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【2023-41期】This Week in Extracellular Vesicles

【2023-41期】This Week in Extracellular Vesicles

  • 分类:新闻
  • 作者:澳门新莆京游戏大厅
  • 来源:澳门新莆京游戏大厅
  • 发布时间:2023-10-30
  • 访问量:127

【概要描述】

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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篇文章介绍了一种新的单细胞外囊泡分析策略;第2篇文章介绍了从血液中直接分离细胞外囊泡的新微流控策略;第5篇文章报道了工程化细胞外囊泡用于治疗心脏疾病;第7、8两篇文章都是条码技术在细胞外囊泡分析中的应用;第12篇文章是使用细胞外囊泡进行药物装载策略的标准化倡议。

1. Double Digital Assay for Single Extracellular Vesicle and Single Molecule Detection.
用于单个细胞外囊泡和单分子检测的双数字测定。
[Adv Sci (Weinh)] PMID: 37802976
摘要:细胞外囊泡(EV)已成为疾病诊断生物标志物的一个有前途的来源。然而,鉴于细胞外囊泡样本所携带的生物标志物表达水平较低,以及其复杂的物理和生物学特性,当前的细胞外囊泡诊断方法面临着巨大的挑战。在此,开发了一种高度灵敏的双数字测定法,可以对单个 EV 中的各个分子进行绝对定量。由于单个 EV 的蛋白质相对丰度较低,因此集成了酪酰胺信号放大 (TSA) 以增加用于评估的荧光信号读数。通过集成微流控技术,成功展示了该技术对单个细胞外囊泡的划分能力,证明了该技术的数字划分能力。然后应用该设备检测源自黑色素瘤细胞系的单个 EV 中的单个 PD-L1 蛋白,发现每个 EV 表达约2.7 个分子,证明该系统适用于分析重要的预后和诊断癌症治疗反应、转移状态和肿瘤进展的生物标志物。准确定量单个 EV 中稀有丰度蛋白质分子的能力将有助于理解 EV 异质性和发现 EV 亚型作为新的生物标志物。

2.Direct isolation of small extracellular vesicles from human blood using viscoelastic microfluidics.
使用粘弹性微流体直接从人血液中分离小细胞外囊泡。
[Sci Adv] PMID: 37801500
摘要:含有脂质、核酸和蛋白质的小细胞外囊泡(sEV;<200 nm)被认为是多种疾病的有希望的生物标志物。从血液中分离 sEV 的传统方法与常规临床工作流程不兼容,严重阻碍了血液来源的 sEV 在临床环境中的利用。在这里,我们提出了一个简单的、基于粘弹性的微流体平台,用于从人类血液中无标记分离 sEV。该装置的分离性能通过从全血中分离荧光 sEV 进行评估,纯度和回收率分别超过 97% 和 87%。值得注意的是,与金标准超速离心相比,我们基于粘弹性的微流体方法还显着提高了 sEV 产量,并且通过两种方法纯化的血液来源 sEV 的蛋白质组谱显示出相似的蛋白质组成。为了证明该方法的临床实用性,我们从 20 名癌症患者和 20 名健康捐赠者的血液样本中分离出 sEV,证明在癌症患者的血液中可以观察到升高的 sEV 浓度。

