【2021-34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篇文章介绍了MSC来源的细胞外囊泡用于雾化吸入的安全性评价；第2篇文章介绍了细胞外囊泡介导线粒体细胞器跨细胞转运；第5篇文章介绍了伊曲康唑对细胞外囊泡内容物释放的抑制作用；第6篇综述文章探讨了细胞外囊泡大规模制备的策略以及如何借鉴病毒大规模制备工艺。
摘要：间充质基质细胞衍生的细胞外囊泡（MSC-EVs）被证明是无细胞治疗的有希望的来源。在这里，我们研究了雾化人脂肪来源的 MSC-EVs (haMSC-EVs) 在临床前肺损伤模型中的生物分布和影响，并探讨了雾化 haMSC-EVs 在健康志愿者中的安全性。DiR 标记的 haMSC-EV 用于探索雾化 haMSC-EV 在小鼠模型中的分布。建立铜绿假单胞菌致小鼠肺损伤模型，测定存活率、白细胞计数、组织学、支气管肺泡灌洗液（BALF）中IL-6、TNF-α和IL-10水平，在铜绿假单胞菌诱导的小鼠肺损伤模型中，雾化 haMSC-EVs 通过降低肺部炎症和组织学严重程度，将 96 小时的存活率提高到 80%。探索通过haMSC-EVs雾化途径的最佳治疗剂量 。24 名健康志愿者参与并接受了一次 haMSC-EV，范围从 2 ×10^8 颗粒到 16 × 10^8 颗粒（MEXVT 研究，NCT04313647）。所有志愿者均对 haMSC-EVs 雾化耐受良好，从开始雾化至雾化后第 7 天未观察到严重不良事件。这些发现表明，雾化 haMSC-EVs 可能是一种有前景的治疗策略，为促进雾化 haMSC-EVs 在肺损伤疾病中的未来临床应用提供了初步证据。
摘要：脂肪细胞在肥胖症中承受强烈的能量压力，导致线粒体质量和功能的丧失。我们发现脂肪细胞通过快速而有力地释放小细胞外囊泡 (sEV) 来响应线粒体压力。这些 sEVs 含有呼吸能力但氧化受损的线粒体颗粒，这些颗粒进入循环并被心肌细胞吸收，在那里它们触发 ROS 的爆发。结果是心脏中的补偿性抗氧化信号保护心肌细胞免受急性氧化应激，与预处理范式一致。因此，从能量紧张的脂肪细胞中单次注射 sEV 可以限制小鼠的心脏缺血/再灌注损伤。这项研究首次描述了组织之间的功能性线粒体转移，以及第一个脊椎动物“器官间线粒体激素”的例子。因此，这些看似有毒的脂肪细胞 sEV 可能提供有效的心脏保护生理途径，以对抗肥胖引起的不可避免的脂毒性或缺血性应激。
摘要：外膜囊泡 (OMV) 可以充当纳米级载体，介导微生物群落中的细菌相互作用。细菌如何特异性地识别和招募 OMV 在很大程度上仍然未知，从而限制了我们对 OMV 复杂生理和生态作用的理解。在这里，我们报告了一种基于配体-受体相互作用的 OMV 募集机制，由VI 型分泌系统 (T6SS) 分泌的脂多糖 (LPS) 结合效应子 TeoL 和外膜受体 CubA 和CstR 组成。我们证明，Cupriavidus necator T6SS1 分泌 TeoL，通过与 LPS（OMV 最丰富的成分之一）的相互作用，优先与细胞外环境中的 OMV 结合。与 OMV 相关的TeoL 可以进一步结合外膜受体 CubA 和 CstR，这将OMV 束缚在受体细胞上并允许运送货物。LPS 介导的机制使细菌细胞能够招募来自不同物种的 OMV，并赋予细菌细胞在铁获取、细菌间竞争和水平基因转移 (HGT) 方面的优势。此外，我们的研究结果通过招募 OMV，为细菌竞争和 HGT 背景下的T6SS 功能提供了多种新视角。
摘要：胰岛细胞之间的协调通讯是维持葡萄糖稳态所必需的。在糖尿病中，长期暴露于促炎细胞因子已被证明会扰乱β 细胞的通讯和功能。令人信服的证据表明，细胞外囊泡 (EV) 可以调节对 β 细胞应激的生理和病理反应。我们报告促炎性β 细胞小 EVs（暴露于细胞因子的 EVs [cytoEVs]）诱导β 细胞功能障碍，促进促炎性胰岛转录组，并增强 CD8+ T 细胞和巨噬细胞的募集。cytoEVs 的蛋白质组学分析显示趋化因子 CXCL10 富集，表面拓扑分析将 CXCL10 描述为与 cytoEVs 结合的膜，以促进与 β 细胞表面上的 CXCR3 受体的直接结合。CXCR3 受体抑制减少了 CXCL10-cytoEV 的结合并减弱了 β 细胞功能障碍、炎症基因表达和白细胞向胰岛的募集。这项工作提示了促炎性 β细胞衍生的小 EV 在通过激活 CXCL10/CXCR3 轴调节β 细胞功能、全局基因表达和抗原呈递方面的重要作用。
5.Itraconazole inhibits nuclear delivery of extracellular vesicle cargo by disrupting the entry of late endosomes into the nucleoplasmic reticulum.
