【2019-49期】This Week in Extracellular Vesicles
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篇文章介绍了肿瘤细胞中核内容物向外泌体转运的研究报道，并对机制进行了一定的阐释；第2篇文章是一篇综述文章，着重探讨了Ago2是否存在于细胞外囊泡中，这对于我们理解外泌体miRNA的作用机制具有重要意义；第3篇文章提出了一种利用适配体将特定的促癌囊泡导向小肠并排除体外的策略；第4篇文章是一个从人体液中分离细菌细胞外囊泡的详细实验方法，这对于细菌来源囊泡的研究具有很好的促进意义。
1. Mechanisms of nuclear content loading to exosomes.
核内容物向外泌体加载的机制。
[Sci Adv] IF=12.804 PMID：31799396
摘要：外泌体的内容物种类繁多，包括蛋白质，小RNA和基因组DNA（gDNA）。 gDNA的存在表明不同的细胞内区室均会参与外泌体内容物的负载，从而导致不同的外泌体亚群。然而，对外泌体（nExo）中的gDNA和其他核内容物的装载仍然知之甚少。在这里，我们确定了癌细胞微核（MN）和nExo形成之间的关系，MN是基因组不稳定的标志。成像流式细胞仪分析显示，来自癌细胞的外泌体中有10％和来自卵巢癌患者的血液和腹水的<1％的外泌体会携带有核内含物。用基因毒性药物治疗可导致体内和体外MN和nExos升高。我们观察到多泡体的前体和外泌体标志物，如四跨膜蛋白，与MN直接相互作用。总的来说，这项工作提供了与nExos相关的新见解，这些见解对癌症生物标志物的发展具有影响。
PS：肿瘤细胞总是有各种各样的“奇技淫巧”。之前一篇CELL文章通过一些个例分析，利用组蛋白H3染色分析认为外泌体中不会携带DNA，而今天介绍的这篇文章则提出了新的观点，通过实验证实了肿瘤细胞来源的部分外泌体中会有DNA的存在。更多的介绍内容请大家关注往期推文：Science子刊揭示细胞核组分进入外泌体的机制
2.Argonautes in extracellular vesicles:artifact or selected cargo?
细胞外小泡中的Argonaute-2（Ago2）：人工假象还是特异性的货物？
[Cancer Res] IF=8.378 PMID：31784424
摘要：Argonaute-2（Ago2）是RNA诱导的沉默复合体（RISC）的关键成分，该复合体介导microRNA对mRNA的下调。据推测，它在细胞外囊泡（EVs）中的存在对于EV携带的miRNA调节受体细胞中基因表达的活性很重要。然而，其究竟是被包裹在细胞外囊泡内，还是仅仅因为目前囊泡分离手段所限，它以污染形式与囊泡共分离。关于这一点，依旧还存在很大的争议。在这篇观点中，我们认为检测细胞外囊泡中Ago2的能力是多种因素的结果，包括细胞来源，对Ago2转运至细胞外囊泡的细胞信号控制，实验条件和检测方法等。
PS：Ago2在miRNA的功能发挥中具有十分重要的作用。有研究认为Ago2可以随miRNA进入细胞外囊泡，而有些研究则否定这一观点。针对这一问题，这篇综述进行了探讨和分析。
3.Eliminating blood oncogenic exosomes into the small intestine with aptamer-functionalized nanoparticles.
