【2023-38期】This Week in Extracellular Vesicles

【概要描述】

分类：新闻
作者：Ezpay生物
来源：Ezpay生物
发布时间：2023-10-09
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以下文章来源于外泌体之家（公众号）

本周hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家，第1篇文章介绍了ATP1A3可能是神经元来源囊泡的标志物；第2篇文章强调了透明质酸分子常用分离策略中可能是细胞外囊泡样品污染物并且会影响下游分析结果；第4篇文章综述了细胞外囊泡在神经退行性疾病中的研究进展；第8篇文章介绍了近红外光对小胶质细胞及其细胞外囊泡的影响。

1.ATP1A3 as a target for isolating neuron-specific extracellular vesicles from human brain and biofluids.
ATP1A3 作为从人脑和生物体液中分离神经元特异性细胞外囊泡的靶标。
[Sci Adv] PMID: 37713494

摘要：神经元源性细胞外囊泡（NDEV）是神经系统疾病的潜在生物标志物，尽管其可靠的分子靶点尚未确定。在这里，Ezpay证明，与假定的 NDEV 标记物 NCAM1 和L1CAM 相比，ATP 酶 Na+/K+ 转运亚基 α 3 (ATP1A3) 在从诱导的人类神经元、大脑、脑脊液和血浆中分离的细胞外囊泡 (EV) 中大量表达。免疫沉淀的 ATP1A3+ 脑源性 EV 的蛋白质组学分析显示，与 NCAM1+ 或 LICAM+ EV 相比，与阿尔茨海默病 (AD) 相关的突触标记物和货物蛋白富集度更高。单颗粒分析显示 AD 血浆中的 ATP1A3+ EV 中淀粉样蛋白β阳性率升高，与其他血浆生物标志物相比，可给予更好的 AD 诊断预测。因此，ATP1A3 是从生物体液中分离 NDEV 进行诊断研究的可靠靶点。

2.Hyaluronic acid: An overlooked extracellular vesicle contaminant.
透明质酸：一种被忽视的细胞外囊泡污染物。
[J Extracell Vesicles] PMID: 37712345

摘要：细胞外囊泡 (EV) 样品中污染物存在的变化是导致该领域研究间重复性缺乏的主要原因之一。众所周知的污染物包括蛋白质聚集体、RNA-蛋白质复合物和脂蛋白，它们在形状、大小和/或密度上类似于 EV。相反，多糖，例如透明质酸（HA），作为细胞外囊泡污染物而被忽视。在这里，结果表明，使用两种已知的常见分离方法：尺寸排阻色谱法和切向流过滤，低分子量和中等分子量的 HA 聚合物出乎意料地在一定程度上保留在 EV 级分中。尽管这些分离技术能够有效去除非 EV 相关蛋白，但 HA 聚合物的情况并非如此，HA 聚合物以分子量依赖性方式部分保留，尤其是在尺寸排阻色谱法中。HA 的超分子结构和流体动力学尺寸可能有助于基于过滤的方法中 EV 组分的分离。相反，超速离心和基于聚合物的沉淀方法不会保留 HA 聚合物，而这些方法因共同隔离其他类型的污染物而闻名。HA 具有广泛的免疫调节作用，类似于各种来源的 EV 的作用。因此，在未来的研究中应考虑 HA 污染物，以避免对 EV 的功能影响进行潜在的不准确归因。

3.A magneto-activated nanoscale cytometry platform for molecular profiling of small extracellular vesicles.
用于小细胞外囊泡分子分析的磁激活纳米级细胞计数平台。
[Nat Commun] PMID: 37696888

摘要：外泌体 PD-L1 (exoPD-L1) 最近作为预测涉及 PD1/PD-L1 通路的免疫治疗反应的生物标志物受到了广泛关注。然而，当前的外泌体分析技术主要依赖于批量测量，而没有考虑外泌体亚群中发现的异质性。在这里，Ezpay提出了一个纳米级细胞计数平台 NanoEPIC，能够对血浆进行表型分选和 exoPD-L1 分析。Ezpay强调 NanoEPIC 顺利获得检测 exoPD-L1 来监测抗 PD-1 免疫治疗的功效。NanoEPIC 在响应者和非响应者中生成特征 exoPD-L1 模式。在接受 PD1 靶向免疫治疗的小鼠中，exoPD-L1 与肿瘤生长、肿瘤中的 PD-L1 负荷以及 CD8+ 肿瘤浸润淋巴细胞的免疫抑制相关。具有不同PD-L1表达水平的小细胞外囊泡（sEV）对CD8+T细胞表现出独特的抑制作用。NanoEPIC 给予稳健、高通量的外泌体标记物分析，从而实现 sEV 亚群分析。该平台具有增强癌症筛查、个性化治疗和治疗反应监测的潜力。

