【2019-05期】This Week in Extracellular Vesicles
春节马上就到了，hzangs在这里住大家春节快乐，希望在未来的一年大家实验顺利、身体健康哦！本周hzangs在最新文献中选取了7篇分享给大家，第1篇文章介绍了UBL3修饰对于蛋白分选进入小细胞外囊泡的作用，这是近年来为数不多的细胞外囊泡蛋白分选机制研究报道之一，而且UBL3这篇报道应该是涉及蛋白（1241种）最多的一篇了；第2、3、4篇都涉及到利用外周血中的中枢神经系统来源细胞外囊泡监测中枢神经状态，近几个月这一领域的热度在逐渐上升。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. UBL3 modification influences protein sorting to small extracellular vesicles.
UBL3修饰影响蛋白质分选到小细胞外囊泡。
[Nat Commun] IF=12.353 PMID：30258067
摘要：外泌体是一种来自多泡体（MVB）的小细胞外囊泡（sEVs），通过转运蛋白质，mRNA和miRNA介导细胞间通讯。然而，蛋白质进入sEV的分子分选机制尚不完全清楚。在这里，我们报告了泛素样3（UBL3）/膜锚定Ub蛋白（MUB）充当翻译后修饰（PTM）因子，其调节蛋白质分选进入sEV的过程。我们发现UBL3修饰对于分选进入MVB和sEV是必不可少的。我们还观察到，与野生型小鼠相比，从Ubl3敲除小鼠中纯化的sEV中总蛋白水平降低了60％。通过进行蛋白质组学分析，我们发现了1241种UBL3相互作用蛋白，包括Ras。我们的研究结果还显示了UBL3直接修饰Ras和致癌RasG12V突变体，并且UBL3表达通过UBL3修饰增强RasG12V进入sEV的分选。总的来说，这些结果表明UBL3的翻译后修饰影响蛋白质对sEV的分选。
PS：细胞外囊泡中蛋白是如何被分选进入细胞外囊泡的，这一过程是目前研究比较欠缺的领域，这篇文章发现泛素样3（UBL3）修饰介导了蛋白进入细胞外囊泡的过程，敲除Ubl3后，小鼠细胞外囊泡中的蛋白总量会有明显下降。很有意义的一篇研究报道。
2. Exosomes - beyond stem cells for restorative therapy in stroke and neurological injury.
外泌体-中风和神经损伤的恢复性治疗中的新选择。
[Nat Rev Neurol] IF=19.819 PMID：30700824
摘要：中风是全球范围内残疾的主要原因，脑损伤摧毁了患者及其家庭，但目前市场上没有任何药物能促进神经功能恢复。研究发现中风或损伤后脑重塑导致的功能上有限的自发恢复确实会发生，并且已经使用基于细胞的疗法来促进这些内源性过程。越来越多的证据表明，这种基于细胞的疗法的积极作用是由施用细胞释放的外泌体介导的，并且这些外泌体中的microRNA发挥了主要的治疗效果。这一证据暗示单独施加外泌体可能用具有促进神经修复疗的能力，并且可以通过定制外泌体来最大化临床益处。因此，研究者们正在积极研究外泌体作为脑疾病治疗的潜力。在本综述中，我们讨论了外泌体的当前知识以及我们对内源性神经血管重塑事件影响相关知识的进展。我们还考虑了基于外泌体的方法来进行脑损伤修复的治疗潜力，改善中风预后的可能性，对创伤性脑损伤和其他疾病恢复的潜在作用，其中促进神经恢复可能是一种外泌体临床应用的可行的治疗策略。
PS：随着细胞外囊泡领域的不断进展，越来越多的研究报道开始关注细胞外囊泡在神经损伤修复过程中的作用，已经有越来越多的数据佐证细胞外囊泡对神经损伤修复过程的有益作用，这篇综述文章介绍了目前的研究进展。
3. New windows into the brain: Central nervous system-derived extracellular vesicles in blood.
进入大脑的新窗口：血液里中枢神经系统来源的细胞外囊泡。
[Prog Neurobiol] IF=14.163 PMID：30685501
摘要：细胞外囊泡（EV），包括外泌体和微囊泡，几乎所有细胞类型都会释放细胞外囊泡，它们会携带蛋白和核酸，这些蛋白和核酸因来源细胞而异。它们被认为在正常中枢神经系统（CNS）功能和神经障碍中起关键作用。最近揭示的EV的关键特征表明它们可能在CNS和外围循环之间传播。这种特性引起人们对细胞外囊泡如何作为毒性蛋白清除载体以及作为中枢神经系统疾病生物标志物易于获取的来源的浓厚兴趣。此外，它们可以绕过血脑屏障，因此经修饰的细胞外囊泡可以作为针对特定神经元群体的独特药物递送系统。目前需要需要进一步开展和优化技术，以实现相关细胞外囊泡群体的高产量捕获，分析单个细胞外囊泡及其货物，并初步验证独立群组中细胞外囊泡衍生生物标记物的可行性。
PS：由于血脑屏障的存在使得很多疾病都无法入侵大脑，这也使得我们获得了更好的免疫能力。但是由于血脑屏障的存在，也使得我们很难通过外周血液的情况来检测中枢神经系统的状态，在中枢神经系统出现异常后也很难将药物递送到中枢神经系统。随着细胞外囊泡研究的不断深入，学者们开始意识到细胞外囊泡具有穿越血脑屏障的能力，这使得以细胞外囊泡为媒介洞悉中枢神经系统状态和递送药物到中枢神经系统成为一种可能。这篇综述汇总了目前外周血中中枢神经系统来源细胞外囊泡的研究进展，感兴趣的朋友可以读一读。
4. Ultrasensitive immunoprofiling of plasma extracellular vesicles identifies syndecan-1 as a potential tool for minimally invasive diagnosis of glioma.
