【2018-36期】This Week in Extracellular Vesicles

2018 年 9 月 9 日 外泌体之家

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本周hzangs在最新文献中选取了7 篇分享给大家。第1篇文章是发表在新英格兰医学杂志上的有关细胞外囊泡的综述文章，如此重量级的杂志刊发细胞外囊泡相关的综述也表明了细胞外囊泡已经开始引起了广泛的注意；第2篇文章介绍了miR-21在结直肠癌肝转移过程中的作用，揭示了miR-21通过激活toll样受体7来改变巨噬细胞的极化状态从而影响转移；第3篇文章介绍了一种细胞外囊泡的标记方法；第5篇文章介绍了一种利用声学捕获原理开发的细胞外囊泡分离方法，并且发现运动后人体血浆细胞外囊泡存在40多个蛋白的含量变化。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. Circulating Extracellular Vesicles in Human Disease.

循环细胞外囊泡在人类疾病中的作用。

[N Engl J Med] IF=79.258 PMID：30184457

摘要：众所周知，细胞在细胞死亡或凋亡过程中将充满液体的囊（囊泡）释放到细胞外环境中，研究者们近些年发现健康细胞也可在正常功能的过程中释放囊泡。由健康细胞释放的囊泡具有多种名称（例如，外泌泡，微粒，微囊泡，外泌体和癌症囊泡），术语“细胞外囊泡”通常来称呼分泌囊泡。细胞外囊泡含有细胞衍生的生物分子（例如，RNA，蛋白质和代谢物）并可以进入循环系统中。细胞外囊泡涉及细胞间分子的运输，因此对生理功能有影响，并可以作为疾病的生物标志物。然而，目前在细胞外囊泡研究中还存在很多局限性 -（包括分析循环中低浓度细胞外囊泡，确定其原始组织来源，以及确定哪种分子货物最相关）限制了研究细胞外囊泡在体内作用的热度。本文的目的是提供细胞外囊泡的简要介绍，特别关注转化和临床研究，以突出显示在人类疾病中潜在作用的新证据。鉴于该领域的工作激增，很难涵盖细胞外囊泡可能在功能上相关的疾病的广度。因此，读者可以参考该领域中不断扩展的文献以获得更多细节。

PS：新英格兰医学杂志大家都听说过吧。在临床医学和转化医学领域有着什么样的影响力就不用多说了。当一个非常强悍的杂志对一个新兴领域做综述的时候，也就证明了这个领域正在走向成熟。相信未来细胞外囊泡的研究和应用会越来越多。综述一篇大家接住！

2. Colorectal Cancer-derived Small Extracellular Vesicles Establish an Inflammatory Pre-metastatic Niche in Liver Metastasis.

结肠直肠癌衍生的小细胞外囊泡在肝转移中建立炎症性转移前生态位。

[Carcinogenesis] IF=5.072 PMID：30184100

摘要：超过一半的结直肠癌（CRC）患者会发生肝转移并且预后不良。影响肝转移的因素很研究很少，而这些相关知识对改善患者预后有十分重要的意义。我们现在已经发现，源自CRC的小的细胞外囊泡（sEV，外泌体）可以特异性靶向肝组织并诱导肝巨噬细胞向分泌白细胞介素-6（IL-6）促炎表型极化。更重要的是，我们发现microRNA-21-5p（miR-21）在CRC衍生的sEV中高度富集，并且对于产生肝脏促炎表型和CRC的肝转移是必需的。沉默CRC-sEV中的miR-21或巨噬细胞中的Toll样受体7（TLR7）可以消除CRC-sEV对促炎性巨噬细胞的诱导。此外，血浆来源的sEVs中miR-21的表达与CRC患者的肝转移呈正相关。总之，我们的数据证明了CRC-sEV通过miR-21-TLR7-IL6轴诱导炎性转移前生态位来促进肝转移的关键作用。因此，sEVs-miR-21可能是肝转移的CRC患者的潜在预后标志物和治疗靶标。

PS：外泌体能够携带miRNA改变靶细胞的功能状态。大部分的研究都是通过miRNA靶向一个靶基因来降低靶基因的表达从而影响细胞功能。这篇研究报道介绍了外泌体miRNA的其他功能。文章发现miRNA可以通过激活toll样受体来发挥功能。感兴趣的朋友可以读读。