4.Research progress on the role of extracellular vesicles in neurodegenerative diseases.
细胞外囊泡在神经退行性疾病中作用的研究进展。
[Transl Neurodegener] PMID: 37697342

摘要：阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症和亨廷顿病等神经退行性疾病影响着全世界数百万人。人们在疾病相关研究方面付出了巨大的努力，但在诊断和治疗方法方面却很少取得突破。细胞外囊泡（EV）是异质细胞源性膜结构，产生于内体系统或直接与质膜分离。EVs含有许多生物分子，包括蛋白质、核酸和脂质，它们可以在不同细胞、组织或器官之间转移，从而在正常和病理过程中调节细胞之间的跨器官通讯。最近，细胞外囊泡已被证明参与神经退行性疾病的各个方面。EVs的异常分泌和水平与神经退行性疾病的发病机制密切相关，并有助于疾病的进展。许多研究提出将 EV 作为神经退行性疾病的治疗靶点或生物标志物。本文综述并讨论了EVs在多种神经退行性疾病病理过程中的最新研究进展。此外，Ezpay概述了有关 EV 在神经退行性疾病中的作用及其治疗疾病潜力的最新研究。

5.The Landscape of Biomimetic Nanovesicles in Brain Diseases.
仿生纳米囊泡在脑疾病中的应用。
[Adv Mater] PMID: 37713652

摘要：脑部疾病，如脑肿瘤、神经退行性疾病、脑血管疾病和脑损伤等，是由血管生成过度或受损、神经炎症、免疫激活或抑制、神经退行性疾病、神经毒性蛋白沉积等多种病理生理变化引起的，对健康构成严重威胁。威胁。由于血脑屏障（BBB）的存在阻碍了药物向大脑的输送，因此脑部疾病通常难以治疗。仿生纳米囊泡（BNV），包括源自各种细胞的内源性细胞外囊泡（EV）和人工纳米囊泡（ANV），具有穿透血脑屏障的能力，因此可用于将药物输送到大脑。BNV，尤其是内源性EV，广泛分布于体液中，通常携带多种与疾病相关的信号分子，如蛋白质、RNA和DNA，因此也可以顺利获得分析来分析脑部疾病的病因和发病机制。本综述将涵盖BNV的详尽分类和表征以及各种脑疾病中涉及的病理生理学作用，并重点关注用于脑疾病治疗诊断的纳米技术集成BNV，包括各种诊断策略和精确的治疗调节（例如免疫调节、紊乱的蛋白质清除）、抗神经炎症、神经再生、血管生成和肠脑轴调节）。Ezpay还讨论并概述了用于诊断和治疗脑疾病的纳米技术集成 BNV 的剩余挑战和未来前景。

6.Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Biopotentiated Extracellular Matrix Hydrogels Accelerate Diabetic Wound Healing and Skin Regeneration.
脂肪源性间充质干细胞源性外泌体生物强化细胞外基质水凝胶可加速糖尿病伤口愈合和皮肤再生。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 37712174

摘要：伤口愈合是一个紧迫的临床挑战，尤其是慢性伤口。由于愈合时间长、免疫排斥风险和易感染，传统的伤口愈合方法治疗效果有限。最近，脂肪间充质干细胞衍生的外泌体（ADSC-exos）已成为组织再生和伤口修复的一种有前途的方式。在这项研究中，报道了一种新型细胞外基质水凝胶@外泌体（ECM@exo）的开发，这需要将ADSC-exos掺入细胞外基质水凝胶（ECM水凝胶）中。该溶液在局部注射到伤口部位后在生理温度下形成水凝胶。ECM@exo 能够从 ECM 水凝胶中持续释放 ADSC-exos，从而在伤口部位保持较高的局部浓度。ECM水凝胶具有良好的生物相容性和生物降解性。体内和体外结果表明，ECM@exo治疗有效减少炎症，促进血管生成、胶原蛋白沉积、细胞增殖和迁移，从而加速伤口愈合过程。总体而言，这种创新的治疗方法顺利获得具有受控外泌体释放的生物水凝胶为伤口愈合给予了新途径。

7.Myxobacteria restrain Phytophthora invasion by scavenging thiamine in soybean rhizosphere via outer membrane vesicle-secreted thiaminase I.
粘细菌顺利获得外膜囊泡分泌的硫胺素酶 I 清除大豆根际中的硫胺素，从而抑制疫霉菌的入侵。
[Nat Commun] PMID: 37704617