3.miR-182/183-Rasa1 axis induced macrophage polarization and redox regulation promotes repair after ischemic cardiac injury.
miR-182/183-Rasa1 轴诱导巨噬细胞极化和氧化还原调节促进缺血性心脏损伤后的修复。
[Redox Biol] PMID: 37801856
摘要:很少有治疗方法能够显着改善缺血性心脏损伤(ICI)后的心脏结构和功能。我们可能的解释是局部炎症反应的激活会对缺血性损伤后的心脏修复过程产生负面影响。可以改变免疫反应的因素,包括血浆中细胞因子水平的显着改变以及心肌梗塞后巨噬细胞和T细胞向心肌中的促修复表型极化,是减少心肌损伤后梗塞面积和损伤的有效策略。我们之前的研究表明皮质骨干细胞(CBSC)在 ICI 后具有修复作用。在我们目前的研究中,我们发现 CBSC 的有益作用似乎是由其细胞外囊泡 (CBSC-EV) 中的 miRNA 介导的。我们的研究表明,与盐水处理的动物相比,CBSC-EV 处理的动物表现出疤痕尺寸减小、结构重塑减弱、心脏功能改善。这些效应与免疫反应的改变有关,血浆中细胞因子水平显着改变,以及心肌梗死后心肌中巨噬细胞和T细胞向促修复表型的极化。我们详细的体外研究表明,CBSC-EV 富含 miR-182/183,可通过 Ras p21 蛋白激活剂 1 (RASA1) 轴介导巨噬细胞中的促修复极化和代谢重编程,包括增强 OXPHOS 速率和减少 ROS。总之,CBSC-EV 提供独特的分子货物,例如富集的 miR-182/183,通过调节巨噬细胞极化和代谢重编程以增强修复来调节 ICI 后的免疫反应。

4.Nanotopographical Cues Tune the Therapeutic Potential of Extracellular Vesicles for the Treatment of Aged Skeletal Muscle Injuries.
纳米拓扑线索调整细胞外囊泡治疗老年骨骼肌损伤的治疗潜力。
[ACS Nano] PMID: 37797946
摘要:骨骼肌再生依赖于肌肉干/祖细胞(MPC)从激活到增殖并最终分化的严格时间调控谱系进程。然而,随着衰老,MPC 谱系进展被破坏和延迟,最终导致肌肉再生受损。细胞外囊泡(EV)作为促进组织再生的下一代疗法引起了广泛关注。作为临床转化的下一步,需要调控 EV 对下游细胞靶标的影响的策略。在这里,我们开发了一种工程策略,利用纳米拓扑线索来调整 EV 的治疗潜力。我们发现,在平坦基质上培养的年轻 MPC(fEV)释放的 EV 促进了老化 MPC的增殖,而在纳米光栅(nEV)上培养的 MPC 释放的 EV 促进了肌源性分化。然后,我们采用生物工程 3D 肌肉老化模型来优化给药方案,并以高通量方式测试 fEV 和 nEV 的治疗潜力。我们发现,在 MPC 增殖扩张阶段(即损伤后 1 天)顺序施用 fEV,然后在 MPC 分化阶段(即损伤后 3 天)施用 nEV,可显着增强衰老肌肉的再生能力。程度高于单独或混合交付的 fEV 和 nEV。肌纤维尺寸增加和功能恢复改善证明了序贯 EV 治疗策略的有益效果在体内得到了进一步验证。总的来说,我们的研究证明了地形线索调节EV 治疗潜力的能力,并强调了优化 EV 给药策略以加速衰老骨骼肌再生的重要性。

5.Engineered small extracellular vesicle-mediated NOX4 siRNA delivery for targeted therapy of cardiac hypertrophy.
工程化的小细胞外囊泡介导的 NOX4 siRNA 递送用于心脏肥大的靶向治疗。
[J Extracell Vesicles] PMID: 37795828
摘要:小干扰RNA (siRNA) 疗法被认为是治疗心脏肥大的有效治疗策略,心脏肥大是随后心脏发病和死亡的重要危险因素。然而,缺乏安全有效的体内递送siRNA是扩大其临床应用的主要挑战。小细胞外囊泡 (sEV) 是一种很有前途的 siRNA 递送系统,但其细胞/组织特异性靶向能力有限。在这项研究中,通过将心脏靶向肽(CTP)与人外周血来源的 sEV(PB-EV)结合,使用基于生物正交无铜点击化学。实验结果表明,CEV具有典型的sEV特性和优异的心脏靶向能力。此外,为了治疗心脏肥大,CEV 负载有 NADPH 氧化酶 4 (NOX4) siRNA (siNOX4)。因此,CEVs@siNOX4 治疗增强了具有 siRNA 保护和心脏靶向能力的 CEVs 的体外抗肥厚作用。此外,向血管紧张素II(Ang II)治疗的小鼠静脉注射CEVs@siNOX4可显着改善心脏功能,减少纤维化和心肌细胞横截面积,且副作用有限。总之,CEV 的利用代表了治疗性 siRNA 的心脏靶向递送的有效策略,并为心脏肥大的治疗带来了巨大的希望。

