【2022-9期】ThisWeekinExtracellularVesicles
本周hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家，第1篇文章综述了目前细胞外囊泡用于的研究进展；第2篇文章报道发现使用光刺激可以提升细胞释放细胞外囊泡的量，这将有利于大规模细胞外囊泡制备；第3篇文章是一个多中心临床研究，报道了使用细胞外囊泡可以在出现AD症状前5-7年就预先筛选出潜在的患病者；第4篇文章介绍了使用细胞外囊泡直接介导细胞转分化的策略；第7篇文章介绍了一种单个细胞外囊泡成像的新策略；第8篇文章报道了细胞外囊泡携带配体相比于游离配体能够极强的激活下游信号，并提出了潜在的作用机制。 1.Therapeutically harnessing extracellular vesicles. 利用细胞外囊泡进行。
[Nat Rev Drug Discov] PMID: 35236964摘要：细胞外囊泡 (EV) 研究领域在过去十年中迅速发展，从基础生物学研究发展为具有重要临床意义的学科。现在研究者正在认识到利用细胞外囊泡诊断和疾病（包括癌症、神经和心血管疾病）的潜力。因此，正在积极探索 EV 作为靶点、生物标志物、新型药物递送剂和独立疗法的应用。本综述简要概述了各类 EV 的特征和生理功能，重点介绍了它们与疾病的关联以及用于开发的新兴策略。 2.Lig
ht-induced high-efficient cellular production of immune functional extracellular vesicles.
光诱导免疫功能细胞外囊泡的高效产生。
[J Extracell Vesicles] PMID: 35230743摘要：基于细胞外囊泡 (EV) 的疗法和疫苗正在兴起。然而，基于临床应用剂量规模的开发始终是一个巨大的瓶颈。为了克服这样的障碍，我们引入了一种简单直接的方法，通过利用基于光疗的光感应来促进树突状细胞衍生 EV (DEV) 的细胞产生。在光波长、强度和曝光时间的优化下，我们的 DEV 生产率提高了 13 倍以上，同时保持了生产的 EV 良好的整体质量和免疫功能。无论细胞系类型如何，365< nm 的 LED 灯都是可靠触发增强型 EV 细胞生产的最佳选择。我们的观察和其他报告的研究支持更长的近紫外波长不会损害细胞生长。我们在大小、zeta 电位、形态、免疫表面标志物和细胞因子、生物相容性、细胞摄取行为和体外引发细胞反应的免疫调节能力方面进行了一系列研究。我们还在雄性和雌性小鼠模型中使用光促进的 DEV 验证了生物分布、免疫原性和给药安全性。总体数据支持光促进的 DEV 具有高度免疫功能，具有良好的生物相容性，可作为良好的平台。体内动物研究还表明，光照促进的 DEV 与天然 DEV 一样具有良好的耐受性，没有安全问题。总之，这些数据支持光促进的 DEV 具有卓越的
质量、高生物相容性、体内耐受性，并且可以作为可扩展生产的理想平台。 3.Exosomal MicroRNA-Based Predictive Model for Preclinical Alzheimer's Disease: A Multicenter Study.
基于外泌体 MicroRNA 的临床前阿尔茨海默病预测模型：一项多中心研究。
[Biol Psychiatry] PMID: 35221095摘要：外泌体 microRNA (miRNA) 已被证明是阿尔茨海默病 (AD) 的生物标志物。然而，外泌体 miRNA 是否可以预测无症状阶段的 AD 仍不清楚。这项研究是一项多中心研究，具有四个独立的数据集，以验证外泌体 miRNA 识别临床前 AD 的能力。在试点研究中从北京中心招募受试者（数据集 1：患有 AD 的受试者，n = 20；对照受试者，n = 20），来自中国其他中心（数据集 2：AD 受试者，n = 95；对照受试者，n = 93），纵向队列（数据集 3：临床前 AD 受试者，n = 101；对照受试者， n = 102)，以及对家族性 AD 的确认研究（数据集 4：突变携带者，n = 56；非突变携带者，n = 57）。一组 miRNA 在 AD 受试者中发生变化，可以在认知障碍发作前 5 至 7 年检测到临床前 AD（曲线下面积 = 0.85-0.88）。外泌体 miRNA 可以成为预测认知障碍发病前 5 至 7 年的 AD 的有效生物标志物。 4.Ultraefficient extracellular vesicle-guided direct reprogramming of fibroblasts into functional cardiomyocytes.
