【2019-35期】This Week in Extracellular Vesicles
1. Profiling surface proteins on individual exosomes using a proximity bar coding assay.使用邻近条形码测定法分析各个外泌体上的表面蛋白质。 [Nat Commun] IF=11.878 PMID：31451692摘要：外泌体已涉及许多生物过程，并且它们可以作为重要的疾病标记物。外泌体上的表面蛋白质携带有关其来源组织的信息。由于外泌体的异质性，需要单独研究它们，但迄今为止这仍然是不切实际的。在这里，我们展示了一种接近依赖性条形码测定法，用于使用抗体-DNA偶联物和高通量测序来分析各个外泌体的表面蛋白。我们首先使用人工链霉抗生物素蛋白- 寡核苷酸复合物验证该方法，然后分析来自人体体液或细胞培养基的各个外泌体上的表面蛋白的可变组成。来自不同来源的外泌体的特征是存在特定的表面蛋白组合及其丰富度，这使得外泌体可以在混合样本中单独定量，从而作为组织特异性参与疾病的标记。PS：如何分析单个外泌体的表面蛋白，目前依旧存在一定的困难。这篇文章提出了一种基于抗体和DNA偶联，通过抗体识别表面蛋白再利用高通量测序去分析DNA序列进而推算蛋白组成的方法，这一方法目前已经比较成熟，作者们将其用于了外泌体表面蛋白的检测中。感兴趣的可以看一看，这一方法具有一定的可操作性和通量，但是由于需要对每一种蛋白准备特定的抗体，其工作量和成本要高，而且检测精准度受到抗体的特异性的影响。2. Folate-displaying exosome mediated cytosolic delivery of siRNA avoiding endosome trapping.叶酸阳性外泌体介导的siRNA递送，是通过胞质释放而不经过胞内体。 [J Control Release] IF=7.901 PMID：31446085摘要：叶酸（FA）受体是在许多癌细胞上过表达的细胞表面糖蛋白。它是癌细胞靶向的高亲和力配体。然而，直接通过叶酸受体介导的内吞作用进行基因沉默的siRNA的递送，在细胞培养，动物模型或临床试验中都没有成功的案例报道。我们已经报道了应用RNA纳米技术构建FA展示外泌体，用于有效的细胞靶向，siRNA递送和癌症消退（Pi等，Nature Nanotechnology，2018: 13, 82-89; Li等，Scientific Report，2018：8,14,644）。然而，通过叶酸/外泌体复合物有效治疗行为的潜在机制仍然是难以捉摸的。在这里，我们证明了使用FA阳性外泌体的有效癌症抑制是由于受体介导的siRNA载体的胞质溶胶递送（而没有经过内体捕获），如荧光共定位分析，基因敲低测定和动物肿瘤消退所证实的。预期在细胞溶质siRNA递送中FA展示外泌体的高效力将更新在人癌症治疗中使用FA作为癌症靶向配体的概念和兴趣。PS：细胞外囊泡到达靶细胞后的命运是目前研究很少的。囊泡中的内容物通过什么途径释放，我们对这方面的认识十分匮乏。这篇文章介绍了叶酸阳性的细胞外囊泡携带siRNA到达靶细胞后的命运，研究表明这些siRNA是直接通过胞质释放的，而没有经过胞内体消化处理。3. Extracellular vesicles mediate the horizontal transfer of an active LINE-1 retrotransposon.细胞外囊泡介导活性LINE-1反转录转座子的水平转移。 [J Extracell Vesicles] IF=11 PMID：31448067摘要：长散布元件-1（LINE-1或L1）反转录转座子通过使用RNA中间体的复制 - 粘贴机制复制。然而，关于细胞间反转录转座子RNA的物理传递知之甚少。为了检查由细胞外囊泡（EV）介导的活性人L1反转录转座子的水平转移，用含有用报告基因标记的逆转录转录能力的人L1的表达构建体转染人癌细胞。使用该模型，通过逆转录筛选插入宿主基因组中的报告基因的表达来检测活性逆转录事件。通过差速离心从细胞中分离包括外泌体和微囊泡的EV。在从表达活性L1逆转录转座的细胞分离的EV中检测到L1衍生的报告RNA转录物的富集。在受体细胞中证实了报告RNA的递送，并且在受体细胞的基因组中检测到报告基因。另外，采用qRT-PCR，我们发现宿主编码因子响应于受体细胞中L1衍生的RNA转录物的暴露增加而被激活。我们的结果表明反转录转座子的水平转移可以通过EV递送的RNA中间体而发生，并且可能对基因表达和基因功能的细胞间调节具有重要意义。PS：细胞外囊泡可以传递RNA是目前研究报道比较多的。这篇文章同样研究了细胞外囊泡转移RNA的过程，但是另辟蹊径的选择了逆转录转座子，文章发现逆转录转座子表达的RNA可以通过细胞外囊泡进行传递并在受体细胞中发挥其作用。