【2021-11期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了10篇分享给大家。第1篇是综述文章，主要探讨了如何评价细胞外囊泡的治疗潜力问题，并且提出了目前存在问题；第2篇文章介绍了利用机械应力提升细胞外囊泡释放量的策略；第4篇文章介绍了使用双层凝胶携带不同的细胞外囊泡通过顺序释放过程在损伤修复的不同时期发挥功能；第8篇文章介绍了特定巨噬细胞来源的细胞外囊泡对肿瘤的杀伤作用，这一结果提示巨噬细胞来源细胞外囊泡的复杂性。

1.Functional assays to assess the therapeutic potentialof extracellular vesicles.

评估细胞外囊泡治疗潜力的功能测定方法。

[J Extracell Vesicles] IF=14.976  PMID：3370836

摘要：开发细胞外囊泡（EV）治疗剂的一个重要方面是识别和量化定义其身份，纯度，无菌性，效力和稳定性的关键特征，以确保其治疗功效的批次间可重复性。除了细胞外囊泡固有的功能外，治疗效果还取决于各种其他参数，例如剂量，应用频率和给药途径，其中一些只能在临床试验中解决。在开始临床试验之前，应在体外或在适当的体内动物模型中通过标准化良好的定量测定法测试EV固有功能。理想情况下，此类测定法可以预测特定的EV制剂是否有可能达到其预期的治疗效果，并且可以进一步发展为正式的效价测定法，如国际人用药品技术要求协调委员会指南所公布的那样。此外，此类测定法应有助于比较不同批次，不同制造平台上或源自不同细胞来源的细胞外囊泡制备物。到目前为止，广泛的体外和体内试验已被用于研究细胞外囊泡的治疗功能。但是，许多人无法准确预测治疗潜力。确实，一些独特的挑战使得难以建立可靠的检测方法来评估细胞外囊泡的治疗潜力，并且难以将这些检测方法发展为正式的效能检测方法。在这里，我们讨论了在体外和体内对EV治疗潜力的测试所面临的挑战和机遇，包括对协调性的需求，正式效能测定的建立以及功能测试的新发展。

 

2. Stimulating Extracellular Vesicles Production fromEngineered Tissues by Mechanical Forces.

通过机械力刺激工程化组织的细胞外囊泡生产。

[Nano Lett] IF=11.238  PMID：33709717

摘要：细胞外囊泡（EVs）已经成为促进组织再生的有前途的策略。然而，克服细胞外囊泡的低产量仍然是将基于细胞外囊泡的疗法转化为临床实践的巨大挑战。当前的细胞外囊泡生产很大程度上依赖于二维细胞培养，这不仅与细胞的生理相关性较低，而且还需要大量的培养基和空间。在这项研究中，我们设计了从牙髓或脂肪组织或骨骼肌细胞中植入干细胞的组织，并通过在生物反应器中施加机械刺激（包括流动和拉伸）显着提高了EV的产量。进一步的机械研究表明，该过程是由yes相关蛋白（YAP）机械敏感性介导的。在2D支架上通过机械刺激牙髓干细胞产生的EV在诱导轴突发芽方面比2D支架具有更高的能力。我们的结果证明了该策略有望提高细胞外囊泡的产量并优化其功能以实现临床转化。

 

3. Small extracellular vesicles ameliorate peripheralneuropathy and enhance chemotherapy of oxaliplatin on ovarian cancer.