超高效细胞外囊泡引导的成纤维细胞直接重编程为功能性心肌细胞。
捍卫阳光
[Sci Adv] PMID: 35213232freehand10摘要：直接谱系转换在再生医学领域具有很大的前景，可以使用功能工程对应物来恢复受损组织。然而，目前的直接谱系转换方法，即使是那些使用病毒介导的致瘤因子转基因表达的方法，效率也很低（~25%）。因此，能够彻底改变效率和解决安全问题的先进方法是这些技术临床转化的关键。在这里，我们提出了一种细胞外囊泡 (EV) 引导的非病毒直接谱系转换策略，以增强成纤维细胞向诱导心肌细胞样细胞 (iCM) 的转分化。由此产生的 iCM 具有典型的心脏 Ca 2+ 瞬变和电生理特征，并表现出与心肌细胞相似的全局基因表达谱。这是首次证明使用源自经历心脏分化的胚胎干细胞的 EV 作为仿生工具，以极高的效率（>60%）诱导心脏重编程，建立了一个通用的、更容易获得的平台，用于生成各种专门的体细胞细胞通过直接谱系转换。 5.Three-dimensional hierarchical plasmonic nano-architecture based label-free surface-enhanced Raman spectroscopy detection of urinary exosomal miRNA for clinical diagnosis of prostate cancer.
基于三维分层等离子体纳米结构的无标记表面增强拉曼光谱检测尿液外泌体 miRNA，用于前列腺癌的临床诊断。
[Biosens Bioelectron] PMID: 35235898北京大学图书馆摘要：尿外泌体 miRNAs 是最近出现的前列腺癌 (PC) 相关生物标志物，用于早期诊断和预后，因为它们具有非侵入性、固有的稳定性和对起源细胞状态的表征。然而，由于 miRNA 的丰度低且序列同源性高，开发一种高精度的尿外泌体 miRNA 检测方法具有挑战性。在这里，我们提出了一个定量和无标记的 miRNA 传感平台，该平台使用基于三维 (3D) 分层等离子体纳米结构的表面增强拉曼散射 (SERS) 来检测尿外泌体 miRNA。这种分层纳米结构是由互补 DNA 探针共轭金纳米粒子和头部植绒金纳米柱在靶 miRNA 存在下自组装构建的，产生大量 3D 等离子体热点，诱导 SERS 信号的极高放大。这种 3D SERS 生物传感器对目标 miRNA（miR-10a 和 miR-21）实现了约 10 aM 的检测限，其灵敏度比之前报道的 miRNA 传感器高 1000 倍以上，无需任何标记或预处理步骤。最后，使用尿液样本的临床验证表明，我们的 3D SERS 传感器基于尿液外泌体 miRNA 的差异表达水平以高诊断准确度（0.93）区分 PC 患者与健康对照。这些输出表明，我们基于 3D 分层纳米结构的 SERS 传感器可以提供简便、准确和快速的方法来测量 miRNA 表达，并有助于诊断各种疾病。 热流道技术6.Recruitment of DNA to tumor-derived microvesicles.
将 DNA 募集到肿瘤衍生的微泡中。
[Cell Rep] PMID: 35235806摘要：细胞外囊泡 (EV) 的脱落代表了癌症中细胞间通讯的一种重要但未被充分研究的手段。在目前描述的 EV 类别中，肿瘤衍生的微泡 (TMV) 包括一类直接从细胞表面释放的囊泡。TMV 含有丰富的货物，包括功能蛋白和 miRNA，它们可以转移到受体细胞并改变受体细胞的行为。在这里，我们记录了一小部分细胞外双链 DNA (dsDNA) 被包裹在 TMV 中并防止核酸酶降解。TMV 中的 dsDNA 的装载受 ARF6 调节，并与胞质 DNA 传感器 cGAS 一起发生，但与微核成分无关。我们的研究表明，dsDNA 通过一种与多泡体依赖性分泌不同的机制被运输到 TMV，而据报道，该机制用于胞外释放细胞溶质 DNA。此外，TMV dsDNA 可以转移到受体细胞，从而影响受体细胞的行为，从而增强其在介导细胞间通讯方面的相关性。 7.Imaging of surface microdomains on individual extracellular vesicles in 3-D.