血浆细胞外囊泡的超敏感免疫筛选发现syndecan-1是微创诊断胶质瘤的潜在工具。
[Clin Cancer Res] IF=10.199 PMID：30679164
摘要：液体活检具有很大的潜力，可以改善手术相关并发症高风险的脑肿瘤患者的监测。我们探索了血浆细胞外囊泡（plEV）超灵敏免疫检测作为非侵入性诊断胶质瘤的工具。使用先进的质谱，纳米粒子跟踪分析和电子显微镜优化PlEV分离和分析。然后，我们建立了一种新方法，该方法结合了尺寸排阻色谱分离和基于邻近延伸测定（PEA）的plEV蛋白的超灵敏免疫捕获，该方法应用于明确的胶质瘤研究队列（n = 82）。在潜在候选者中，我们首次将syndecan-1（SDC1）鉴定为可以区分高级别多形性胶质母细胞瘤（GBM，WHO IV级）和低级别胶质瘤（LGG，WHOII级）的PLEV成分（AUC：0.81）。 ;敏感性：71％;特异性：91％）。这些发现通过ELISA进行了独立验证。肿瘤SDC1 mRNA表达在来自癌症基因组图谱群组的独立神经胶质瘤患者群体中类似地区分GBM和LGG（AUC：0.91;敏感性：79％;特异性：91％）。在使用GBM细胞的实验研究中，我们发现SDC1被有效地分选到分泌的EV。重要的是，我们发现了源自GBM肿瘤的plEV-SDC1的强烈支持性证据，因为plEV-SDC1与匹配的患者肿瘤中的SDC1蛋白表达相关，并且plEV-SDC1在手术后根据手术的程度而相应降低。我们的研究支持循环plEV作为非侵入性诊断和监测胶质瘤工具的概念，这一潜在工具的应用应该能够使该领域更接近改善癌症患者监测管理的目标。
PS：这一文章研究了通过检测循环系统中的细胞外囊泡来进行胶质瘤病人预后监测的可能性并且发现了具有应用潜力的标志物。
5. Near-Infrared Afterglow Semiconducting Nano-polycomplexes for Multiplex Differentiation of Cancer Exosomes.
近红外余辉半导体纳米多络合物用于癌症外泌体的多重分类鉴别。
[Angew Chem Int Ed Engl] IF=12.102 PMID：30702188
摘要：作为携带母细胞核酸信息和蛋白信息的纳米级细胞外载体，外泌体的检测有望用于癌症的早期诊断。然而，具有高特异性和低培养基背景的光学传感器仍然难以用于检测外泌体。我们在此开发出第一个发光纳米传感器，它绕过实时光激发，用于癌症外泌体的多重分类鉴别。这种余辉发光纳米传感器由近红外（NIR）半导体聚电解质（ASPN）与猝灭剂标记的适体静电复合组成。由于ASPN和猝灭剂之间的有效电子转移，纳米复合物（ASPNC）的余辉信号最初被淬灭。然而，适体靶向外泌体的存在增加ASPN /猝灭剂距离，打开余辉信号。因为在光激发停止之后进行余辉检测，所以样本背景信号被极大地最小化，提供的检测极限比细胞培养基中的荧光检测低近两个数量级。更重要的是，ASPNC可以很容易地定制，只需通过改变适体的序列即可用来检测不同的外泌体蛋白。ASPNC的这种结构多功能性使得能够对多个外泌体样品进行正交分析，潜在地允许准确鉴定外泌体的细胞来源用于癌症诊断。
PS：文章介绍了一种外泌体蛋白检测手段。将信号激发和信号采集两个过程分开进行，降低了有激发光带来的背景值，从而提升了检测灵敏度，从事纳米材料或者研究细胞外囊泡分析检测的朋友们可以读一读。