伊曲康唑通过破坏晚期内体进入核质网来抑制细胞外囊泡货物的核递送。
[J Extracell Vesicles] PMID：34429859
摘要：细胞外囊泡 (EV) 是健康和病理条件下细胞间通讯的介质，包括诱导促转移性状，但尚不清楚 EV 的功能性货物如何以及在何处递送至宿主细胞隔室中的目标。我们已经描述了在内吞作用后，EVs 到达 Rab7+ 晚期内体，其中一部分进入核质网并将 EV 生物材料运输到宿主细胞核质中。它们通过由蛋白质 VAP-A、ORP3 和 Rab7（VOR 复合物）形成的三方复合物进入其中并与外核膜对接。在这里，我们报告了抗真菌化合物伊曲康唑 (ICZ)，而不是其主要代谢物羟基-ICZ 或酮康唑，破坏了 Rab7 与 ORP3-VAP-A 复合物的结合，导致抑制 EV 介导的促转移形态变化，包括结肠癌细胞的细胞迁移行为。尽管去除了负责抗真菌活性和干扰细胞内胆固醇分布的 ICZ 部分，但使用新的、较小的化学药物，仍能抑制 VOR 复合物。癌细胞劫持了它们的微环境并且源自它们的 EV 决定了转移前的生态位，将 EV 货物核转移到宿主细胞的小尺寸抑制剂可以用于癌症治疗应用，特别是与直接靶向癌细胞的治疗策略相结合。
6.Scaled preparation of extracellular vesicles from conditioned media.
从条件培养基中大规模制备细胞外囊泡。
[Adv Drug Deliv Rev] PMID：34419502
摘要：细胞外囊泡（EVs）尤其是间充质基质细胞（MSCs）来源的EVs越来越被认为是治疗各种不同疾病的生物治疗剂。为了将它们有效地转化为临床应用，需要满足良好生产规范 (GMP) 的可扩展生产流程。与其他生物治疗药物一样，EV 产品的制造可以细分为上下游加工和后续质量控制，每个环节都包含多个单元操作。在上游处理 (USP) 期间，细胞被分离、储存（细胞库）和扩增；此外，还生产含有 EV 的条件培养基。在下游处理 (DSP) 期间，处理条件培养基 (CM) 以获得浓缩和纯化的 EV 产品。CM 要么存储到 DSP，要么直接处理。作为 DSP 中的第一个单元操作，澄清去除剩余的细胞、碎片和其他较大的杂质。每个 EVDSP 的关键操作是减少体积与净化浓缩的 EV 相结合。传统研究实验室中使用的大多数 EV 制备方法，包括差速离心程序，其可扩展性受到限制。因此，确定合适的 EV 浓度和纯化方法以扩大规模是治疗性 EV 领域的主要挑战。由于 EV 与包膜病毒具有多种特征，这些特征现已在诊所中使用了 20 多年，因此可以在 EV 制造中采用几项原则。在这里，我们介绍和讨论病毒常用的减容和纯化方法，并分析它们在制造基于 EV 的疗法中的价值。
7.Multiplexed electrokinetic sensor for detection and therapy monitoring of extracellular vesicles from liquid biopsies of non-small-cell lung cancer patients.
用于治疗监测来自非小细胞肺癌患者液体活检的细胞外囊泡的多路电动传感器。
[Biosens Bioelectron] PMID：34428672
摘要：基于细胞外囊泡 (EV) 的液体活检代表了一种很有前途的肿瘤治疗监测工具，包括非小细胞肺癌 (NSCLC)。在这项研究中，我们报告了一种多路电动传感器，用于对临床样本中的 EV 进行表面蛋白质分析。该方法检测由 EV 与功能化微毛细管表面结合产生的流动电流的差异，从而估计标记的表达水平。在平行流体连接中使用不同抗体功能化的多个微通道，我们首先证明了同时检测来自 NSCLC 细胞的小 EV (sEV) 中多个表面标志物的能力。为了研究基于 EV 的液体活检的前景，我们应用该方法对从具有不同基因组改变（ALK、KRAS 或 EGFR）和治疗应用（化疗、EGFR- 或 ALK-酪氨酸激酶抑制剂）的五名非小细胞肺癌患者的胸腔积液（PE）中分离的 sEV 进行分析。这些囊泡针对 CD9 以及 EGFR 和 PD-L1，这是非小细胞肺癌的两个治疗目标。电动信号显示在 sEV 上检测到这些标志物，突出了不同的患者间差异，例如，与 ALK 融合患者相比，EGFR 突变患者的 sEV 中EGFR 水平升高。传感器还检测 PD-L1 表达的差异。对ALK-TKI 克唑替尼治疗前后患者 sEV 的分析显示，某些标志物（EGFR 和 PD-L1）的表达显着增加。这些结果为基于来自患者液体活检的 sEV 的肿瘤治疗监测方法的应用提供了希望。
8.Adipocyte-derived extracellular vesicles promote breast cancer cell malignancy through HIF-1α activity.
