过评估暴露后的细胞因子释放来研究原代人单核细胞和小胶质细胞系对α-突触核蛋白的病理形式的免疫应答。我们研究发现病理性α-突触核蛋白（突变，聚集）导致人单核细胞和小胶质细胞BV2细胞的强烈炎症激活。激活是构象依赖性的。我们还发现细胞外α-突触核蛋白激活免疫细胞可能是由细胞外囊泡增强的，可能是通过促进α-突触核蛋白的摄取。来自帕金森病患者的细胞外囊泡比来自健康对照的细胞外囊泡能够诱导更强的单核细胞活化。最重要的是，来自帕金森病患者的单核细胞响应于病理性α-突触核蛋白的刺激而失调和过度活跃。此外，我们证明中枢神经系统中的α-syn病理学足以诱导小鼠模型外周的单核细胞失调。总之，我们的数据表明，帕金森病中的α-突触核蛋白病理学和单核细胞失调可以共同作用以诱导对α-突触核蛋白的过度炎症反应。
PS：帕金森病过程中，炎症反应扮演着非常重要的作用；α-突触核蛋白的突变和积累是帕金森病的重要病理学标志。但是这两者之间的关系研究并不透彻，本文作者阐释了α-突触核蛋白通过外泌体介导帕金森病炎症反应的机制。
6. Melanoma extracellular vesicles generate immunosuppressive myeloid cells by PD-L1 upregulation via TLR4 signaling.
黑色素瘤细胞外囊泡依赖于TLR4信号通过上调PD-L1促进免疫抑制性骨髓细胞的产生。
[Cancer Res] IF=8.378 PMID：31337655
摘要：肿瘤细胞衍生的细胞外囊泡（EV）将正常骨髓细胞转化为髓源性抑制细胞（MDSC），抑制抗肿瘤免疫应答。在这里，我们研究发现来自Ret小鼠黑色素瘤细胞的EV上调程序性细胞死亡配体1（PD-L1）在小鼠未成熟骨髓细胞（IMC）上的表达，导致T细胞活化的抑制。PD-L1表达和EV产生的MDSC的免疫抑制潜力依赖于toll样受体（TLR）的表达。来自Tlr4- / - 小鼠的IMC未能通过Ret-EV处理增加T细胞PD-L1表达和免疫抑制，这种作用依赖于热休克蛋白86，因为HSP86缺陷的Ret细胞不能刺激正常IMC上的PD-L1表达。来自Tlr2 - / - 和Tlr7 - / - 小鼠的IMC显示出相似的结果，尽管程度较小。HSP86缺陷的Ret细胞减慢了体内肿瘤进展，与肿瘤浸润性PD-L1 + CD11b + Gr1 +MDSC的频率降低相关。来自人黑素瘤细胞的EV同样能够上调PD-L1，并依赖于HSP86对正常单核细胞产生免疫抑制。这些研究结果突出了一种新的EV介导的正常骨髓细胞产生MDSC的机制，表明EV靶向肿瘤治疗的重要性。
PS：MDSC是肿瘤细胞微环境中一种具有免疫抑制作用的细胞，这种细胞的分化状态还存在一定的争议。MDSC主要发挥免疫抑制作用，从而促进肿瘤细胞逃避免疫监视，促进肿瘤的进展。这篇文章研究的肿瘤来源的细胞外囊泡在促进MDSC形成过程中的作用。