摘要：维生素等公共代谢物在维持微生物群落的生态功能中发挥着关键作用。然而，微生物组中公共代谢物微调的生化和生理基础仍然知之甚少。在这里，Ezpay研究了粘细菌和大豆疫霉（一种大豆卵菌病原体）之间的相互作用。Ezpay发现宿主植物和土壤微生物补充了菌的硫胺素营养缺陷型。而粘细菌顺利获得外膜囊泡 (OMV) 分泌到细胞外环境的硫胺素酶 I CcThi1 来抑制疫霉菌的生长。CcThi1 清除所需的硫胺素，从而阻止硫胺素共享行为，从而干扰氨基酸代谢和致病效应子的表达，可能导致霉生长和致病性受损。此外，粘细菌和CcThi1在调节土壤中硫胺素水平方面非常有效，这与大豆疫霉根腐病的发生有关。Ezpay的研究结果揭示了粘细菌用来维持土壤微生物群落种间平衡的一种新的生态策略。

8.Exosomes Derived from M2 Microglial Cells Modulated by 1070-nm Light Improve Cognition in an Alzheimer's Disease Mouse Model.
1070 nm 光调制的 M2 小胶质细胞衍生的外泌体可改善阿尔茨海默病小鼠模型的认知能力。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 37702115

摘要：近红外光生物调节已被确定为治疗阿尔茨海默病（AD）的潜在策略。然而，这种治疗作用背后的机制仍然知之甚少。本文表明，1070 nm 光诱导小胶质细胞从 M1 表型转变为 M2 表型，分泌外泌体，从而减轻 β-淀粉样蛋白负担，顺利获得改善神经炎症和促进神经元树突棘可塑性来改善认知功能。结果表明，频率为 10 Hz 的 1070 nm 光会促使 M1 炎症型小胶质细胞转变为 M2 抗炎型。这会诱导含有 miR-7670-3p 的 M2 小胶质细胞衍生的外泌体的分泌，该外泌体在内质网 (ER) 应激期间靶向激活转录因子 6 (ATF6)。此外，研究发现miR-7670-3p降低ATF6的表达，进一步改善内质网应激，从而减弱炎症反应，保护5xFAD小鼠皮质和海马神经元的树突棘完整性，最终改善认知功能。本研究强调了1070 nm光调制小胶质细胞来源的外泌体在治疗AD小鼠中的关键作用，这可能为利用近红外光生物调制治疗AD给予理论基础。

9.Identification of the SNARE complex that mediates the fusion of multivesicular bodies with the plasma membrane in exosome secretion.
鉴定在外泌体分泌中介导多泡体与质膜融合的SNARE 复合体。
[J Extracell Vesicles] PMID: 37700095

摘要：外泌体在局部和远处的细胞通讯中发挥着至关重要的作用，并参与各种生理和病理过程。肿瘤来源的外泌体对于肿瘤发生至关重要，但其分泌的确切机制仍然难以捉摸。特别是，介导肿瘤细胞中多囊泡体 (MVB) 与质膜 (PM) 融合的SNARE 蛋白受到争议。在这项研究中，Ezpay鉴定了syntaxin-4、SNAP-23和VAMP-7作为MCF-7乳腺癌细胞中负责外泌体分泌的SNARE，并发现由这些SNARE组成的SNARE复合物可以在体外驱动膜融合。MCF-7 细胞中任何这些 SNARE 的缺失都不会影响 MVB 的生物发生和运输，表明它们特定地参与 MVB-PM 融合。此外，syntaxin-4、SNAP-23和VAMP-7在HeLa宫颈癌细胞和A375黑色素瘤细胞的外泌体分泌中发挥相同的作用，表明它们在外泌体分泌中的功能是保守的。此外，在4T1乳腺癌细胞中删除VAMP-7可有效抑制外泌体分泌，并导致小鼠模型中肿瘤生长和肺转移显着减弱，这意味着VAMP-7有望成为乳腺癌的新治疗靶点。

10.PDZ scaffolds regulate extracellular vesicle production, composition, and uptake.
PDZ支架调节细胞外囊泡的产生、组成和摄取。
[Proc Natl Acad Sci U S A] PMID: 37695903