小细胞外囊泡改善周围神经病变并增强奥沙利铂对卵巢癌的化疗。 

[J Extracell Vesicles] IF=14.976  PMID：33728031

摘要：目前尚无针对化学疗法诱发的周围神经病（CIPN）的有效治疗方法。小细胞外囊泡（sEVs）促进细胞间通讯并介导神经功能和肿瘤进展。我们发现，用衍生自脑内皮细胞（CEC-sEVs）的sEV结合化学药物奥沙利铂治疗带有卵巢肿瘤的小鼠，可通过减少奥沙利铂损害的髓鞘形成和坐骨神经神经纤维而强烈降低奥沙利铂诱导的CIPN，并减少肿瘤大小显着增强奥沙利铂的化疗。联合疗法显着增加了一组富含于sEV的miRNA，但显着减少了坐骨神经和肿瘤组织中奥沙利铂增加的蛋白。生物信息学分析显示，改变的miRNA和蛋白质形成了两个分别调控神经病变和肿瘤生长的不同网络。静脉注射的CEC-sEVs通过坐骨神经和癌细胞的轴突内化。CEC-sEV货物miRNA的减少消除了CEC-sEV对奥沙利铂抑制的轴突生长以及卵巢癌细胞中抗癌作用放大的影响，这表明受体细胞中miRNA和蛋白质网络的改变有助于肿瘤的发生。CEC-sEVs对CIPN的治疗作用。总之，本研究表明，CEC-sEVs在患有卵巢肿瘤的小鼠中抑制了CIPN并增强了奥沙利铂的化学疗法。

 

4. Sequential Release of Small Extracellular Vesiclesfrom Bilayered Thiolated Alginate/Polyethylene Glycol Diacrylate Hydrogels forScarless Wound Healing.

从双层硫代海藻酸盐/聚乙二醇二丙烯酸酯水凝胶有序释放小细胞外囊泡，以实现促进无创伤口愈合。 

[ACS Nano] IF= 14.588 PMID：33723994

摘要：过多的疤痕形成会对患者产生不利的生理和心理影响；因此，迫切需要一种用于快速伤口愈合和减少疤痕形成的治疗策略。本文中，制备了双层硫醇化藻酸盐/ PEG二丙烯酸酯（BSSPD）水凝胶，用于依次释放在不同伤口愈合阶段起作用的小细胞外囊泡（sEVs），以实现快速，无疤痕的伤口愈合。骨髓来源的间充质干细胞（B-sEVs）分泌的sEVs从水凝胶的下层释放出来，通过在早期炎症和增殖阶段加速成纤维细胞和内皮细胞的增殖和迁移，从而促进血管生成和胶原蛋白沉积，而富含miR-29b-3p骨髓来源间充质干细胞释放的sEV，从水凝胶的上层释放出来，并抑制了后期增殖和成熟阶段的过度毛细管增殖和胶原蛋白沉积。在大鼠和兔耳的全层皮肤缺损模型中，在负载B-sEV的BSSPD治疗后的不同时间点评估伤口修复率，血管生成和胶原蛋白沉积。有趣的是，在体内模型的成熟阶段结束时，用BSSPD加载了sEV进行顺序释放的组（SR-sEVs @ BSSPD）的组织显示出更均匀的血管结构分布，更规则的胶原蛋白排列以及更低的增生性瘢痕组织的体积要比其他组的组织大。因此，成功设计了基于皮肤修复阶段的SR-sEVs @ BSSPD，并有望作为无细胞疗法用于无创伤口愈合。

 

5. The emerging role of exosomes in Alzheimer's disease.

外泌体在阿尔茨海默氏病中的新兴作用。 

[Ageing Res Rev] IF=10.616  PMID：33727157

摘要：以记忆力减退和认知功能下降为特征的阿尔茨海默氏病（AD）是最普遍的神经退行性疾病，占痴呆症病例的60-80％。但是，迄今为止，尚没有有效的治疗方法可以减缓或阻止AD的进展。外泌体是小的细胞外小泡，带有一些成分，例如功能性信使RNA，非编码RNA，蛋白质，脂质，DNA及其源细胞的其他生物活性物质。在大脑中，外泌体可能来自几乎所有细胞类型，并参与细胞通讯以调节细胞功能。关于外泌体及其成分在AD病理过程中的作用的迄今积累的证据表明它们作为AD的其他生物标志物和治疗靶标的重要性。这篇综述总结了关于外泌体在AD的发病机理，诊断和治疗中作用的最新报道。

 

6. Integrated Bioactive Scaffold withPolydeoxyribonucleotide and Stem-Cell-Derived Extracellular Vesicles for KidneyRegeneration.