6.Bio-clickable, small extracellular vesicles-COCKTAIL therapy for ischemic stroke.
生物可点击的小细胞外囊泡 - COCKTAIL 治疗缺血性中风。
[J Control Release] PMID: 37793483
摘要:通过血脑屏障递送大的治疗分子来治疗缺血性中风仍然具有挑战性。NR2B9c 是一种有效的神经保护肽,但要将其安全且有针对性地递送至大脑需要高效、自然且非免疫原性的递送技术。小细胞外囊泡(sEV)作为一种非免疫原性的天然货物输送系统已显示出巨大的潜力;然而,需要对其低效的大脑靶向进行定制。在这里,我们通过生物正交点击化学反应将狂犬病病毒糖蛋白 29 与 sEV 表面偶联,然后加载NR2B9c,最终生成中风特异性治疗 COCKTAIL (sEVs-COCKTAIL)。体外培养原代神经元和 Neuro-2a 细胞,并使用短暂的大脑中动脉闭塞模型进行体内研究,以评估sEVs-COCKTAIL 的神经元靶向和抗缺血性中风潜力。生物可点击的 sEV 被神经元而非神经胶质细胞选择性地吸收。在缺氧-葡萄糖剥夺的体外缺血性中风模型中,sEVs-COCKTAIL表现出对抗活性氧和细胞凋亡的显着潜力。体内研究进一步证明了生物可点击 sEV 的大脑靶向性和半衰期延长,将 NR2B9c 递送至缺血性大脑并减少中风损伤。 sEVs-COCKTAIL 治疗可显着促进短暂大脑中动脉闭塞后的行为恢复并减少神经元凋亡。 NR2B9c 被递送至与突触后密度蛋白 95 结合的神经元,抑制 N-甲基-d-天冬氨酸受体介导的氧化应激过度产生,并减轻蛋白 B 细胞淋巴瘤 2 和 P38 蛋白的表达。我们的结果为靶向输送系统提供了一种有效且生物相容的方法,这是一种有前途的中风治疗方式。

7.Simultaneous subset tracing and miRNA profiling of tumor-derived exosomes via dual-surface-protein orthogonal barcoding.
通过双表面蛋白正交条形码对肿瘤来源的外泌体进行同步子集追踪和 miRNA 分析。
[Sci Adv] PMID: 37792944
摘要:基于 miRNA 的液体活检的临床潜力在很大程度上受到血浆来源的异质性和繁琐的检测过程的限制。在这里,我们开发了一种精确而强大的方法,称为双表面蛋白引导的肿瘤源性外泌体正交识别和 microRNA 原位分析 (SORTER),以检测肿瘤源性外泌体 miRNA 并提高前列腺的诊断准确性癌症(前列腺癌)。SORTER使用两种针对外泌体标记物CD63和肿瘤标记物EpCAM的变构适体来创建正交标记条形码并实现肿瘤特异性外泌体亚型的选择性分选。此外,肿瘤源性外泌体上的标记条形码启动了与脂质体探针的靶向膜融合,以导入 miRNA 检测试剂,从而能够对肿瘤源性外泌体 miRNA 进行原位敏感分析。SORTER 具有 6 个 miRNA的特征,能够以 100% 的准确度区分 PCa 和良性前列腺增生。值得注意的是,转移性和非转移性PCa分类的诊断准确率达到90.6%。我们预计 SORTER 将促进基于 miRNA 的液体活检的临床适应性。

