【2019-09期】This Week in Extracellular Vesicles

2019 年 3 月 1 日 外泌体之家

本周hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家，其中9篇提供中文摘要。第1篇文章是发表在science上的综述，介绍了细胞外囊泡对于寄生虫存活的作用；第2篇文章介绍了一种细胞外囊泡分选和单细胞外囊泡分析的新方法；第3篇文章是发表在JEV的评述，简述了目前使用亲脂性染料检测细胞对细胞外囊泡摄取过程实验相关设计中的缺陷；第4篇文章介绍了细胞外囊泡脂质组学研究的发现，证明不同来源的细胞外囊泡脂质组成存在差异，并且其脂质组成受母细胞的影响；第5篇介绍了使用细胞外囊泡作为递送载体促使白血病细胞携带特定抗原用于免疫治疗；第8篇文章介绍了人工制作“外泌体”用于治疗的尝试。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. Extracellular vesicles in parasite survival.

细胞外囊泡在寄生虫存活中的作用。

[Science] IF=41.058 PMID：30792291

PS：Science发表的短综述，介绍了细胞外囊泡在寄生虫的生活史中的作用。更多内容请关注往期推文：Science：寄生虫的细胞外囊泡

2. λ-DNA and Aptamer Mediated Sorting and Analysis of Extracellular Vesicles.

λ-DNA和适体介导的细胞外囊泡分选和分析。

[J Am Chem Soc] IF=14.357 PMID：30789261

摘要：细胞外囊泡（EV）与多种病理过程密切相关。由于它们的小尺寸，不同的生物发生和异质的标记物表达，单个EV亚群的分离和检测是困难的。在这里，我们开发了一种λ-DNA和适体介导的方法，允许同时对EV进行大小选择性分离和单个EV的表面蛋白分析。我们使用机器学习算法基于它们的大小和标记表达来评估EV特征，我们证明了分离的微囊泡在区分乳腺细胞系方面比外泌体和凋亡小体更有效，并且II期乳腺癌患者具有不同的HER2免疫组织化学表达。我们的方法提供了一个重要的工具来评估单一EV水平的EV异质性，具有临床诊断的潜在价值。

PS：这是有北京纳米所的研究人员开发的最新技术。该技术可以依据细胞外囊泡的大小对细胞外囊泡进行分选并可以进行单个细胞外囊泡表面蛋白的分析，这一技术的开发对于我们更为深入的了解细胞外囊泡的异质性具有十分重要的推动作用。

3. Pitfalls associated with lipophilic fluorophore staining of extracellular vesicles for uptake studies.

使用亲脂性荧光集团染料标记细胞外囊泡用于摄取相关研究中的技术缺陷讨论。

[J Extracell Vesicles] PMID：30815239

PS：如题，目前我们分离的细胞外囊泡中普遍都会存在脂质污染物，这些污染物都会结合亲脂性荧光染料从而影响我们对摄取过程的判断。这篇评述对这一操作中的缺陷进行了汇总讨论，之前JEV也有一篇文章介绍过相关的问题。更多内容请关注往期推文：【2017-44期】This Week in Extracellular Vesicles 中的第二条。

4. Differences in the metabolite composition and mechanical properties of extracellular vesicles secreted by hepatic cellular models.

肝细胞分泌的细胞外囊泡的代谢物组成和力学性质的差异。

[J Extracell Vesicles] PMID：30788084

摘要：肝脏构成了生物体中主要的代谢工厂，并参与许多血液循环分子的合成，分泌和清除。以前，我们已经表征了由两种肝细胞模型，小鼠肝细胞祖细胞系（MLP29）和原代大鼠肝细胞（RH）分泌的细胞外囊泡（EV）的蛋白质和RNA。在这里，我们通过对这两种细胞模型及其各自分泌的EV进行UHPLC-MS代谢组学分析来研究这些囊泡的代谢组学特征。通过主成分分析对数据进行检查，可以清楚地区分细胞和EV的代谢特征，以及两种细胞模型的代谢特征。相关数据支持EV的脂质组成主要由亲本细胞组成决定的理论。源自MLP29和RH的EV在它们的神经酰胺，甘油磷脂，鞘磷脂和甘油三酯的百分比组成中显示出负相关。EV富含的代谢物也根据细胞模型而不同。 MLP29分泌的EV富含与RHs分泌的EV不同种类的鞘磷脂和神经酰胺。通过使用原子力显微镜分析纳米压痕的方法，我们进一步研究脂质组成的差异是否也伴随着机械行为的差异。为了比较源自MLP29细胞系和RH原代细胞的EV的刚度和脆性，在单个囊泡的中心进行FZ曲线，并且在它们的力 - 压痕曲线中发现的差异表明RHs EV更柔软，对力学作用的抵抗力更小。因此，我们可以得出结论，来自不同来源的EV携带与其亲本细胞组成相关的特征性脂质组成，并且表现出不同的力学性质。