很有意思的研究，感兴趣的可以读一读。4. Needle-Free Injection of Exosomes Derived from Human Dermal Fibroblast Spheroids Ameliorates Skin Photo aging.从人类真皮成纤维细胞球体衍生的外泌体通过无针注射改善皮肤光老化。 [ACS Nano] IF=13.903 PMID：31449388摘要：人真皮成纤维细胞（HDF）是真皮的主要细胞群，随着衰老逐渐丧失产生胶原蛋白和更新细胞间基质的能力。美国食品和药物管理局批准的自体经皮注射HDF的一个临床应用旨在改善面部轮廓并减缓皮肤老化。然而，所使用的自体HDF根据患者的状态和由于它们在扩张期间经历的许多传代而在质量上变化可能会影响治疗效果。在这项研究中，我们收集并比较了衍生自三维球体（3D HDF-XOs）和HDF单层培养物（2D HDF-XOs）的因子和外泌体。与2D HDF-XO相比，3D HDF-XOs表达显着更高水平的金属蛋白酶-1组织抑制剂（TIMP-1）和差异表达的miRNA货物。接下来，在体外和裸鼠光老化模型中证明了3D HDF-XO在诱导胶原合成和抗衰老中的功效。使用无针注射器来使用外泌体。主要通过肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的下调和转化生长因子β（TGF-β）的上调，3D HDF-XO引起I型前胶原表达增加和MMP-1表达显着降低。此外，3D-HDF-XOs组显示出比骨髓间充质干细胞衍生的外泌体更高水平的真皮胶原沉积。这些结果表明，来自3D培养的HDF球状体的外泌体具有抗皮肤老化特性以及预防和治疗皮肤老化的潜力。PS：文章研究了3D培养模式下真皮成纤维细胞来源的外泌体对皮肤光老化的修复作用。研究发现3D培养系统下得到的外泌体更多，并且相较2D培养具有更好的改善效果。5. Intranasal Delivery of Mesenchymal Stem Cell Derived Exosomes Loaded with Phosphatase and Tensin Homolog siRNA Repairs Complete Spinal Cord Injury.鼻内递送间充质干细胞衍生的外泌体加PTNE siRNA修复完全脊髓损伤。 [ACS Nano] IF=13.903 PMID：31454225摘要：脊髓损伤（SCI）的个体通常患有永久性神经缺陷，而自发恢复和治疗功效有限。在这里，我们证明，当鼻内给予时，来自间充质干细胞（MSC-Exo）的外泌体可以通过血脑屏障并迁移到受损的脊髓区域。此外，载有磷酸酶和张力蛋白同源物（PTEN）的小干扰RNA（ExoPTEN）的MSC-Exo可以在鼻内给药后减弱受损脊髓区域中PTEN的表达。此外，负载的MSC-Exo显着增强轴突生长和新血管形成，同时减少小胶质细胞增生和星形胶质细胞增生。鼻内ExoPTEN治疗还可以部分改善结构和电生理功能，最重要的是，在完全机损损伤的大鼠中显着引起功能恢复。结果意味着鼻内ExoPTEN可用于临床以促进脊髓损伤个体的恢复。PS：文章作者主要研究的外泌体药物递送和靶向能力。作者发现当使用间充质干细胞来源的外泌体进行鼻腔给药时，外泌体可以通过血脑屏障最终抵达脊髓区域。脊髓损伤的大鼠模型中，使用外泌体递送靶向PTEN的siRNA可以改善大鼠预后，甚至恢复部分功能。6. Augmenting canonical Wnt signalling in therapeutically inert cells converts them into therapeutically potent exosome factories.在治疗惰性细胞中增加经典Wnt信号传导，可以将它们转化为治疗上有效的外泌体工厂。 [Nat Biomed Eng] IF=17.135 PMID：31451800摘要：心脏细胞球（Cardiosphere）来源的细胞是具有改善疾病生物活性的治疗候选物，但它们的可变效力使其临床转化变得很复杂。来自人类供体的心肌来源细胞的转录组学分析显示它们的治疗效力与Wnt /β-连环蛋白信号传导和β-连环蛋白蛋白质水平相关。在这里，我们研究表明皮肤成纤维细胞工程化过表达β-连环蛋白和转录因子Gata4可以成为永生细胞，并且具有治疗效力。将工程化成纤维细胞移植到急性心肌梗塞的小鼠模型中能够改善心脏功能和小鼠的存活，并且在Duchenne肌营养不良的mdx小鼠模型中，由工程化成纤维细胞分泌的外泌体改善了运动能力并减少了骨骼肌纤维化。