8.Machine-Learning-Assisted Procoagulant Extracellular Vesicle Barcode Assay toward High-Performance Evaluation of Thrombosis-Induced Death Risk in Cancer Patients.
机器学习辅助促凝血细胞外囊泡条形码测定对癌症患者血栓形成引起的死亡风险进行高性能评估。
[ACS Nano] PMID: 37791763
摘要:静脉血栓栓塞(VTE)是癌症患者最致命的并发症。不幸的是,由于缺乏准确有效的评估方法,VTE经常被误诊,可能导致医疗干预迟缓甚至猝死。在此,我们提出了一种由 TiO2 纳米花 (TiNF) 组成的快速、易于操作、高度特异性和高度敏感的促凝血细胞外囊泡条形码 (PEVB) 测定法,用于直观评估癌症患者的 VTE 风险。TiNF 通过 TiO2-磷脂分子相互作用以及 TiNF 和 EV 之间的拓扑相互作用的协同效应,表现出快速无标记 EV 捕获能力。PEVB 检测可以通过将基于 TiNFs 的 EV 捕获和原位 EV促凝能力测试与机器学习辅助的临床数据分析相结合,从普通血浆样本中评估潜在的 VTE 风险。我们通过筛选 167 名癌症患者,证明了这种 PEVB 检测在 VTE 风险评估中的可行性,以及高特异性(97.1%)和高敏感性(96.8%),完全超过了非特异性和后验的传统 VTE 检测。我们共同提出了一个 TiNF 平台,可以对癌症患者的 VTE 进行高度准确和及时的诊断。

9.Small EV-based delivery of CpG ODNs for melanoma postsurgical immunotherapy.
基于小型 EV 的 CpG ODN 递送,用于黑色素瘤术后免疫治疗。
[J Control Release] PMID: 37778468
摘要:阻断程序性细胞死亡蛋白 1 (PD-1) 是黑色素瘤的有效治疗策略。然而,由于抗PD-1抗体(aPD-1)的反应率较低,患者术后经常出现肿瘤复发。在这项研究中,我们开发了一种原位喷雾纤维蛋白凝胶,其中表达含有胞嘧啶-鸟嘌呤寡脱氧核苷酸 (CpG ODN) 修饰的卵清蛋白 (OVA) 抗原的骨髓树突状细胞 (DC) 衍生小细胞外囊泡 (DC-sEVs) 和 aPD -1。CpG ODN 可以通过刺激肿瘤浸润树突细胞 (TIDC) 和肿瘤引流淋巴结 (TDLN) 中 DC 的成熟和激活来激活具有强大免疫刺激作用的 DC。此外,DC-sEV 可以将OVA 递送至相同的 DC,从而导致抗原呈递细胞 (APC) 特异性表达肿瘤抗原。简而言之,aPD-1 与免疫佐剂和肿瘤抗原的共定位递送的独特协同组合增强了抗肿瘤 T 细胞免疫。这有效地减弱了局部肿瘤的复发和转移。我们的结果表明,CpG ODN 的双重激活可延长小鼠的生存期并降低不完全肿瘤切除模型中的复发率,为预防B16-F10-OVA 黑色素瘤复发和转移提供了一种有前途的方法。

