【2017-21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6篇提供中文摘要。第1篇是最近大家讨论比较多的外泌体用于递送siRNA药物，利用CD47减少巨噬细胞对外泌体损耗的paper，值得大家读一读；第3篇是介绍低氧环境和肿瘤进展关系的综述，其中涉及到部分外泌体的内容总结；第4篇是温州医科大学的老师们发表的利用外泌体miRNA诊断非小细胞肺癌的报道；第6篇介绍了利用泛素标签提升特定蛋白进入外泌体的量，用于制备外泌体疫苗的策略性文章。另外6篇也颇具买点。相关文章的原文都在论坛同名贴下，需要的可以到论坛下载。
1. Exosomes facilitate therapeutic targeting of oncogenic KRAS in pancreatic cancer. 外泌体能够改善靶向致癌性KRAS突变治疗胰腺癌的效果。 [Nature ] IF=38.14 PMID：28607485
摘要：GTPase KRAS的突变是胰腺癌的关键驱动因素，但目前靶向突变型KRAS依旧是一个具有挑战性的治疗策略。外泌体是一种所有细胞都会产生的细胞外囊泡，并且天然存在于血液中。在本文中，我们研究显示，与小鼠循环中的脂质体相比，外泌体在血液中的半衰期增长可能是由于外泌体表面CD47介导的对单核细胞和巨噬细胞吞噬作用的抑制。利用工程化手段将来源于正常成纤维细胞样间充质细胞的外泌体携带特异靶向胰腺癌中常见的致癌性Kras G12D的siRNA或shRNA，与脂质体相比，工程化外泌体（称为iExosomes）靶向致癌性KRAS，CD47能够增强其功效。用iExosomes治疗可以在胰腺癌的多种小鼠模型中抑制癌症，并显着增加总生存期。我们的研究结果表明使用iExosomes在肿瘤中直接和特异性靶向致癌KRAS是一个不错的潜在治疗方法。
PS：这是本周最主要的一篇paper了。文章是研究外泌体作为药物载体的可能性，使用的也是目前依旧在研究阶段的siRNA药物。通过靶向突变型KRAS得到了不错的抑制效果。但如果只有这些数据也就没什么意思了，文章的关键点在于他们发现通过外泌体表面的CD47分子可以让外泌体给巨噬细胞一个“别吃我”的信号，从而减少外泌体损耗，提升其在血液中的半衰期，最终提升治疗效果。Hzangs对免疫领域不是很了解，不知道还有没有其他的分子具有 这样的功能，懂的朋友可以关注关注其他分子。
2. S100-A9 protein in exosomes from chronic lymphocytic leukemia cells promotes NF-κB activity during disease progression. 慢性淋巴细胞白血病来源的外泌体携带S100-A9能够促进NF-κB的激活从而促进疾病进展。 [Blood ] IF=11.84 PMID：28596424
摘要：慢性淋巴细胞白血病（CLL）是一种不可治愈的疾病，它是由于B淋巴细胞不受控制的积累造成的，主要原因是细胞增殖与凋亡之间的复杂平衡被打破。癌细胞与局部/远端微环境之间的连续交叉通讯是肿瘤生长所必需的。肿瘤细胞与其微环境之间动态相互作用的主要参与者之一是称为外泌体的纳米级细胞外囊泡结构。新出现的证据表明，随着肿瘤发展到侵袭性表型，外泌体的分泌、组成和功能也会随之改变。在CLL中，目前还没有任何报道探索疾病发展过程中患者血浆中外泌体蛋白质组学的特征变化。我们因此首次报告了无进展性和进展性CLL之间的血浆外泌体的蛋白质组学差异概况，以及这些患者在疾病发作和进展期间的蛋白质组学差异特征。接下来，我们专注于外泌体蛋白质的变化，这些变化仅在疾病进展后的患者中被发现。蛋白质组中改变的蛋白主要是与炎症，氧化应激，NF-κB和Pi3K / AKT通路激活等白血病进展特异性蛋白组分。最后，我们的研究结果表明，在CLL进展期间，S100-A9蛋白作为NFκB途径的激活剂在CLL进展中发挥了主要作用，并且表明白血病克隆可以通过S100-A9表达，NF-κB活化和外泌体释放产生自动激活回路。总而言之，我们的数据提示了CLL中NF-κB活化的新途径，并突出了外泌体作为促进CLL中肿瘤进展的细胞外介质的重要性。
PS：S100-A9是一个比较常见的biomarker蛋白，在本文中作者通过对比CLL有进展和无进展患者外泌体蛋白质组学变化情况，对其蛋白质组学的改变进行了分析。发现 S100-A9在CLL进展过程中通过激活NFκBF发挥了重要的促进作用，算是外泌体领域蛋白质组学方面的又一篇不错的paper，感兴趣的可以读一下。
3. Reprogramming of the Tumor in the Hypoxic Niche: The Emerging Concept and Associated Therapeutic Strategies. 重新理解肿瘤的低氧”龛”结构：新出现的概念和相关的治疗策略。 [Trends Pharmacol Sci] IF=11.84 PMID：28602395
