【2020-10期】This Week in Extracellular Vesicles
本周hzangs在最新文献中选取了9篇分享给大家。第1篇是发表在Nature上的大作，与当年的外泌体PD-L1异曲同工吧；第2篇讲了KLF2异常导致细胞外囊泡miRNA的变化，这是一个细胞外囊泡miRNA的新套路，大家可以学习一下；第3篇综述了目前关于细胞外囊泡携带脂质的功能报道；第4篇文章提出了一种分析血液中单个细胞外囊泡的策略；第5篇介绍了使用细胞胞外囊泡追踪肿瘤病人对治疗响应情况的监测策略。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.Decoy exosomes provide protection against bacterial toxins.
诱饵外泌体可抵抗细菌毒素。
[Nature] IF=43.07 PMID：32132711
摘要：破坏宿主细胞质膜的成孔毒素的产生是细菌病原体（如耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）1-3）的常见毒力策略。然而，尚不清楚宿主物种是否具有能够在感染过程中中和孔形成毒素的先天免疫机制。我们以前表明，自噬蛋白ATG16L1对于保护编码α-毒素4-a孔形成毒素的MRSA菌株是必需的，该毒素与多种目标细胞和组织表面上的金属蛋白酶ADAM10结合。自噬通常涉及将胞质物质靶向溶酶体进行降解。在这里，我们证明ATG16L1和其他ATG蛋白通过内体来源的外泌体-细胞外囊泡上ADAM10的释放介导了针对α毒素的保护。细菌DNA和CpG DNA诱导人细胞以及小鼠分泌带有ADAM10的外泌体。转移的外泌体通过充当可以结合多种毒素的清除剂，在体外保护宿主细胞，并提高了感染了MRSA的小鼠的体内存活率。这些发现表明，ATG蛋白在感染后介导了以前未知的防御形式，促进了外泌体的释放，该外泌体是细菌产生的毒素的诱饵。
PS：细胞外囊泡携带的蛋白发挥受体功能，保护细胞。这个“剧本”在PD-L1相关的肿瘤免疫里也报道过。
2.Therapeutic potential of KLF2-induced exosomal microRNAs in pulmonary hypertension.
KLF2诱导的外泌体microRNA在肺动脉高压中的治疗潜力。
[Nat Commun] IF=11.878 PMID：32132543
摘要：肺动脉高压（PAH）是一种导致右心衰竭的严重肺血管疾病。流激活转录因子Krüppel样因子2（KLF2）的稳态作用在PAH中受到损害。在这里，我们研究发现KLF2诱导的外泌体microRNA，miR-181a-5p和miR-324-5p共同发挥作用，以减弱肺血管重构，并且它们的作用由Notch4和ETS1以及血管稳态的其他关键调节因子介导。临床前PAH，特发性PAH和可遗传的PAH伴有错义p.H288Y KLF2突变，KLF2，miR-181a-5p和miR-324-5p的表达降低，而它们的靶基因水平升高。miR-181a-5p和miR-324-5p的治疗性补充可降低患者衍生细胞中的增殖和血管生成反应，并减轻PAH小鼠的疾病进展。这项研究表明，减少的KLF2信号传导是人类PAH的共同特征，并突显了KLF2调控的外泌体miRNA在PAH和与血管重塑相关的其他疾病中的潜在治疗作用。
PS：这是一篇细胞外囊泡相关miRNA的报道，但是与其他的又有所不同。研究KLF2转录因子入手，发现肺动脉高压患者KLF2有突变，进而导致特定miRNA的表达异常，这些miRNA通过细胞外囊泡发挥的正常功能丧失，最终导致肺动脉高压。很有意思的报道。
3.An emerging focus on lipids in extracellular vesicles.
对细胞外囊泡中脂质的关注。
[Adv Drug Deliv Rev] IF=15.519 PMID：32151658
摘要：细胞外囊泡包含脂质双层膜，该膜保护被囊封的材料（例如蛋白质，核酸，脂质和代谢物）免受细胞外环境的侵害。这些囊泡通过不同的机制从细胞释放。近年来，已经研究了细胞外囊泡作为不同疾病的可能生物标志物，作为药物递送的生物纳米颗粒，并且在基础研究中被作为理解生物膜结构和参与囊泡运输的机制的工具。脂质是细胞外囊泡必不可少的分子成分，但是目前我们对脂质组成和这些囊泡中脂质功能的了解有限。然而，随着人们逐渐认识到它们在细胞外囊泡中的作用，研究界对这些分子的兴趣正在增加。在这篇评论中，我们将介绍该领域的现状并描述推动该领域发展所需的条件。
PS：细胞外囊泡相关研究中最多的报道是关于RNA的，其次就是蛋白了，细胞外囊泡的脂质成分研究却很少，这可能主要是由于技术手段限制以及研究群体本来就小导致的。这篇文章综述了目前细胞外囊泡相关的脂质研究。值得留着备用。
4.label-free identification and chemical characterisation of single extracellular vesicles and lipoproteins by synchronous Rayleigh and Raman scattering.