3. In Vivo Tracking of Multiple Tumour Exosomes Labeledby Phospholipid-Based Bioorthogonal Conjugation.

基于磷脂共轭标记的肿瘤来源外泌体体内追踪。

[Anal Chem] IF=6.042 PMID：30178994

摘要：外泌体是细胞分泌的纳米级膜囊泡，其在许多病理生理过程中起关键作用。外泌体的临床价值正在被深入挖掘中，但由于缺乏有效的标记技术，目前关于其体内特性的知识还非常有限。在这里，我们报告了基于磷脂的正交标记策略，以赋予外泌体光学探针而不影响其天然生物学功能。我们研究了单个小鼠中多个肿瘤外泌体的体内动态生物分布和靶器官摄取。结果表明衍生自不同细胞系的外泌体显示出特异性的靶器官摄取。这种基于磷脂的标记策略开辟了一种新的途径，这一方法可直接观察和监测外泌体在活体系统中的运输，并为探索外泌体相关的生物学事件（如癌症转移）提供了巨大的希望。

PS：外泌体的常用标记方法目前主要是亲脂染料标记和外泌体膜蛋白融合标记。亲脂染料使用简单，但是存在非常强的假阳性，甚至在一些特定的样本中假阳性完全遮盖掉真实情况，而外泌体膜蛋白融合标记特异性比较好，但是技术流程复杂，试验周期长，如果追踪內源细胞释放的外泌体则更加复杂和困难。方便且特异性高的标记方法亟待开发，这篇文章提供了一种尝试，感兴趣的可以读一读。

4. Shedding of bevacizumab in tumour cells-derived extracellular vesicles as a new therapeutic escape mechanism in glioblastoma.

贝伐单抗被肿瘤细胞衍生的细胞外囊泡排外作为胶质母细胞瘤中新的治疗逃避机制。

[Mol Cancer] IF=7.776 PMID：30169850

摘要：胶质母细胞瘤（GBM）是最具侵袭性的原发性脑肿瘤。目前科研人员已经开发了抗血管生成疗法（AAT），例如贝伐单抗，以靶向肿瘤血液供应。然而，GBM出现了逃避AAT活动的机制，包括推测AAT对GBM细胞的直接影响。此外，贝伐单抗可以改变GBM细胞与其直接微环境的细胞间通讯。最近已将细胞外囊泡（EV）描述为GBM微环境中的主要作用，允许肿瘤和基质细胞交换遗传和蛋白质组学材料。在本文中，我们检查并描述了贝伐单抗治疗后GBM细胞产生的EV的改变。我们发现能够中和GBM细胞衍生的VEGF-A的贝伐单抗被GBM细胞直接捕获并最终出现在相应EV的表面。我们还将早期胞内体鉴定为GBM细胞对贝伐单抗内化所涉及的潜在途径。通过MS分析，我们观察到用贝伐单抗治疗诱导EV蛋白质组学含量的变化，其与肿瘤进展和治疗抗性相关。因此，抑制GBM细胞来源EV的释放是改善贝伐单抗抗肿瘤效果的潜在方法。总之，这些数据表明GBM逃避贝伐单抗活性的潜在新机制。

PS：抗体类药物治疗肿瘤是目前比较热门的治疗策略，文章介绍了通过bevacizumab来中和GBM产生的血管生成因子过程中会出现GBM细胞捕获并通过细胞外囊泡排出抗体的现象。揭示了一种新的GBM对但单抗类药物的耐受机制。

5. Effect of exercise on the plasma vesicular proteome: amethodological study comparing acoustic trapping and centrifugation.

运动对血浆囊泡蛋白质组的影响：比较声学捕获和离心的方法学研究。

[Lab Chip] IF=5.995 PMID：30178811

摘要：细胞外囊泡（EV）是源自多种细胞类型释放的多种类型囊泡的总称。这些EV及其在人血浆中的蛋白质组的表征为临床诊断提供了一种新方法，它们能够反映生理和病理状态。然而，EV的分离纯化在技术上具有挑战性，目前的方法具有若干缺点——需要大量样品，并导致样品损失和EV完整度下降。在这里，我们尝试使用基于微尺度声波驻波技术替代传统方法。改进的声共振器耦合使EV回收率从早期报告中的30％增加到80％，在不同日期的实验之间也显示出长期稳定性。我们报告了一项试点研究，其中20名受试者接受了体育锻炼。在锻炼前和锻炼后1小时获得血浆样品。将声学捕获与标准高速离心方案进行比较，并通过流式细胞术（FCM）验证该方法。为了监测装置的稳定性，将来自志愿者的混合冷冻血浆用作内部对照。 FCM分析的一个重要发现是运动后1小时CD62E +（E-选择素）EV的降低，这两种方法都是一致的。此外，我们报告了分析体育锻炼前后差异EV蛋白表达的第一个数据。基于Olink的蛋白质组学分析显示EV组分中54种显着改变的蛋白质响应体育锻炼，而无EV血浆蛋白质组仅显示四种差异调节的蛋白质，因此强调了这些囊泡在细胞通讯中的重要作用，以及它们作为血浆衍生的生物标志物的潜力。我们得出结论，声捕获提供了一种快速有效的方法，可与高速离心方案相媲美。此外，它具有使用较小样品体积（12.5μL）和快速无接触分离以及更高产量的优点，因此可为未来基于临床EV的诊断提供解决方案。