整合的生物活性支架与聚脱氧核糖核苷酸和干细胞衍生的细胞外囊泡促进肾脏再生。

[ACS Nano] IF=14.588  PMID：33724774

摘要：肾脏组织工程和再生方法为慢性肾脏疾病的治疗提供了巨大的潜力，但是肾脏组织的复杂性在应用再生医学进行肾脏组织再生方面提出了额外的挑战。在这项研究中，由聚乳酸-乙醇酸（PLGA，P），氢氧化镁（MH，M）和猪肾细胞外基质（kECM，E）组成的多孔气动微挤压（PME）复合支架是用生物活性化合物，聚脱氧核糖核苷酸（PDRN）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）/干扰素-γ（IFN-γ）引发的间充质干细胞衍生的细胞外囊泡（TI-EV）进行功能化，以改善再生和维持功能性肾组织。PDRN和TI-EV的组合在包括细胞增殖，血管生成，纤维化和炎症在内的再生过程中显示出显着的协同作用。此外，与部分肾切除术小鼠模型中现有的PME支架相比，PME / PDRN / TI-EV支架诱导了有效的肾小球再生和肾功能的恢复。因此，将来自PDRN和TI-EV的生化线索与来自包含MH和kECM的多孔PLGA支架的生物物理线索相结合的这种集成的生物活性支架可用作用于肾脏组织再生的高级组织工程平台。

 

7. Exosome-guided bone targeted delivery of Antagomir-188as an anabolic therapy for bone loss.

外泌体引导的骨靶向递送Antagomir-188作为一种合成代谢疗法来治疗骨质流失。

[Bioact Mater] IF=8.724  PMID：33718671

摘要：骨髓间充质干细胞（BMSCs）从成骨到成脂的分化过程是许多病理性骨质流失状况的特征。基质细胞衍生因子-1（SDF1）在骨髓中高度富集，可用于C-X-C基序趋化因子受体4（CXCR4）阳性造血干细胞（HSC）归巢和肿瘤骨转移。在这项研究中，我们在源自基因工程NIH-3T3细胞的外泌体表面展示了CXCR4。CXCR4 +外泌体选择性地积聚在骨髓中。然后，我们将CXCR4 +外泌体与携带antagomir-188的脂质体融合，以产生杂交纳米颗粒（NP）。杂种NPs特别聚集在骨髓中并释放antagomir-188，从而促进成骨作用并抑制BMSCs的脂肪生成，从而逆转了与年龄有关的小梁骨损失并降低了小鼠的皮质骨孔隙度。综上所述，这项研究提出了一种通过CXCR4表面展示获得以骨为目标的外泌体的新方法，以及一种与年龄有关的骨质流失的有前途的合成代谢治疗方法。

 

8. Extracellular vesicles derived from macrophagesdisplay glycyl-tRNA synthetase 1 and exhibit anti-cancer activity.

源自巨噬细胞的细胞外囊泡携带甘氨酰-tRNA合成酶1并表现出抗癌活性。 

[J Extracell Vesicles] IF=14.976  PMID：33708357

摘要：糖基-tRNA合成酶1（GARS1）是巨噬细胞分泌的胞质酶，可促进癌细胞的凋亡。但是，尚未阐明GARS1分泌的潜在机制。在这里，我们报告GARS1是通过具有20-58 nm（平均直径：36.9 nm）的流体动力学直径和1.13-1.17 g / ml密度的独特细胞外囊泡（EVs）分泌的。GARS1通过棕榈酰化的C390残基固定在这些细胞外囊泡的表面。蛋白质组学分析确定了164种蛋白质，这些蛋白质在含GARS1的细胞外囊泡（GARS1-EV）中独特地富集。在确定的因素中，胰岛素样生长因子II受体和波形蛋白也有助于GARS1-EV的抗癌活性。这项研究确定了包含GARS1和各种细胞内因子的独特分泌囊泡，这些囊泡参与了针对肿瘤发生的免疫防御反应。

 

9. Microglial derived extracellular vesicles activateautophagy and mediate multi-target signaling to maintain cellular homeostasis.