通过同步瑞利和拉曼散射对单个细胞外囊泡和脂蛋白进行无标记的鉴定和化学表征。
[J Extracell Vesicles] IF=11 PMID：32158522
摘要：血液中存在的细胞外囊泡（EVs）来自不同来源的细胞，例如红细胞（RBC），血小板和白细胞。在患有癌症的患者中，一小部分细胞外囊泡源自肿瘤细胞，其负荷与不良的临床预后相关。这些肿瘤来源的细胞外囊泡（tdEVs）的鉴定非常困难，因为它们与不同来源组织的EVs和相同大小范围内的大量脂蛋白（LP）围绕。为了从大量其他颗粒中检测出tdEV，单颗粒技术是必要的。在此，同步瑞利和拉曼散射用于该目的。光散射技术的这种组合基于瑞利散射来识别被光学捕获的单个粒子，并基于拉曼散射来区分粒子群体的化学组成差异。在这里，我们证明了tdEVs可以与RBC EVs和LPs以无标签的方式直接区别开来。
PS：血液成分复杂，并且包涵来自不同组织的细胞外囊泡和大量的脂蛋白颗粒。如何从中提取有效信息是目前囊泡研究的一个难点。这篇文章提出了一种基于光学性质的特定囊泡鉴定方法。感兴趣的可以学习一下。
5.Tracking extracellular vesicle phenotypic changes enables treatment monitoring in melanoma.
追踪细胞外囊泡表型的变化使黑素瘤的治疗监测成为可能。
[Sci Adv] IF=12.804 PMID：32133394
摘要：实时监测癌症患者的靶向治疗可以提供有关耐药性发展和改善治疗效果的重要信息。细胞外囊泡（EVs）最近已成为有前途的癌症生物标志物，并且EV表型显示出监测治疗反应的巨大潜力。在这里，我们展示了使用多重EV表型分析仪芯片（EPAC）基于血浆EV表型演变监测患者治疗反应的可行性。EPAC集成了纳米混合增强型微芯片和多重表面增强拉曼散射（SERS）纳米标签系统，可用于无需EV浓缩的直接EV表型化。在临床前模型中，我们观察到EV表型异质性和对治疗的不同表型反应。此外，我们成功地从黑素瘤患者血浆中检测出了癌症特异性的EV表型。我们纵向监测了八名接受靶向治疗的黑色素瘤患者的EV表型演变，并发现了与耐药性发展有关的特定EV谱系，反映了EV表型监测治疗反应的潜力。
PS：通过液体活检追踪肿瘤病人的治疗效果是一个非常有吸引力的方案，但之前的思路通常集中在CTC或者cfDNA，这些东西的丰度较低，又没有特异性的捕获方式。这篇基于囊泡的报道不错，尝试了用囊泡去追踪治疗效果，结果还不错。
6.Functional and transcriptomic analysis of extracellular vesicles identifies calprotectin as a new prognostic marker in peripheral arterial disease (PAD).
细胞外囊泡的功能和转录组学分析确定钙卫蛋白是外周动脉疾病（PAD）的新预后标志物。
[J Extracell Vesicles] IF=11 PMID：32158521
摘要：周围动脉疾病（PAD）与心血管事件和死亡的高风险相关，并且被认为是未来的重要社会经济成本。细胞外囊泡（EVs）相关的蛋白质和核酸已经成为新生物标志物的潜在候选者。为了寻找PAD中新的预后和治疗目标，我们确定了循环细胞外囊泡的血栓形成活性，细胞起源和转录组谱。这项前瞻性研究包括对照组和PAD患者。通过流式细胞术在无血小板血浆（n = 45 PAD）中测定凝血时间（Procoag-PPL试剂盒），细胞外囊泡的细胞起源和磷脂酰丝氨酸暴露。使用MARS-Seq RNA-Seq方案（n = 12 /组）生成中型/大型EV的转录组图谱。血清钙卫蛋白（S100A8 / A9）中差异表达基因S100A9的血清浓度通过ELISA在对照组（n = 100）和PAD患者（n = 317）中进行了验证。在人的动脉粥样硬化斑块的细胞外囊泡和组织中也测定了S100A9（n = 3）。PAD患者的循环EV主要来自血小板，主要是膜联蛋白V阳性，并且与无血小板血浆的促凝血活性有关。细胞外囊泡的转录组学分析确定了15个差异表达的基因。其中，PAD患者的血清钙卫蛋白升高（p <0.05），并且与协变量调整前后的截肢风险增加有关（平均随访3.6年，p <0.01）。钙卫蛋白与hs-CRP的多变量分析进一步改善了风险分层（p <0.01）。此外，S100A9也表达于股动脉斑块衍生的细胞外囊泡和组织中。总之，我们发现PAD患者释放的EV主要来自血小板，对AnnexinV呈高度阳性，并富含与血小板生物学和免疫反应相关的转录本。钙卫蛋白可改善截肢风险预测，与hs-CRP联合使用可显着提高截肢风险。我们的研究结果表明，细胞外囊泡可以作为液体活检以鉴定PAD患者分子特征的有前途的组成部分。
PS：疾病标志物筛选的研究报道。能发在JEV上，说明方法学比较到位了，各位从事标志物筛选的朋友可以关注一下。不要小瞧标志物筛选，做好了就是一个改变诊疗策略的大文章。
7.Monolithically-integrated cytometer for measuring particle diameter in the extracellular vesicle size range using multi-angle scattering.