PS：可应用于临床的细胞外囊泡分离方法是目前亟待开发的，高通量的微流控系统是一个十分诱人的研发方向。这篇文章则介绍了基于声学捕获方法的细胞外囊泡分离方法。声波捕获在过去的总结中也曾出现过几次，相信基于声波捕获的为流控方法会是一个有前景的细胞外囊泡临床分离应用的解决方案。

6. Muskelin Coordinates PrPC Lysosome versus Exosome Targeting and Impacts Prion Disease Progression.

Muskelin协调PrPC溶酶体与外泌体靶向和影响朊病毒疾病进展。

[Neuron] IF=14.318 PMID：30174115

摘要：细胞朊蛋白（PrPC）调节脑中的细胞粘附和信号传导。转变为其感染性同种型蛋白会导致神经变性，引起包括人类Creutzfeldt-Jakob病在内的疾病。 PrPC通过外泌体经历快速质膜转换和细胞外释放。然而，PrPC的细胞内转运及其对朊病毒疾病进展的潜在影响几乎不了解。在这里，我们确定PrPC贩运的关键组成部分，它链接了细胞内和细胞外PrPC周转。 PrPC与运输囊泡中的muskelin，动力蛋白和KIF5C相关。值得注意的是，muskelin协调双向PrPC转运并促进溶酶体降解而非外泌体PrPC释放。 Muskelin基因敲除因此导致PrPC在神经元表面和分泌的外泌体上积累。此外，在将致病性朊病毒注射到muskelin敲除小鼠中后，朊病毒病发作加速。我们的数据确定了PrPC的基本检查点。提出了神经元细胞内溶酶体靶向和细胞外外泌体运输之间的新型联系，并且这一过程与神经退行性疾病的发病机制有关。

PS：PrPc是朊蛋白的前体蛋白，其构象转变会成为朊蛋白，造成神经变性疾病。其在细胞间的传播途径目前还有待完善，这篇文章介绍了Muskelin在介导PrPc进入溶酶体或外泌体过程中的作用。细胞外囊泡的内容物分选是目前研究报道比较少的，这篇文章介绍了其中一种分选机制。

7. Characterization of heat shock protein 27 inextracellular vesicles: a potential anti-inflammatory therapy.

细胞外囊泡中热休克蛋白27的功能：潜在的抗炎疗法。

[FASEB J ] IF=5.595 PMID：30188755

摘要：之前，我们报道血清热休克蛋白27（HSP27）水平升高可预测患心脏病，中风或心血管疾病死亡的风险较低。此外，增加HSP27（或鼠直系同源物，HSP25）减弱了实验性动脉粥样硬化，减少炎症和降低胆固醇水平。最近，我们注意到HSP27通过TLR-4激活NF-κB，导致斑块炎症减弱;然而，细胞外HSP27介导的精确抗动脉粥样硬化机制尚不完全清楚。我们在这项研究中的目的是调查细胞外囊泡（EVs）中HSP27的存在以及HSP27是否对靶细胞产生了动脉粥样硬化保护作用。在这里，我们提供多种证据证据包括透射电子显微镜（TEM）和免疫金标记，Western印迹，ELISA和荧光激活细胞分选证明HSP27存在于THP-1细胞的EV。使用THP-1和人胚胎肾细胞的研究表明，含有HSP27的外泌体显着刺激NF-κB活化（P <0.001）和释放IL-10（P <0.0001），这些结果表明HSP27可能是重要的外泌体内容物。

PS：文章介绍了外泌体携带的HSP27在降低炎症过程中的作用。如何证明一个蛋白存在于外泌体中，请看这篇文章使用的各种方法。

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