PS：目前大量的研究集中于研究细胞外囊泡携带的RNA和蛋白质，但是脂质组学的研究报道十分少见。这篇发表在JEV上的文章介绍了不同来源细胞外囊泡的脂质组学分析结果，显示不同来源的细胞外囊泡的脂质组成与其母细胞相似。另外，不同来源的细胞外囊泡其脂质组成也存在一定的差异。

5. Engineering extracellular vesicles as novel treatment options: exploiting herpesviral immunity in CLL.

工程细胞外囊泡作为新的治疗选择：开发疱疹病毒免疫原性的CLL免疫治疗策略。

[J Extracell Vesicles] PMID：30788083

摘要：细胞外囊泡是细胞间通讯的重要介质。有趣的是，EVs可以被设计，并因此被用于功能蛋白的靶向转移。因此，工程细胞外囊泡可能成为开发新的治疗干预手段的极具吸引力的工具，如癌症免疫疗法、疫苗接种或靶向药物递送等。在此，我们描述了一种新的实验性免疫治疗方法来辅助治疗慢性淋巴细胞白血病(CLL)，该方法基于工程细胞外囊泡携带Epstein-Barr病毒(EBV)的主要糖蛋白gp350、免疫辅助分子CD40L和人巨细胞病毒(CMV)的免疫显性抗原pp65。我们证明这些工程细胞外囊泡与CLL患者的恶性B细胞特异性相互作用，使这些细胞具有异体和自体的EBV和cmv特异性CD4+和CD8+ T细胞免疫原性。总的来说，采用工程化细胞外囊泡将CLL患者的强疱疹病毒免疫重新靶向恶性细胞，是一种很有吸引力的辅助治疗仍无法治愈疾病的策略。

PS：文章介绍了一种工程化改造的细胞外囊泡。利用细胞外囊泡将病毒抗原递送到白血病细胞上，然后再利用免疫细胞杀伤肿瘤细胞。一个非常有想法的策略。

6. Extracellular vesicles derived from cancer-associated fibroblasts induce the migration and invasion of oral squamous cell carcinoma.

源自癌症相关成纤维细胞的细胞外囊泡诱导口腔鳞状细胞癌的迁移和侵袭。

[J Extracell Vesicles] PMID：30788085

摘要：作为肿瘤微环境（TME）中最丰富的成分之一，癌症相关成纤维细胞（CAF）在肿瘤进展和转移过程中显示出关键作用。 CAF产生多类分子，包括生长因子，细胞因子，蛋白酶和细胞外基质蛋白，作为基质 - 肿瘤相互作用的介质。这种通讯的主要通道之一与细胞外囊泡（EV）有关，细胞外囊泡是负载蛋白质和遗传信息的分泌颗粒。在本研究中，我们评估了来自CAF原代人细胞系（n = 5）的EV对口腔鳞状细胞癌（OSCC）细胞的增殖，存活，迁移和侵袭的影响。使用来自人原代建立的正常口腔成纤维细胞（NOF，n = 5）的EV作为对照。我们的体外实验表明，CAF-EV显着诱导OSCC细胞的迁移和侵袭，并在3D器官模型分析中显示出促进HSC-3细胞侵袭的功能。此外，EV处理的癌细胞的基因表达分析揭示了与肿瘤代谢和肿瘤侵袭基因的上调相关的途径的变化。我们的研究结果表明CAF-EV在促进OSCC细胞迁移和侵袭方面发挥了重要作用，这与癌症相关通路的激活有关。

PS：肿瘤相关成纤维细胞来源的细胞外囊泡对肿瘤细胞的影响相关研究比较多。之所以还推荐大家读一读这一篇，原因在于这一文章发表于JEV，JEV杂志虽然很有些文章的水平很一般，但是对文章所使用的细胞外囊泡分离鉴定方法，操作步骤的规范性具有很高的要求。大家可以借鉴一下这篇文章的方法学。