用适体功能化的纳米颗粒介导致癌性外泌体进入小肠。
[Nat Commun] IF=11.878 PMID：31792209
摘要：血液中存在致病的生物危害，无法用现代药物治疗。在这里，我们展示了一种经过智能设计的安全生物材料，可以从血液中准确识别，拖曳和倾倒有针对性的生物危害物到小肠中。用EGFR靶向适体（MSN-AP）功能化的带正电的介孔二氧化硅纳米粒子（MSNs）特异性识别并结合血源性带负电荷的致癌性外泌体（A-Exo），并将A-Exo跨肝胆管层和Oddi括约肌牵引到小肠。 MSN-AP专门区分和结合细胞培养物中的以及大鼠和患者血液中的外泌体并形成MSN-AP和A-Exo缀合物（MSN-Exo）。尽管已经证明Kupffer细胞吞噬了某些MSN-Exo，但是它们能够通过内吞作用和胞吐作用机制横穿肝细胞，胆管细胞和内皮单层。血液MSN-AP显着降低了小鼠的循环A-Exo水平，随后增加了肠道A-Exo并减弱了A-Exo诱导的肺转移。这项研究为将血源性威胁生命的生物危害转移至肠道开辟了一条创新途径。
PS：很有意思的一项设计。通过适配体识别并捕获特定的细胞外囊泡，再领用这一适配体将相应的囊泡拖拽到肠道中，最终排出体外。感兴趣的可以关注关注。
4.Analyzing bacterial extracellular vesicles in human body fluids by orthogonal biophysical separation and biochemical characterization.
通过生物物理分离和生化表征分析人体体液中的细菌细胞外囊泡。
[Nat Protoc] IF=11.334 PMID：31776460
摘要：革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌通过不同的形成途径释放各种膜囊泡。细菌细胞外囊泡（BEV）的结构，分子物质和功能的知识主要来自实验室条件下培养的细菌。人体液中的BEV尚未得到充分彻底的研究，这可能是由于将BEV从其基质和宿主衍生的真核细胞外囊泡（EEV）（如外泌体和微囊泡）中分离的方法学挑战。在这里，我们介绍了从人体液中分离和表征BEV的分步过程。 BEV通过超滤，尺寸排阻色谱（SEC）和密度梯度离心进行分离。大小可将BEV与粪便中的细菌，鞭毛和细胞碎片区分开；同时区分血液中的血细胞，高密度脂蛋白（HDL）和可溶性蛋白。密度将BEV与粪便中的纤维，蛋白质聚集体和EEV分开；同时区分血液中的低密度脂蛋白（LDL），超低密度脂蛋白（VLDL），乳糜微粒，蛋白聚集物和EEV。该程序无标签，可保持BEV的完整性，并通过使用自动液体处理器来确保可重复性。分离后的BEV使用正交生化内毒素和基于Toll样受体的报道分子检测结合蛋白质组学，电子显微镜和纳米颗粒跟踪分析（NTA）进行表征，以评估BEV的质量，丰度，结构和分子货物。 BEV与体液的分离和表征可在72 h内完成，与EEV分析兼容，并且具有基础分子生物学和细胞外囊泡分析经验的研究人员可以轻松采用。我们预计，该实验方法将扩大我们对BEV在人体体液中的生物学异质性，分子负载和功能的了解，并指导实验室研究工具和临床诊断试剂盒的开发。
PS：细菌来源的细胞外囊泡目前研究较少，主要研究来自于体外培养的菌体的细胞外囊泡。这篇文章介绍了一种从人体体液中分离病原菌来源的细胞外囊泡的详细方法策略，这对于我们更好的从事细菌来源的细胞外囊泡研究提供了很好的基础。
5.Extracellular vesicles of carcinoma-associated fibroblasts creates a pre-metastatic niche in the lung through activating fibroblasts.
肿瘤相关成纤维细胞的细胞外囊泡通过激活成纤维细胞在肺中产生促转移生态位。
[Mol Cancer] IF=10.679 PMID：31796058
摘要：已知肿瘤相关成纤维细胞（CAF）通过修饰原发性肿瘤微环境来促进癌症进展。我们旨在阐明涎腺腺样囊性癌（SACC）转移中CAF与次要器官之间的细胞间通讯。使用CAF和SACC细胞的细胞外囊泡（EV）建立SACC的转移前和转移动物模型。用细胞外囊泡处理肺成纤维细胞（LFs），并通过RNA测序鉴定其转录组改变。进行ITRAQ分析细胞外囊泡的内容物。 TC I-15用于抑制LF吸收EV和体内SACC肺转移。在这里，我们表明，CAF EVs在小鼠中诱导了肺转移前的生态位形成，因此增加了SACC肺转移。 CAF细胞外囊泡诱发的促转移生态位不同于SACC细胞外囊泡诱发的转移前生态位。 CAF EV具有强大的基质重塑能力，骨膜素是CAF EV诱导的转移前生态位的潜在生物标记。我们发现，由CAF细胞外囊泡促进的肺成纤维细胞活化是转移前生态位形成的关键事件。整联蛋白α2β1介导肺成纤维细胞摄取CAF EV，并被TC I-15阻断，从而阻止了肺转移前的生态位形成和随后的转移。携带异种移植物且肺转移风险高的小鼠血浆EV整合素β1明显上调。我们证明了CAF细胞外囊泡参与了肺转移前的生态位形成。血浆EV整合素β1可能是早期预测SACC转移的有前途的生物标志物。针对肿瘤和基质细胞的综合策略对于预防SACC转移是必要的。
PS：肿瘤相关成纤维细胞对肿瘤的促进作用是目前有不少文章报道的，这篇文章则主要关注到了肿瘤相关成纤维细胞来源的细胞外囊泡，并证实其能够促进肿瘤细胞的转移。
6.Plant defensin PvD1 modulates the membrane composition of breast tumour-derived exosomes.