摘要：低氧对肿瘤的各个方面生物学特性都会产生深远的影响。 越来越多的证据揭示了低氧环境对癌症细胞在表观遗传学，表观转录组学，代谢和细胞间通讯等所有重要特性都有影响。 已经有几种药物用来靶向瘤内低氧环境，并进入了临床试验来治疗难治性肿瘤。 然而，临床上直接靶向低氧信号用于控制癌症进展和抗药性方面仍然存在限制。 综合了解低氧对肿瘤及其微环境重塑的分子机制，以及肿瘤细胞如何在低氧条件下适应和发展，将继续成为癌症研究的重点，并为靶向低氧环境用于肿瘤治疗提供新的方向。
PS：低氧微环境是肿瘤进展和转移的重要刺激因素，而已经有报道证明在低氧刺激下的肿瘤细胞可能释放外泌体用于改变自身的行为。这篇综述介绍了低氧环境与肿瘤进展及靶向低氧环境用于治疗肿瘤的最新研究成果。
4. Evaluation of tumor-derived exosomal miRNA as potential diagnostic biomarkers for early stage non-small-cell lung cancer using next-generation sequencing. 评估使用二代测序技术检测肿瘤来源的外泌体miRNA在作为生物标志物诊断早期非小细胞肺癌方面的潜力。 [Clin Cancer Res] IF=9.619 PMID：28606918
摘要：本研究的目的是以肿瘤来源的外泌体作为生物标记物，使用非侵入性方法，在非小细胞肺癌（NSCLC）早期诊断中区分腺癌（AC）和鳞状细胞癌（SCC）。我们使用miRNA-seq对46个I期NSCLC患者血浆中肿瘤来源的外泌体和42个健康个体的外泌体进行miRNA分析，以鉴定和验证腺癌和鳞癌的特异性miRNA。验证组试验选择了60个个体。与健康个体相比，腺癌和鳞癌患者分别有11个和6个miRNA表达明显上调，13个和8个miRNA显著下调。不同的腺癌和鳞癌特异性的外泌体miRNA经过了进一步的验证。与以前研究报道一致，miRNA-seq数据证实了可用于诊断NSCLC和其他癌症的潜在miRNA，如let-7、miR-21、miR-24和miR-486。进一步的数据分析表明，miR-181-5p、miR-30a-3p、miR-30e-3p和miR-361-5p是腺癌特异性表达的，而miR-10b-5p、miR-15b-5p和miR-320b是鳞癌特异性表达的。分别检测NSCLC、腺癌和鳞癌，评估三种组合miRNA组在各方面的诊断准确度，结果表明AUC值为0.899、0.936和0.911。肿瘤来源的外泌体miRNA。这些miRNA在早期NSCLC诊断和高敏感性的非侵入性生物标志物检测方面具有巨大的潜力。
PS：外泌体miRNA是目前研究比较多的领域，该文章是由温州医科大学的老师们近期发表的，文章的重点聚焦在利用外泌体miRNA对不同肺癌亚型进行区分，为非侵入性液体活检精确诊断肺癌提供了思路，研究miRNA生物标志物的朋友可以阅读学习一下。
5. Alveolar macrophage-derived microvesicles mediate acute lung injury. 肺泡巨噬细胞来源的微囊泡介导急性肺损伤。 [Thorax] IF=8.12 PMID：27287089
摘要：微囊泡（MV）包裹有各种生物大分子，是细胞间通讯的重要介质。它们涉及各种炎性疾病的病理生理过程。然而，它们在急性肺损伤（ALI）中的作用仍然未知。我们旨在确定肺泡内血管内皮细胞来源的MVs在ALI中的生物活性和功能作用。我们将脂多糖（LPS）利用通过气管施加到C57BL / 6小鼠肺部，评估支气管肺泡灌洗液（BALF）中的MVs。在LPS后1小时分离BALF MV，评估细胞因子含量并与鼠肺上皮（MLE-12）细胞共孵育。在另外的独立实验中，原代肺泡巨噬细胞衍生的MV与MLE-12细胞共孵育或通过气管滴入小鼠肺部。实验结果表明肺泡巨噬细胞和上皮细胞在LPS刺激下会迅速将MV释放到肺泡中。 1小时后，肺泡内MV的主要来源是肺泡巨噬细胞，这些MV携带大量的肿瘤坏死因子（TNF），但只含有少量的IL-1β/ IL-6。与来自未处理小鼠的肺泡盥洗液的MV相比，这些混合MV与MLE-12细胞的孵育能够诱导上皮细胞间粘附分子-1（ICAM-1）表达和角质细胞衍生的细胞因子释放（p <0.001）。体外实验条件下，LPS引发的肺泡巨噬细胞体外释放的MV同样可以引起由TNF介导的MLE-12 ICAM-1表达增加。当利用MVs刺激小鼠时，这些MV能够诱导BALF嗜中性粒细胞，蛋白质分泌量上升和上皮细胞ICAM-1表达增加（p <0.05）。我们首次证明了在ALI早期阶段从不同肺泡前体细胞中会有连续释放MV，我们的研究结果表明携带生物活性TNF的肺泡巨噬细胞来源的MV可能在起始ALI中起重要作用。