小胶质细胞来源的细胞外囊泡激活自噬并介导多靶标信号传导以维持细胞稳态。 

[J Extracell Vesicles] IF=14.976  PMID：33708355

摘要：小胶质细胞是中枢神经系统（CNS）的免疫功能细胞，在维持CNS中的细胞稳态方面起着重要作用。这些细胞分泌包括纳米囊泡在内的免疫调节因子，并通过吞噬作用或自噬作用参与细胞碎片的清除。越来越多的证据表明，特别是小细胞外囊泡（EVs）的细胞交换通过细胞间通讯参与了生理和疾病。然而，小胶质细胞外囊泡（M-EVs）对维持小胶质细胞稳态以及M-EVs如何影响其他小胶质细胞亚型的表型和基因功能的贡献尚不清楚。另外，暴露于M-EV的人小胶质细胞中炎症和免疫基因表达模式的经典信号传导途径的知识是有限的。在这里，我们分析了由肿瘤坏死因子α（TNFα）激活或未激活的小胶质细胞BV2细胞体外产生的M-EV的影响。我们表明，M-EVs被小鼠和人类C20小胶质细胞内化，并且小胶质细胞中M-EV的吸收在降解的各个阶段（包括自噬体和自溶酶体）诱导了自噬囊泡。一致地，用M-EV刺激小胶质细胞增加了自噬标记物，微管相关蛋白1A / 1B轻链3B亚型II（LC3B-II）的蛋白质表达，并促进了活细胞中的自噬通量。为了阐明在用M-EV刺激的C20小胶质细胞中在转录水平发生的生物学活性，使用靶向RNA测序对基因表达谱，潜在的上游调节子和富集途径进行了表征。M-EVs刺激的活化小胶质细胞和正常小胶质细胞的炎症和免疫转录组基因组测序显示，与对照细胞相比，涉及多个规范途径，并且涉及神经炎症，炎症小体和凋亡信号通路的关键基因表达降低。在这项研究中，我们提供了一种观点，即体外细胞培养产生的EV的有益活性可能是细胞应激期间自噬的调节。因此，我们使用单一培养系统来研究小胶质细胞-小胶质细胞的串扰，这对于预防和传播脑部炎症非常重要。我们证明，体外产生的小胶质细胞细胞外囊泡能够影响多种生物学途径并促进自噬激活，以维持小胶质细胞的存活和体内稳态。

 

10. An implanted device enables in vivo monitoringof extracellular vesicle-mediated spread of pro-inflammatory mast cell responsein mice.

植入的设备能够在体内监测小鼠中炎性肥大细胞反应的细胞外囊泡介导的传播。 

[J Extracell Vesicles ] IF=14.976  PMID：33708356

摘要：肥大细胞已显示在体外释放细胞外囊泡（EVs）。然而，体内尚无EV介导的肥大细胞通信的信息。在存在或不存在脂多糖（LPS）的情况下，培养来自GFP转基因和野生型小鼠的原代肥大细胞，并将分泌的EV与条件培养基分离。接下来，将肥大细胞衍生的EV与未使用LPS的肥大细胞培养，并监测TNF-α表达的诱导。另外，原发性肥大细胞被接种在扩散室中，该扩散室被植入小鼠的腹膜腔中。扩散室能够将GFP +肥大细胞衍生的EV体内释放到腹膜腔中。评估腹膜灌洗细胞对GFP + EV的摄取和TNF-α的产生。在体外，LPS刺激的肥大细胞衍生的EV被非刺激的肥大细胞有效吸收，并以TLR4，JNK和P38 MAPK依赖性方式诱导TNF-α表达。在体内，使用植入的扩散室，我们证实了肥大细胞源性细胞外囊泡的释放和传播至其他肥大细胞，并随后诱导了TNF-α表达。这些数据显示了EV介导的肥大细胞之间促炎反应的传播，并为源自肥大细胞的EV的生物学作用提供了第一个体内证据。