单个细胞外囊泡上的表面微区的3D成像。
[J Extracell Vesicles] PMID: 35234354摘要：细胞外囊泡 (EV) 由所有细胞类型分泌，并与组织稳态密切相关。它们正在被探索为疫苗和基因平台，以及潜在的生物标志物。由于它们的尺寸低于光学显微镜的衍射极限，一直缺少直接可视化细胞外囊泡的技术手段，
生理条件下的单粒子研究受到阻碍。在这里，直接随机光学重建显微镜 (dSTORM) 被用来在三个维度上可视化 EV，并在单个 EV 表面定位分子簇，例如四跨膜蛋白 CD81 和 CD9。这些研究证明了细胞外囊泡上存在膜微区。Cryo-EM 证实了这些。单个粒子可视化提供了对 EV 的异质性、结构和复杂性的深入了解，而这些都是以前未被认识的。 8.Vesicle Induced Receptor Sequestration: Mechanisms behind Extracellular Vesicle-Based Protein Signaling.
囊泡诱导受体隔离：基于细胞外囊泡的蛋白质信号传导背后的机制。
东方文化卡使用范围
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 35233981摘要：细胞外囊泡 (EV) 是多细胞生物正常生理功能的基础。通过在细胞之间穿梭核酸和蛋白质，EVs 调节过多的细胞过程，尤其是那些参与免疫信号传导的细胞过程。然而，关于基于 EV 通信的生物物理原理的机械理解仍然不完整。为了实现整体理解，正在寻解释细胞为何以及何时应用基于 EV 的通信以及 EV 表面如何促进基于蛋白质的信号传导的特定机制。在这里，作者研究了囊泡诱导的受体隔离 (VIRS) 作为一种通用机制，可增强 EV 膜上呈现的蛋白质的信号传导效力。通过合成 EV 的自下而上重构，作者表明，将受体配体 FasL 和 RANK 固定在 EV 样囊泡上，与可溶形
式相比，它们的信号传导潜力增加了 100 倍以上。此外，作者在免疫突触内进行扩散模拟，以比较可溶性蛋白和 EV 呈递蛋白之间的受体激活。作者由此提出囊泡触发的膜受体局部聚集作为基于 EV 的蛋白质呈递的主要结构机制。作者得出结论，EV 充当细胞外模板，促进膜受体在 EV 接触部位的局部聚集，从而促进蛋白质间的相互作用。结果揭示了一种潜在的普遍机制，解释了基于 EV 的细胞间信号传导的独特结构利润。 9.Presentation of antigen on extracellular vesicles using transmembrane domains from viral glycoproteins for enhanced immunogenicity.
使用来自病毒糖蛋白的跨膜结构域在细胞外囊泡上呈递抗原以增强免疫原性。
[J Extracell Vesicles] PMID: 35233930摘要：疫苗抗原以 DNA 或 RNA 形式启动时，可以以多种形式呈现，包括细胞内、分泌、膜结合或细胞外囊泡 (EV)。这些形式中的一种或多种形式的抗原是否在免疫诱导方面具有优势仍不清楚。在这项研究中，我们使用 GFP 作为模型抗原，首先比较了各种病毒糖蛋白的跨膜结构域 (TM) 的 EV 装载效率，然后研究了 EV 结合的 GFP (EV-GFP) 是否会增强免疫诱导。我们的数据显示，与病毒 TM 融合的 GFP 已成功加载到 EV 表面。此外，结合 GFP 的 EV 主要与外泌体标记 CD81 相关。在csg
小鼠中对产生 EV-GFP 的质粒进行的免疫原性研究表明，与可溶性和细胞内 GFP 组相比，EV-GFP 组中的抗原特异性 IgG 和 IgA 显着增加。同样，在用 EV-GFP 构建体免疫的小鼠中，抗原刺激的脾细胞产生的与 GFP 特异性 T 细胞反应相关的细胞因子也得到了增强。用纯化的可溶性 GFP 和 GFP EV 进行的免疫原性研究进一步证实了 EV-GFP 在小鼠中的免疫增强特性。体外摄取测定表明，EV-GFP 比可溶性 GFP 更有效地被小鼠脾细胞摄取，并且这种摄取是 B 细胞优先的。总之，我们的数据表明病毒 TM 可以有效地将抗原加载到 EV 表面，并且 EV 结合抗原增强了体液和细胞介导的抗原特异性反应。 10.Chloroquine treatment induces secretion of autophagy-related proteins and inclusion of Atg8-family proteins in distinct extracellular vesicle populations.
氯喹处理诱导自噬相关蛋白的分泌，并在不同的细胞外囊泡中包含 Atg8 家族蛋白。
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