7. Exploration of extracellular vesicles from Ascaris suum provides evidence of parasite-host cross talk.

来自猪蛔虫的细胞外囊泡研究提供了寄生虫 - 宿主交互通讯的证据。

[J Extracell Vesicles] PMID：30815237

摘要：普遍存在的猪蠕虫，蛔虫，危害猪的健康并降低全世界的农业生产力。密切相关的人类寄生虫A. lumbricoides感染了超过8亿人，对社会个人带来极大的疾病负担。感染通常是慢性的，寄生虫具有调节宿主免疫反应的能力。本研究首次深入描述了来自A. suum的不同发育阶段和身体部位的细胞外囊泡（EV），并提出了这些囊泡在寄主 - 寄生虫相互作用中的作用。通过透射电子显微镜（TEM）证实了来自第三（L3）和第四阶段（L4）幼虫和成虫的EV的释放，并且EV衍生的RNA的测序鉴定了许多微小RNA（miRNA）和潜在的转录物，其靶标涵盖了宿主的很多免疫相关基因，例如IL-13，IL-25和IL-33。此外，EV的蛋白质组学鉴定了几种具有免疫调节特性的蛋白质和之前显示与寄生虫EV相关的其他蛋白质。总之，这些结果表明A. suum EV及其货物可能在宿主 - 寄生虫相互作用中起作用。这些知识可以为蠕虫感染控制的新策略和免疫调节潜力的知识铺平道路。

PS：寄生虫来源的细胞外囊泡在寄生虫与宿主之间的相互作用中发挥着重要功能，这篇文章研究了其中细胞外囊泡的功能以及其内容物的种类，发现寄生虫来源的细胞外囊泡携带了能调控宿主免疫相关基因表达的miRNA。

8. Artificial chimeric exosomes for anti-phagocytosis and targeted cancer therapy.

用于抗吞噬作用和靶向癌症治疗的人工嵌合外泌体。

[Chem Sci] IF=9.063 PMID：30809374

摘要：基于外泌体的递送系统的开发仍然面临一些艰巨的挑战，包括缺乏标准化的分离和纯化方法，缺乏发大规模生产技术和低药物加载效率。受仿生技术的启发，我们转向设计人工嵌合外泌体（ACEs），通过将来自多种细胞类型的细胞膜蛋白整合到合成磷脂双分子层中而构建。为了进行基准测试，选择源自红细胞（RBC）和MCF-7癌细胞的杂合膜蛋白作为模型。由此产生的ACE的设计非常类似于“秦始皇兵马俑（原文里就是这么写滴！hzangs注）”，同时配备了“装甲（红细胞的抗吞噬能力）和匕首轴（来自癌细胞的同源靶向能力）”。与体内普通脂质体相比，ACE具有更高的肿瘤积累，更低的截留率和更好的抗肿瘤治疗效果，同时还具有大规模的标准化制备，稳定的结构，高载药能力和定制功能，突出了在临床应用中ACE作为外泌体有希望的替代品的适用性。

PS：这是由福州大学和同济大学的研究人员发表的报道。文章介绍了使用人工的方法仿造外泌体。将这种“外泌体”用于药物递送等治疗过程。目前外泌体的制备以及药物加载都存在一定的困难，这一策略给出了一种可能的解决方案。

9. Delayed Remote Ischemic Preconditioning Confers Renoprotection against Septic Acute Kidney Injury via Exosomal miR-21.