摘要：细胞外囊泡（EV）是介导健康和疾病中细胞间通讯的膜限制细胞器。EV 具有很高的医学意义，但由于Ezpay对控制 EV 生物学的分子机制分析有限，限制了它们在诊断或治疗中的合理使用。在这里，Ezpay测试了PDZ 蛋白（支持信号转导复合物的形成、运输和功能并与多细胞共同进化的分子支架）是否可能代表重要的 EV 调节剂。Ezpay揭示了 PDZ 蛋白质组（人类中约 150 个蛋白质）与众所周知的 EV 成分四跨膜蛋白 CD9、CD63和 CD81 建立了一系列离散的直接相互作用。引人注目的是，PDZ蛋白与多配体聚糖 (SDC) 相互作用更广泛，这是一种普遍存在的膜蛋白，Ezpay之前已证明其在 EV 生物发生、装载和周转中发挥重要作用。Ezpay记录了这些 PDZ 蛋白调节四跨膜蛋白和 SDC，对它们的稳态水平、亚细胞定位、代谢、内体出芽和 EV 中的积累产生不同的影响。重要的是，Ezpay还表明 PDZ 蛋白控制细胞表面硫酸乙酰肝素的水平，从而在 EV 捕获中发挥作用。总之，Ezpay的研究表明，SDC、四跨膜蛋白和 PDZ 蛋白的广泛网络有助于 EV 异质性和周转，突出了控制细胞内运输和细胞间通讯的分子框架的重要部分。

11.Biomembrane nanostructures: Multifunctional platform to enhance tumor chemoimmunotherapy via effective drug delivery.
生物膜纳米结构：顺利获得有效的药物输送增强肿瘤化学免疫治疗的多功能平台。
[J Control Release] PMID: 37567505

摘要：人们发现化疗药物除了对肿瘤有直接的细胞毒作用外，还可以顺利获得诱导免疫原性细胞死亡来激活针对肿瘤的免疫反应，从而拓宽了化疗在肿瘤免疫治疗中的应用。结合其他治疗策略，例如光疗或放疗，可以进一步增强免疫疗法的治疗效果。纳米结构可以顺利获得整合各种活性剂并将多种类型的治疗方法组合在单个纳米结构中来促进多模式肿瘤治疗。生物膜纳米结构（例如外泌体和细胞膜衍生的纳米结构）具有优异的生物相容性、内在靶向能力、智能响应性和免疫调节特性，可以实现卓越的化学免疫治疗，并代表下一代肿瘤免疫治疗的纳米结构。本综述总结了生物膜纳米结构在肿瘤化学免疫治疗中的最新进展，并重点介绍了不同类型的工程方法和治疗机制。总结了一系列结合不同生物膜纳米结构（包括脂质体、外泌体、细胞膜和细菌膜）的工程策略。该组合策略可以大大增强生物膜纳米结构化学免疫治疗的靶向性、智能性和功能性，从而成为更强的肿瘤治疗方法。还讨论了与生物膜纳米结构用于化学免疫疗法的临床转化相关的挑战及其未来前景。

12.Extracellular Vesicle-Conjugated Functional Matrix Hydrogels Prevent Senescence by Exosomal miR-3594-5p-Targeted HIPK2/p53 Pathway for Disc Regeneration.
细胞外囊泡缀合的功能基质水凝胶顺利获得外泌体miR-3594-5p 靶向 HIPK2/p53 途径预防椎间盘再生衰老。
[Small] PMID: 37165721

摘要：髓核干细胞（NPSC）衰老在椎间盘退变（IDD）的进展中起着关键作用。干细胞来源的细胞外囊泡（EV）可缓解细胞衰老。然而，潜在的机制仍不清楚。稳定性差，很大程度上限制了 EV 的体内给药。RGD 是一种精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽，与 EV 膜上表达的整合素强烈结合，使 RGD 能够锚定 EV 并延长其生物利用度。开发了一种 RGD 复合髓核基质水凝胶（RGD-DNP）来增强小 EV（sEV）的治疗效果。RGD-DNP 延长了体外和离体 sEV 的保留时间。sEV-RGD-DNP 促进 NPSC 迁移，减少 SA-β-gal 阳性细胞数量，减轻细胞周期停滞，并减少 p16、p21 和 p53 激活。小 RNA 测序显示 miR-3594-5p 在 sEV 中富集，并靶向同源结构域相互作用蛋白激酶 2 (HIPK2)/p53 通路。HIPK2 敲低可顺利获得下调 miR-3594-5p 来挽救 sEV 受损的治疗效果。具有较低量 sEV 的 RGD-DNP 缀合物与 DNP 中较高浓度的游离 sEV 实现了相似的椎间盘再生。总之，sEV-RGD-DNP 顺利获得靶向 HIPK2/p53 途径增加 sEV 生物利用度并缓解 NPSC 衰老，从而减轻 IDD。该工作以更少的sEV实现了更好的再生效果，为sEV应用于IDD治疗奠定了理论基础。

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