植物防御素PvD1调节乳腺肿瘤衍生的外泌体的膜成分。
[Nanoscale] IF=6.97 PMID：31793603
摘要：肿瘤治疗失败的最重要原因之一是对治疗的抵抗力的发展。癌细胞可以发展出在细胞之间相互串扰以及它们与肿瘤微环境（TME）相互作用期间对抗肿瘤药物失去敏感性的能力。细胞间的通信调节了疾病发展和进展必不可少的一系列相互依赖的事件，并且可以通过多种信号通路来介导。外泌体介导的交流是调节这些事件的途径之一。肿瘤来源的外泌体（TDE）被认为具有调节TMEs并参与多药耐药机制的能力。在这项工作中，我们研究了来自普通豆类的天然防御素PvD1对乳腺癌MCF-7细胞形成外泌体的作用，主要是其对CD63和CD9四跨膜素水平的调节作用。此外，我们通过生物物理和成像技术跟踪了PvD1与选定组成的生物膜和模型膜的相互作用。总体而言，结果表明PvD1对MCF-7衍生的外泌体具有双重作用：该肽减弱了细胞内CD63和CD9向外泌体的募集，并在细胞外环境中与成熟的外泌体结合。这项工作揭示了潜在的营养药物PvD1的外来体介导的抗癌作用。
PS：文章作者们发现了一种可以影响肿瘤细胞外泌体释放并于已释放的外泌体发生结合的成分——PvD1。这一成分的发现有利于我们开发相应的临床应用产品用于肿瘤治疗。
7.Lipotoxic Hepatocyte-Derived Exosomal miR-192-5p Activates Macrophages via Rictor/Akt/FoxO1 Signaling in NAFLD.
脂毒性肝细胞衍生的外泌体miR-192-5p通过NAFLD中的Rictor / Akt / FoxO1信号激活巨噬细胞。
[Hepatology] IF=14.971 PMID：31782176
摘要：肝巨噬细胞可被许多因素激活，例如肠道来源的细菌成分和从受损肝细胞释放的因素。巨噬细胞偏向促炎表型（M1）代表非酒精性脂肪肝疾病（NAFLD）疾病进展中的重要事件。但是，潜在的分子机制仍然不完全了解。外泌体已经通过转移各种生物成分（如microRNA，蛋白质和脂质）被确定为细胞间通讯的重要介体。外泌体对肝细胞和巨噬细胞之间信号扰动在NAFLD疾病进展中的作用尚待探索。在本研究中，我们报道了脂毒性损伤诱导的富含miR-192-5p的肝细胞外泌体的释放在激活M1巨噬细胞和肝脏炎症中起关键作用。 NAFLD患者的血清miR-192-5p水平与肝炎性活动评分和疾病进展呈正相关。同样，在高脂高胆固醇饮食（HFHCD）喂养的大鼠模型中，血清miR-192-5p水平和M1巨噬细胞数量以及肝促炎介质的表达水平与疾病进展相关。脂毒性肝细胞释放出比对照组更多的富含miR-192-5p的外泌体，从而诱导M1巨噬细胞（CD11b + CD86 +）活化并增加iNOS，IL-6和TNF-α的表达。此外，源自肝细胞的外泌体miR-192-5p抑制了雷帕霉素哺乳动物靶点（Rictor）对雷帕霉素不敏感伴侣的蛋白质表达，从而进一步抑制了Akt和叉头盒转录因子O1（FoxO1）的磷酸化水平，并导致FoxO1的激活和随后的炎症反应的诱导。综合上述结果，我们认为肝细胞源性外泌体miR-192-5p通过调节Rictor / Akt / FoxO1信号传导在促炎性巨噬细胞活化和NAFLD疾病进展中起关键作用。血清外泌体miR-192-5p代表了非酒精性脂肪性肝炎的潜在非侵入性生物标志物和治疗靶标。
PS：经典的外泌体miRNA研究报道，文章主要研究了肝细胞来源的miR-192-5p通过外泌体传递到巨噬细胞，并影响巨噬细胞功能。研究思路清晰且实验完善，感兴趣的朋友可以学习一下。
8.Ginseng-derived nanoparticles alter macrophage polarization to inhibit melanoma growth.