延迟远程缺血预处理通过外泌体miR-21赋予针对脓毒性急性肾损伤的保护作用。

[Theranostics] IF=8.537 PMID：30809283

PS：外泌体中miRNA-21的研究报道非常多，miRNA-21作为一个明星分子广泛参与到了多种生物学过程中。感兴趣的可以读一读这一篇文章，了解一下。

10. Circulating cardiac microRNAs from infarcted hearts carry and mobilize myeloid progenitors in exosomes.

来自梗塞心脏循环外泌体中的microRNA动员骨髓祖细胞。

[Nat Commun] IF=12.353 PMID：30814518

摘要：心肌microRNAs（myo-miRs）在急性心肌梗死（AMI）后释放到循环中。然而，它们如何影响远端器官是非常未知的。在这里，我们显示循环系统中外泌体携带和介导myo-miR在缺血心脏和骨髓（BM）之间的功能性交叉通讯过程。在小鼠中，我们发现AMI伴随着myo-miR循环水平的增加，其中miR-1，208和499主要在循环外泌体中，而miR-133在非外泌体组分中。将Myo-miR选择性地引入外周器官并优先引入BM。外泌体介导myo-miR向BM单核细胞（MNC）的转移，其中myo-miR下调CXCR4表达。将从AMI小鼠分离的外泌体注射到野生型小鼠中能够下调BM-MNC中的CXCR4表达，并增加循环祖细胞的数量。因此，我们提出在循环外泌体中携带的myo-miR对可用于心脏修复等过程。

PS：心脏缺血过程中释放的细胞外囊泡对心脏损伤修复以及远端细胞动员都有非常重要的作用。这篇文章介绍了在心肌梗死后心肌来源外泌体中miRNA的变化介导心肌细胞与骨髓中祖细胞的相互通讯过程。

11. Immunomodulatory properties of MSC-derived exosomes armed with high affinity aptamer toward mylein as a platform for reducing multiple sclerosis clinical score.

具有高亲和力靶向mylein 适配体的MSC衍生的外泌体的免疫调节特性对降低多发性硬化症的作用。

[J Control Release] IF=7.877 PMID：30807806

摘要：间充质干细胞衍生的外泌体是一种安全有效的递送平台，具有通过携带调节和致耐受分子对自身反应细胞发挥免疫调节作用和外周耐受的潜在能力。炎症和神经变性是多发性硬化症（MS）的临床表现。为了对抗MS，有效的选择是预防炎症和诱导髓鞘再生。在这方面，先前报道的LJM-3064适体（其显示出对髓磷脂的显着亲和力并证明具有髓鞘再生诱导功能）被用作靶向配体和治疗剂。因此，在目前的研究中，羧酸官能化的LJM-3064适体通过EDC / NHS化学与外泌体表面上的胺基共价偶联。获得的结果表明，适体 - 外泌体生物缀合物可以在体外促进少突胶质细胞系（OLN93）的增殖。此外，制备的适体 - 外泌体生物缀合物在雌性C57BL / 6小鼠中的体内施用作为预防措施产生了对CNS中炎症反应的强烈抑制以及降低的脱髓鞘病变区域，导致疾病的体内严重性得到缓解。使用基于外泌体的纳米医学作为管理MS的新方法将有望为引入有效临床适用的多功能方法铺平道路。

PS：利用细胞外囊泡作为药物递送平台是目前已经被细胞外囊泡研究领域广泛接受的探索方向。这篇文章介绍了利用外泌体递送适配体来改善疾病预后的方法。做药物载体的朋友可以关注一下。

12. Intracellular bacteria engage a STING-TBK1-MVB12b pathway to enable paracrine cGAS-STING signalling.

细胞内细菌参与STING-TBK1-MVB12b途径以影响旁分泌cGAS-STING信号传导。

[Nat Microbiol] IF=14.174 PMID：30804548

摘要：先天免疫系统对于最终控制感染至关重要，但也可能有助于病理进展。单核细胞增生李斯特氏菌（后文称为李斯特菌，hzangs注）是细胞内革兰氏阳性细菌，是食源性疾病的主要原因。然而，关于李斯特菌与免疫系统之间相互作用的重要知识仍然缺失。在这里，我们研究发现李斯特菌DNA被分选到感染细胞中的细胞外囊泡（EV）并被递送到周围正常细胞以刺激环磷酸鸟苷 - 腺苷一磷酸合成酶（cGAS） - 干扰素基因（STING）途径的刺激物。在土拉弗朗西斯菌和嗜肺军团菌感染期间也观察到了这种情况。我们将多泡体蛋白MVB12b鉴定为TANK结合激酶1磷酸化的靶标，这对于将DNA分选成EV并刺激周围正常细胞是必需的。来自李斯特菌感染细胞的EV抑制T细胞增殖，并引发T细胞凋亡。总之，我们描述了EV介导的外源DNA向周围正常细胞递送的途径，并且证明细胞内细菌利用该途径来削弱抗菌防御。

PS：文章介绍了胞内寄生菌利用细胞外囊泡相关通路来调节和抑制宿主的抗菌免疫反应。

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