10.Lactobacillus-derived extracellular vesicles counteract Aβ42-induced abnormal transcriptional changes through the upregulation of MeCP2 and Sirt1 and improve Aβ pathology in Tg-APP/PS1 mice.
乳杆菌来源的细胞外囊泡通过上调 MeCP2 和 Sirt1 抵消 Aβ42 诱导的异常转录变化,并改善 Tg-APP/PS1 小鼠的 Aβ 病理学。
[Exp Mol Med] PMID: 37704750
摘要:越来越多的证据表明益生菌有益于治疗阿尔茨海默病 (AD)。然而,特定益生菌改变 AD 病理生理学的机制尚不清楚。在本研究中,我们研究了副干酪乳杆菌来源的细胞外囊泡 (Lpc-EV) 是否可以直接作用于神经元细胞,以改变 Tg-APP/PS1 大脑中淀粉样蛋白 -β (Aβ) 诱导的转录变化和 Aβ老鼠病理学。Lpc-EV 治疗HT22 神经元细胞可抵消 Aβ 诱导的脑源性神经营养因子(Bdnf)、神经营养蛋白 3 (Nt3)、Nt4/5 和 TrkB 受体的下调,并逆转 Aβ 诱导的多种核因子表达的改变,包括甲基 CpG 结合蛋白 2 (Mecp2) 和 Sirtuin 1 (Sirt1) 的下调。系统性 siRNA 介导的敲低实验表明,Lpc-EV 对 Bdnf、Nt3、Nt4/5 和 TrkB 的上调是通过多个表观遗传因子介导的,这些表观遗传因子的激活集中在 Mecp2 和 Sirt1 上。此外,Lpc-EV可逆转 Aβ 诱导的 Aβ 降解蛋白酶基质金属蛋白酶 2 (Mmp-2)、Mmp-9 和脑啡肽酶 (Nep) 的下调,这些酶的上调也受 MeCP2 和 Sirt1 控制。Lpc-EV治疗可恢复Bdnf、Nt4/5、TrkB、Mmp-2、Mmp-9和Nep的下调表达;诱导海马区 MeCP2 和 Sirt1 的上调;减轻大脑中 Aβ 的积累和神经炎症反应;并减轻 Tg-APP/PS1 小鼠的认知能力下降。这些结果表明,Lpc-EV 货物含有一种神经活性成分,可通过上调 MeCP2 和 Sirt1 上调神经营养因子和 Aβ 降解蛋白酶(Mmp-2、Mmp-9 和 Nep)的表达,并改善 Aβ 病理学和 Tg-APP/PS1 小鼠的认知缺陷。

11.Neuronal extracellular vesicles and associated microRNAs induce circuit connectivity downstream BDNF.
神经元细胞外囊泡和相关的 microRNA 诱导 BDNF 下游的信号连接。
[Cell Rep] PMID: 36753414
摘要:细胞外囊泡 (EV) 已成为细胞通讯的介质,部分是通过传递相关的 microRNA (miRNA),即调节基因表达的小非编码 RNA。我们发现脑源性神经营养因子(BDNF)介导神经元源性 EV 中 miR-132-5p、miR-218-5p和 miR-690 的排序。BDNF 诱导的 EV 反过来会增加受体海马神经元的兴奋性突触形成,这取决于这些 miRNA 的神经元间传递。转录组分析进一步表明 BDNF 诱导的 EV 发育和突触发生相关基因的差异表达,其中许多是 miR-132-5p、miR-218-5p 和 miR-690 的预测靶标。此外,BDNF诱导的EV以可传递的方式上调突触小泡(SV)聚集,从而增加突触传递和同步神经元活动。由于 BDNF 和 EV-miRNA miR-218 和 miR-132 先前与焦虑和抑郁等神经精神疾病有关,因此我们的结果有助于更好地理解以异常神经回路连接为特征的疾病。

12.Standardization Approaches for Extracellular Vesicle Loading with Oligonucleotides and Biologics.
寡核苷酸和生物制剂细胞外囊泡负载的标准化方法。
[Small] PMID: 37287374
摘要:细胞外囊泡(EV)因其作为药物输送系统的潜力而被广泛认可。EV 是从细胞中脱落的膜状纳米颗粒。它们的天然特征之一是能够保护货物分子免遭降解并使其功能内化到靶细胞中。特别是生物或仿生大分子 (LM),如核酸、蛋白质、肽等,可以从用于药物输送目的的 EV 封装中获益。在过去的几年里,人们针对不同的模型探索了多种加载方法。迄今为止,细胞外囊泡药物输送领域缺乏标准化,阻碍了它们的可比性。目前,提出了第一个 EV 载药报告框架和工作流程。本次审查的目的是总结这些不断发展的标准化方法,并将最近开发的方法纳入背景。这将增强未来 EV 载药工作与 LM 的可比性。


今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见!



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