6. Exploitation of the Leishmania exosomal pathway by Leishmania RNA virus 1.
利什曼原虫RNA病毒利用利什曼原虫外泌体途径。
[Nat Microbiol] IF=14.174 PMID：30692670
摘要：利什曼原虫是古老的真核生物，演化过程中保留了外泌体通路。利什曼原虫RNA病毒1 (LRV1)感染的利什曼原虫与双链RNA (dsRNA)病毒引发的一种特别具有侵袭性的黏膜疾病有关。然而，尚不清楚LRV1如何暴露于哺乳动物宿主细胞。在高等真核生物中，已知一些病毒利用宿主外泌体途径进行其形成和细胞间扩散。从而使源自感染细胞的外泌体含有病毒材料或病毒颗粒。在这里，我们研究了LRV1是否利用利什曼原虫外泌体途径来到达细胞外环境。来自LRV1感染的利什曼原虫的外泌体生物化学分析和电子显微镜分析显示，大多数dsRNA LRV1与外泌体实现共分离（即在分离外泌体是会同时得到LRV1），并且一部分病毒颗粒被这些囊泡包围。含有LRV1的外泌体制剂的转移试验表明，LRV1迅速和瞬时地感染了大量利士曼原虫。值得注意的是，这些新感染的寄生虫在小鼠中产生比未感染的寄生虫更严重的病变。此外，与寄生虫和含有LRV1的外泌体共感染的小鼠也发展成更严重的疾病。总的来说，这项工作提供了证据证明利什曼原虫外泌体可以作为病毒包膜起作用，促进LRV1传播并增加哺乳动物宿主的感染性。
PS：目前很多研究结果都表明病毒的形成可能利用了外泌体的形成和释放过程，这篇文章利用利士曼原虫为模型，研究了利士曼原虫病毒LRV1的形成释放过程，证明了LRV1利用利士曼原虫的外泌体形成释放通路完成自己从细胞向外界释放的过程，并且证明带有LRV1的外泌体可以大量感染利士曼原虫。
7. Tumor stem-like cell-derived exosomal RNAs prime neutrophils for facilitating tumorigenesis of colon cancer.
肿瘤干细胞样细胞衍生的外泌体RNA引发中性粒细胞，促进结肠癌的肿瘤发生。
[J Hematol Oncol] IF=7.333 PMID：30683126
摘要：细胞 - 细胞相互作用维持组织稳态并促进肿瘤微环境（TME）的动态改变。癌症和宿主细胞之间的通信不仅促进了疾病的晚期侵袭，而且还决定了癌症患者的治疗反应。尽管有越来越多的证据支持肿瘤浸润性免疫细胞在调节肿瘤免疫中的作用，但目前对异质性肿瘤亚群和免疫细胞之间的相互作用认识依旧很少。我们将来自小鼠结直肠癌细胞系CT26通过肿瘤细胞球体培养进行干性细胞富集，使用同源肿瘤模型研究肿瘤 - 宿主相互作用。进行宿主细胞和肿瘤外泌体的RNA测序分析以鉴定介导CRCSC和免疫细胞之间的交互通讯的分子决定簇。癌症基因组图谱（TCGA）数据库用于验证CRC患者的临床意义。扩增的CT26癌球体显示出增加的干细胞基因表达，增强的球体和克隆形成能力，以及CRCSC特征的升高的肿瘤起始能力。通过检查携带同系肿瘤的小鼠中的免疫细胞组成，在携带CRCSC衍生的肿瘤的小鼠中观察到CD11b + / Ly6GHigh /Ly6CLow中性粒细胞的全身性增加。在体外观察到CRCSC外泌体的分泌增加，并且通过体内追踪，发现CRCSC外泌体被转运至骨髓。此外，CRCSC外泌体延长了骨髓衍生的中性粒细胞的存活。从机制上讲，肿瘤外泌体三磷酸化RNA通过模式识别激活NF-κB信号轴诱导白细胞介素-1β（IL-1β）的表达，以维持中性粒细胞的存活。然后，CRCSC分泌的CXCL1和CXCL2吸引CRCSC引发的中性粒细胞，通过IL-1β促进CRC细胞的肿瘤发生。此外，使用Ly6G特异性抗体（克隆1A8）的中性粒细胞耗竭减弱了CRCSC的致瘤性。在人类标本中，表现出活跃的CRCSC信号的CRC患者（Snail+ IL8 +）显示MPO +中性粒细胞的肿瘤浸润升高，并且MPO表达的高（前10％）预测CRC患者的存活率低。该研究阐明了晚期癌症进展过程中多步CRCSC-中性粒细胞的相互作用。可以开发针对异常中性粒细胞活化的策略以对抗CSC相关的恶性肿瘤。
PS：肿瘤干细胞是肿瘤组织中具有成瘤能力、高药物耐受能力的细胞亚群，目前的研究认为这群细胞在肿瘤的发生发展和预后中都发挥着重要作用，但是肿瘤干性样细胞群体与免疫细胞之间的关系研究并不多见，这篇文章通过干细胞球培养富集了结直肠癌细胞中的干性样细胞群，并且发现他们可以通过外泌体携带生物活性分子与中性粒细胞进行远距离通讯，驯化中性粒细胞表现出促肿瘤表型。更多内容请关注往期推文：台湾国立阳明大学杨慕华课题组：肿瘤干细胞样细胞衍生的外泌体激活中性粒细胞促进结肠癌发生
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