我们还证明来自高效力心肌来源细胞的外泌体表现出增强水平的miR-92a（Wnt /β-连环蛋白途径的已知增效剂），并且它们激活心肌细胞中的心脏保护性骨形态发生蛋白（BMP）信号的传导。我们的研究结果表明，经典Wnt信号传导的调节可以将治疗上惰性的哺乳动物细胞转变为永生外泌体工厂，用于无细胞疗法。PS：文章介绍了通过上调WNT信号通路，可以提升一些本无治疗效应的细胞发生转变。以文章中提到的成纤维细胞为例，在成纤维细胞中上调WNT信号通路后可以将其永生化，并且其释放的外泌体具有心肌保护功能。这一报道提示我们WNT通路可能与外泌体的修复功能具有某种联系，值得继续深究。7. Extracellular miRNAs: From Biomarkers to Mediators of Physiology and Disease.细胞外miRNA：从生物标志物到生理学和疾病的介质。 [Cell Metab] IF=22.415 PMID：31447320摘要：miRNA可以在血清和其他体液中发现，并且可以作为疾病的生物标志物。更重要的是，分泌的miRNA，尤其是细胞外囊泡（EV）如外泌体中的miRNA，可介导不同组织之间的旁分泌和内分泌通讯，从而调节基因表达和远端细胞的功能。当受损时，这些过程可导致组织功能障碍，衰老和疾病。脂肪组织是循环外泌体miRNA库的特别重要的贡献者。在许多代谢条件下发生的脂肪组织质量或功能的改变可导致循环miRNA的变化，然后循环miRNA会在全身发挥作用。在这里，我们回顾了导致这些结论的研究结果，并讨论了如何为新的研究线路奠定基础，其中细胞外miRNA被认为是细胞间通讯的重要介质和疾病治疗的潜在候选者。PS：循环系统中miRNA的存在是很多年前发现的。近些年细胞外囊泡的研究揭示了这些miRNA在循环系统中的一种存在方式。循环系统中miRNA具有多种多样的功能，这篇综述文章对先前重要的循环系统mIRNA研究进行了回顾。8. Tumor-derived exosomes, myeloid-derived suppressor cells, and tumor microenvironment.肿瘤来源的外泌体，骨髓来源的抑制细胞和肿瘤微环境。 [J Hematol Oncol] IF=8.731 PMID：31438991摘要：在肿瘤进展期间，大量免疫细胞渗入肿瘤微环境（TME），其中髓源性抑制细胞（MDSCs）代表具有免疫抑制活性的未成熟骨髓细胞的异质性群体。肿瘤细胞和基质细胞通过细胞间通讯促进TME中MDSCs的活化和扩增，扩增的MDSCs通过直接和间接机制抑制抗肿瘤免疫应答。外泌体是一种可以传递功能成分的细胞外囊泡（EV），它被证明参与了细胞之间的局部和远端细胞间通讯。大量研究认为，肿瘤来源的外泌体（TEXs），其组装和释放可以通过TME调节，能够调节MDSC的细胞生物学，包括促进其活化，促进扩增和增强免疫抑制功能。因此，在本综述中，我们主要关注TEXs在肿瘤细胞和MDSC之间的细胞- 细胞通讯中的作用，并讨论它们的临床应用。PS：肿瘤免疫抑制微环境是目前的研究热点之一，MDSCs在免疫抑制微环境中发挥了重要作用。肿瘤来源的外泌体在MDSCs的产生过程中发挥了诸多作用，两个热点的碰撞总能产生不少好的文章报道。这篇综述汇总了这一领域的研究进展。9. Tumor exosome-based nanoparticles are efficient drug carriers for chemotherapy.基于肿瘤外泌体的纳米颗粒是用于化疗的有效药物载体。 [Nat Commun] IF=11.878 PMID：31444335摘要：在不损失蛋白质完整性的情况下开发仿生纳米颗粒仍然是癌症化学疗法中的主要挑战。在这里，我们开发了一种生物相容性肿瘤细胞 - 胞吐外泌体 - 仿生多孔硅纳米粒子（PSiNPs）作为靶向癌症化疗的药物载体。通过来自肿瘤细胞内吞过程的载有DOX-PSiNP胞吐作用产生的外泌体包裹多柔比星PSiNP（DOX @ E-PSiNPs）在静脉内施用后表现出增强的肿瘤积聚，血管外渗和深入肿瘤实质的渗透。此外，DOX @ E-PSiNPs，无论其来源如何，在大量癌细胞和癌症干细胞（CSC）中都具有显着的细胞摄取和细胞毒性。这些特性赋予DOX @ E-PSiNP在具有CSC特征的总肿瘤细胞和侧群细胞中的大体内富集，导致皮下，原位和转移性肿瘤模型中的抗癌活性和CSC减少。这些结果提供了使用从肿瘤细胞中释放的外泌体 - 仿生纳米颗粒作为有效癌症化学疗法的有希望的药物载体的概念验证。PS：文章介绍了优化的使用外泌体递送化疗药物的策略。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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