脂肪细胞衍生的细胞外囊泡通过 HIF-1α 活性促进乳腺癌细胞恶性。
[Cancer Lett] PMID：34425186
摘要：细胞外囊泡 (EV) 是脂肪细胞和乳腺癌 (BC) 细胞之间细胞间通讯的新兴关键主角。在这里，我们描述了成熟脂肪细胞释放的 EV在“体外”和“体内”促进乳腺癌细胞恶性肿瘤的新机制。我们发现脂肪细胞衍生的 EV 增强了雌激素受体阳性和三阴性 BC 细胞的生长、运动和侵袭、干细胞样特性以及上皮-间质转化的特定特征。值得注意的是，脂肪细胞衍生的 EV 在小鼠尾静脉注射后有助于乳腺肿瘤细胞的肺转移性定植。这些 EV 介导的效应通过 HIF-1α 活性的诱导发生，因为它们被 HIF-1α 抑制剂 KC7F2 的使用或在为 HIF-1α 表达沉默而被废除。此外，使用肥胖脂肪细胞的“离体”模型，我们发现 EV 的消耗抵消了肥胖脂肪细胞在 BC 细胞中维持亲侵袭表型的能力。有趣的是，未分化脂肪细胞释放的 EVs 未能诱导侵袭性和 HIF-1α 表达。这些发现为脂肪细胞衍生的 EV 在乳腺癌进展中的作用提供了新的线索，表明有可能靶向 HIF-1α 活性以阻断有害的脂肪细胞-肿瘤细胞对话，尤其是在肥胖环境中。
9.Astrocyte-Derived Extracellular Vesicle-Mediated Activation of Primary Ciliary Signaling Contributes to the Development of Morphine Tolerance.
星形胶质细胞衍生的细胞外囊泡介导的初级纤毛信号激活有助于吗啡耐受的发展。
[Biol Psychiatry ] PMID：34417054
摘要：吗啡因其有益作用而广泛用于临床环境，例如缓解疼痛；其治疗效用有限，因为长期使用吗啡通常会导致耐受性和成瘾。大脑中的星形胶质细胞是吗啡作用的直接目标，在吗啡耐受性的发展中起着至关重要的作用。初级纤毛和纤毛介导的SHH 信号通路已被证明分别在耐药性和吗啡耐受中起作用。细胞外囊泡 (EVs) 作为载货囊泡在细胞和组织之间发挥重要作用，介导细胞和组织之间的通讯。C57BL/6N 小鼠被给予吗啡 8 天以产生耐受性。使用尺寸排阻色谱法或超速离心方法将 EV 从星形胶质细胞条件培养基中分离出来，然后使用纳米粒子跟踪分析对 EV 大小分布和数量进行表征，对 EV 标记进行蛋白质印迹，并使用电子显微镜对 EV 形态进行表征。星形胶质细胞用 EV 处理 24 小时，然后通过初级纤毛标记物（ARL13B 和乙酰化微管蛋白）的荧光免疫染色评估初级纤毛。吗啡耐受小鼠表现出初级纤毛长度和纤毛星形胶质细胞百分比的增加。在吗啡刺激的星形胶质细胞衍生的 EV 中，SHH 蛋白的水平上调。吗啡刺激的星形胶质细胞衍生的 EV 上的 SHH 通过初级纤毛激活星形胶质细胞中的 SHH 信号。我们的体内研究表明，抑制 EV 释放或初级纤毛会阻止小鼠的吗啡耐受。EV 介导的初级纤毛发生有助于吗啡耐受性的发展。
10.Androgens alter the heterogeneity of small extracellular vesicles and the small RNA cargo in prostate cancer.
雄激素改变前列腺癌中小细胞外囊泡和小 RNA 货物的异质性。
[J Extracell Vesicles] PMID：34434533
摘要：前列腺癌细胞的增殖和存活是由雄激素受体(AR) 在与雄激素类固醇激素结合后驱动的。操纵 AR 信号轴是前列腺癌治疗的重点；因此，了解雄激素和 AR 对细胞外囊泡 (EV) 分泌和货物的作用至关重要。在这项研究中，我们发现，晚期转移性前列腺癌患者的血浆来源循环囊泡中 CD9 和前列腺特异性膜抗原 (PSMA) 双阳性囊泡比例显著上升，而 CD9 和 CD63 双阳性小细胞外囊泡在局部前列腺癌患者中显着增高。雄激素（通过双氢睾酮 HT 控制 D）和临床拮抗剂恩杂鲁胺（ENZ）改变了表达 AR 的前列腺癌细胞中 CD9 阳性S-EVs 的异质性和大小，而 S-EVs 的总数和蛋白质负载情况的分析在不同处理之间并没有显著性的差异。此外，激素刺激对 S-EV 的小 RNA 货物产生强烈而特定的影响。共发现 543 个小 RNA 受雄激素调控，包括 miR-19-3p 和 miR-361-5p。S-EVs 异质性和小 RNA 货物的分析可能为前列腺癌提供临床效用，并有助于进一步了解去势抵抗性前列腺癌对雄激素靶向治疗的耐药机制。