单片集成式细胞仪，用于使用多角度散射法测量细胞外囊泡大小范围内的粒径。
[Lab Chip] IF=6.914 PMID：32149292
摘要：传统流式细胞仪的高成本和测量不确定性阻碍了细胞外囊泡的尺寸测量，这主要是由于使用了非专业的自由空间光学器件。集成式细胞仪将光学元件和流体元件嵌入单片芯片中，不仅生产低成本，而且微流式细胞仪，用于细胞外囊泡（EV）分析，具有更高的尺寸测量精度和精度。这项研究展示了一种独特的集成式细胞仪，可使用多角度散射分析法测量亚微米粒度。结合使用了三种技术：（i）基于Dean的流体动力学聚焦，可将紧密的样品核心流输送到分析区域；（ii）集成了多模干涉装置的波导，可将窄激发光束聚焦到样品流上，以及（ iii）收集波导的角度阵列，用于测量颗粒散射分布并计算直径。可以检测到低折射率的200 nm脂质体，并且可以测量±400 nm直径的聚苯乙烯尺寸标准物，其不确定度为±21 nm（1/2 IQR），这表明细胞外囊泡专用细胞仪向高性能集成计数技术迈出了第一步。
PS：介绍了一种细胞外囊泡用流式细胞仪的搭建策略，hzangs表示看不懂，请专业人士自己看吧。
8.Primary tumors release ITGBL1-rich extracellular vesicles to promote distal metastatic tumor growth through fibroblast-niche formation.
原发性肿瘤释放富含ITGBL1的细胞外囊泡，通过成纤维细胞小生境的形成促进远端转移性肿瘤的生长。
[Nat Commun] IF=11.878 PMID：32139701
摘要：转移是癌症的标志。转移性癌细胞通常以休眠状态驻留在远端组织和器官中。转移前生境形成的潜在机制了解甚少。在这里，我们研究表明，在结直肠癌（CRC）模型中，原发性肿瘤向循环中释放富含整合素β样1（ITGBL1）的细胞外囊泡（EVs），以激活远端器官中的常驻成纤维细胞。活化的成纤维细胞通过分泌促炎性细胞因子（例如IL-6和IL-8）诱导转移前的生态位形成并促进转移性癌症的生长。从机制上讲，主要是CRC衍生的富含ITGBL1的细胞外囊泡刺激TNFAIP3介导的NF-κB信号通路激活成纤维细胞。因此，活化的成纤维细胞产生高水平的促炎细胞因子，以促进转移性癌症的生长。这些发现揭示了转移性肿瘤微环境中的肿瘤-基质相互作用以及通过装载ITGBL1的细胞外囊泡在原发性肿瘤和转移灶之间的紧密信号传递。靶向EVs-ITGBL1-CAFs-TNFAIP3-NF-κB信号传导轴为治疗转移性疾病提供了一种有吸引力的方法。
PS：肿瘤细胞转移过程中细胞外囊泡的研究报道还是比较多见的，但是大部分研究关注的是肿瘤细胞到达转移器官之后细胞外囊泡的作用，以及各种miRNA对转移过程的影响。这篇文章则考虑了早期，细胞外囊泡远距离传递。
9.Extracellular vesicles from symbiotic vaginal lactobacilli inhibit HIV-1 infection of human tissues.
共生阴道乳杆菌的细胞外囊泡可抑制人体组织的HIV-1感染。
[Nat Commun] IF=11.878 PMID：31827089
摘要：由乳杆菌属（Lactobacillus spp。）主导的阴道微生物群在预防HIV-1传播中起关键作用。在这里，我们调查是否由这些细菌释放的细胞外囊泡（EVs）介导了乳杆菌的抗HIV作用。离体的人宫颈阴道和扁桃体组织和细胞系感染HIV-1，并用从健康女性的阴道中分离出的乳酸杆菌释放的EV进行治疗。L.crispatus BC3和L.gasseri BC12释放的细胞外囊泡可保护离体组织和离体细胞免受HIV-1感染。这种保护与病毒对靶细胞的附着减少和病毒进入减少有关，这是由于介导病毒与细胞相互作用的Env暴露减少所致。抑制HIV-1感染与细胞外囊泡中几种蛋白质和代谢产物的存在有关。我们的发现表明，乳酸菌对HIV-1的保护作用部分地由这些共生细菌释放的细胞外囊泡介导。如果在体内得到证实，这一发现可能会导致新的策略来预防男女间性HIV-1传播。
PS：健康女性阴道共生乳杆菌属来源的菌体外膜泡能够抑制HIV-1的感染效率，做菌体外膜泡的朋友适当关注一下。
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