人参来源的纳米粒子改变巨噬细胞极化，以抑制黑色素瘤的生长。
[J Immunother Cancer] IF=8.676 PMID：31775862
摘要：尚不清楚植物来源的细胞外囊泡（EVs）是否可以介导与哺乳动物细胞的种间通讯。肿瘤相关的巨噬细胞（TAM）在杀肿瘤的M1表型和支持肿瘤的M2表型之间显示出连续的不同极化状态，其中较低的M1 / M2比值与肿瘤的生长，血管生成和侵袭相关。我们研究了人参来源细胞外囊泡是否可以在体外和体内改变M2样极化以促进癌症免疫治疗。从人参中分离并表征了一种新型的EV样人参衍生纳米颗粒（GDNP）。使用GDNPs作为改变M2极化巨噬细胞的免疫增强剂，我们分析了用GDNPs处理的巨噬细胞的相关表面标志物，基因和细胞因子。用GDNPs治疗携带B16F10黑色素瘤的小鼠。评估肿瘤生长，并通过FACS和IF评估TAM群体。 GDNPs显着促进M2极化到M1表型并促进产生活性氧，导致小鼠黑素瘤细胞凋亡增加。发现GDNP诱导的M1极化取决于Toll样受体（TLR）-4和髓样分化抗原88（MyD88）介导的信号传导。此外，神经酰胺脂质和GDNPs蛋白可能通过TLR4激活在巨噬细胞极化中起重要作用。我们发现，GDNPs治疗可显着抑制荷瘤小鼠中黑色素瘤的生长，并在肿瘤组织中检测到M1巨噬细胞的存在增加。 GDNPs可以在体外和体内改变M2极化，这有助于抗肿瘤反应。 GDNPs诱导巨噬细胞的极化很大程度上取决于TLR4和MyD88信号。 GDNPs作为免疫调节剂参与哺乳动物的免疫反应，并可能代表癌症免疫疗法中的一类新的纳米药物。
PS：文章介绍了从传统中医药物——人参中提取的一种类似于细胞外囊泡的纳米颗粒。并且证实这种纳米颗粒可以通过改变巨噬细胞的计划来抑制黑色素瘤的生长。中医药领域的朋友可以读读，学习一下研究思路和研究技术。
9.Electrochemical immunosensing of nanovesicles as biomarkers for breast cancer.
纳米囊泡的电化学免疫传感作为乳腺癌的生物标志物检测策略。[Biosens Bioelectron] IF=9.518 PMID：31786017
PS：文章介绍了一种使用免疫识别结合电化学的策略检测肿瘤来源细胞外囊泡的方法。
10.Oscillatory Viscoelastic Microfluidicsfor Efficient Focusing and Separation of Nanoscale Species.
振荡粘弹性微流控技术，用于高效聚焦和分离纳米结构。
[ACS Nano] IF=13.903 PMID：31794192
PS：文章介绍了一种利用优化的微流控技术进行纳米结构成分分离的技术策略，这一技术可以用于细胞外囊泡。感兴趣的朋友可以关注一下。
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