PS：这是一篇介绍肺泡巨噬细胞来源的微囊泡携带的蛋白组分诱导肺损伤的文章，稳重发现LPS刺激肺泡巨噬细胞产生的MV可以引起TNF介导的肺上皮细胞ICAM-1的增加。一篇值得参考的研究微囊泡蛋白的文章。
6. Targeting soluble proteins to exosomes using a ubiquitin tag. 利用泛素标签将可溶性蛋白定位于外泌体中。 [Biotechnol Bioeng] IF=4.24 PMID：26574179
摘要：作为体内的“天然”抗原载体，外泌体是潜在的疫苗载体。许多动物研究表明，含抗原的外泌体可以诱导特异性免疫应答，可以抑制肿瘤进展或各种感染。携带特性抗原的外泌体可以从释放它们的细胞如肿瘤细胞、树突状细胞和巨噬细胞的培养系统中纯化。然而，该策略仅限于天然的外泌体蛋白质，因此外泌体内存在的抗原数量受限。为了开发一种基于外泌体的疫苗，其抗原组成就需要更具灵活性并具有可扩展性。我们开发了一种新方法，其中重组可溶性蛋白质可以包装在外泌体中并从细胞系释放。在本研究中，我们发现当在工业中广泛应用的人类胚胎肾（HEK 293）细胞系中表达分别在C端融合有泛素的EGFP、肿瘤抗原蛋白nHer2、结核分枝杆菌蛋白Ag85B和ESAT6，这些蛋白可以进入外泌体，泛素序列可以作为外泌体定位的有效递送序列。使用逆转录病毒载体产生两个稳定转基因HEK293细胞系，一个单独表达Ag85B-ESAT6融合蛋白，一个在融合蛋白C端携带泛素标签，两种方法构建的细胞系都释放出含有融合蛋白的外泌体，然而，当它们与泛素偶联时，外泌体中Ag85B和ESAT6的浓度增加约10倍。此外，当这些外泌体用于免疫时，外泌体内的融合蛋白的量与肺和脾中的Ag85B-ESAT6特异性INFɣ分泌性T淋巴细胞的数量之间存在直接相关性。这表明含有重组抗原的外泌体可用于引发T细胞应答。总之，我们的数据表明，基于泛素的外泌体蛋白递送策略可以用于产生作为新型疫苗的抗原特异性外泌体。
PS：这是一篇介绍外泌体疫苗策略的paper，文章利用泛素标签提升抗原蛋白在外泌体中的含量，但没有具体解释其机制，感兴趣的朋友可以关注关注。
7. The challenge of cholangiocarcinoma diagnosis: the turning point is in extracellular vesicles? 在胆管癌诊断方面的挑战：细胞外囊泡研究的拐点？ [Hepatology] IF=11.71 PMID：28605030
PS：hepatology杂志上的paper也是经常进入我们周总结的列表的。可以推断，hepatology的编辑还是比较关注外泌体这个领域的，这周hepatology刊登了一篇小综述文章，文章着重总结了外泌体在胆管癌方面的研究进展和面临的挑战，作者最后提出一个观点，认为目前的研究应该不再仅限于寻找相关的生物标志物，同时也应该将注意力开始集中到如何使用这些标志物进行诊断方面。Hzangs只是大致读了读，理解不到位的地方，请各位朋友指正。
8. Placental Vesicles Carry Active Endothelial Nitric Oxide Synthase and Their Activity is Reduced in Preeclampsia. 在先兆子痫中，胎盘来源囊泡携带的内皮一氧化氮合酶活性会下降。 [Hypertension ] IF=6.29 PMID：28607124
PS：这篇文章涉及囊泡中一些酶活性的变化问题，技术方面可参考。
9. Surface LAMP-2 Is an Endocytic Receptor That Diverts Antigen Internalized by Human Dendritic Cells into Highly Immunogenic Exosomes. LAMP-2是将人树突状细胞内化的抗原转移到高度免疫原性的外泌体上的内吞受体。 [J Immunol] IF=4.99 PMID：28607115
PS：这个研究涉及到了外泌体表面识别及被内吞的机制。
10. Acid Sphingomyelinase Inhibition in Stored Erythrocytes Reduces Transfusion-Associated Lung Inflammation. 储备红细胞中的酸性鞘磷脂酶受到抑制能够降低输血相关性肺炎的发生。 [Ann Surg] IF=8.57 PMID：28009749
PS：hzangs不是很了解这个领域，文章涉及到囊泡中的一些酶类活性对特定疾病的影响，相关领域的同行可以关注关注。
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