7. Excessive exosome release is the pathogenic pathway linking a lysosomal deficiency to generalized fibrosis.
过量的外泌体释放是将溶酶体缺乏与广泛纤维化联系起来的致病途径。
[Sci Adv] IF=12.804 PMID：31328155
摘要：溶酶体胞吐作用是一种普遍存在的过程，由神经氨酸酶1（NEU1）负调节，该酶在糖蛋白贮藏病唾液样变性中发生突变。在Neu1 - / - 小鼠中，过量的溶酶体胞吐作用是疾病发病机制的基础。然而，这种失调的途径的组织特异性分子结果仍在研究中。我们报道，在肌肉结缔组织中，Neu1 - / - 成纤维细胞具有肌成纤维细胞的特征，并且有大量外泌体的产生，迁移和胞吐。这些载有活化的转化生长因子-β和WNT/β-连环蛋白信号分子的纳米载体将纤维化信号传播到其他细胞，使组织长期保持在过渡状态。孵育肌成纤维细胞衍生的外泌体能够将正常的成纤维细胞转化为肌成纤维细胞，改变受体细胞的增殖和迁移特性。这些发现揭示了NEU1缺陷下游的外泌体介导的信号传导途径，其传播纤维化疾病并且可能与人类的特发性纤维化形式有关。
PS：文章介绍了外泌体在纤维化疾病中介导的信号。
8. Exosomes regulate neurogenesis and circuit assembly.
外泌体调节神经发生和神经回路组装。
[Proc Natl Acad Sci U S A] IF=9.58 PMID：31320591
摘要：外泌体被认为是由体内所有细胞释放并参与细胞间通讯的小细胞外囊泡。我们测试了神经外泌体是否可以调节神经回路的发育。我们的研究表明外泌体处理增加了P4小鼠脑中齿状回的神经培养和体内发育的增殖。MECP2是神经发育障碍Rett综合征的模型，我们比较了缺乏MECP2的hiPSC衍生神经培养物释放的外泌体的蛋白质和信号传导生物活性。实验表明具有由MECP2同基因型的hiPSC衍生的外泌体能够恢复疾病状态。定量蛋白质组学分析表明，对照外泌体含有多个已知对神经元回路发育很重要的功能信号网络。用对照外泌体处理MECP2敲低的人原代神经培养物拯救了神经元增殖，分化，突触发生和同步激发中的缺陷，而来自MECP2缺陷的hiPSC神经培养物的外泌体缺乏这种能力。这些数据表明外泌体携带调节神经回路发育所需的信号信息。
PS：外泌体在发育过程中的作用报道也比较常见。这篇文章主要研究了外泌体携带调控发育的分子在神经发生和神经回路产生过程中的作用。
9. Exosomes containing HIV protein Nefreorganize lipid rafts potentiating inflammatory response in bystander cells.
含有HIV蛋白Nef的外泌体能够增强“旁观者”细胞的炎症反应。
[PLoS Pathog] IF=6.463 PMID：31344124
摘要：HIV感染对引起代谢合并症的“旁观者”细胞具有深远的影响。这可能是由HIV感染细胞分泌含有病毒因子的外泌体介导的。在这里，我们显示含有HIV-1蛋白Nef（exNef）的外泌体被巨噬细胞迅速吸收，将Nef释放到细胞内部。通过减少小GTP酶Cdc42的活化和降低肌动蛋白聚合，这导致ABCA1的下调，胆固醇流出的减少和脂筏丰度的急剧升高。筏的变化导致TLR4和TREM-1重新定位于脂筏，ERK1 / 2的磷酸化，NLRP3炎性体的激活和促炎细胞因子的分泌增加。exNef对脂筏和炎症的影响通过过表达Cdc42的组成型活性突变体而逆转。在用HIV感染细胞产生或从HIV感染受试者的血浆中分离的外泌体处理的巨噬细胞中观察到类似的效果，但是没有观察到来自感染ΔNef-HIV或未感染受试者的细胞和受试者的外泌体具有类似活性。注射exNef的小鼠表现出单核细胞增多，巨噬细胞中ABCA1减少，单核细胞中筏丰度增加和炎症增加。因此，含有Nef的外泌体通过诱导胆固醇代谢的变化和重组脂筏来增强促炎反应。这些机制可能导致与HIV相关的代谢性合并症。
PS：HIV感染的细胞释放的外泌体会携带有HIV病毒的相关成分，包括病毒颗粒及病毒蛋白等。这篇文章研究了HIV感染细胞来源的外泌体通过携带nef蛋白影响周围的细胞，从而改变代谢状态。
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