【2018-25期】This Week in Extracellular Vesicles
1. A subset of extracellular vesicles carries the bulk of microRNAs in commercial dairy cow's milk.
细胞外囊泡的一个亚群包涵了牛奶中的大部分微RNA。
[J Extracell Vesicles] PMID：29904572
摘要：微小RNA是在各种生物液体中发现的基因调节小RNA，它们通常被包含在细胞外囊泡（EV）内。在之前的一项研究中，我们报道商业奶牛乳汁中microRNA可以抵抗模拟消化，并且与经典外泌体不完全相关。在这里，我们报道了以较低的超速离心速度沉淀并包含大量微RNA的牛奶EV亚群，并对其进行了表征。通过差速超速离心和碘克沙醇密度梯度（IDG）分离乳牛EV，并通过逆转录和定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）分析微RNA成分，通过Western印迹分析EV相关蛋白。通过动态光散射（DLS），密度测量，荧光DiR和RNA标记，高灵敏度流式细胞术（HS-FCM），透射电子显微镜（TEM），蛋白酶K和RNA酶A测定以及液相色谱串联质谱（LC-MS / MS）对分离得到的牛奶中的细胞外囊泡进行了进一步表征。我们发现大部分牛奶微RNA（例如，bta-miR-125b，bta-miR-148a等）在12,000g和35,000g的离心沉淀中。它们的分布模式与外泌体富集蛋白的分布模式不同，但与通常在乳脂球球膜（MFGM）中发现的几种蛋白（包括黄嘌呤脱氢酶（XDH））相似。这些低速超速离心沉淀包含在碘克沙醇中密度为1.11至1.14g / mL的胞质封闭的磷脂双层膜囊泡。直径〜100nm /〜200nm流体动力学尺寸的这种乳牛EV亚群能够抵抗蛋白酶K消化并且保护它们包涵的RNA免受RNA酶A的消化。我们的研究结果表明在低超速离心速度下存在乳液EV亚群沉淀，其蛋白质涂层与MFGM相当，其包含并保护大部分牛奶微RNA免于降解。这个牛奶EV亚群可能代表一个新的待研究的EV亚群，其包涵的microRNA和蛋白质表明其可能具有潜在的生物活性。
PS：JEV发表的一篇关于细胞外囊泡新亚群的报道。作者发现在牛奶中存在一个亚群，这个亚群的特性明显有别于外泌体，牛奶中大部分miRNA都存在于这个亚群之中。
2. Cancer cells copy migratory behavior and exchange signaling networks via extracellular vesicles.
癌细胞通过细胞外囊泡获得迁移行为能力并进行信号交换。
[EMBO J] IF=9.792 PMID：29907695
摘要：最近的数据显示，来自具有不同转移潜能的不同肿瘤亚型的癌细胞通过经由细胞外囊泡（EV）交换生物分子来影响彼此的转移行为。然而，关于少量的货物如何可以介导这种效应，特别是在所有细胞来自一种亚型的肿瘤中并且仅靠微量的分子差异驱动转移性异质性这一问题存在争议。为了研究这一点，我们描述了具有不同转移潜能的两个黑素瘤（B16）肿瘤克隆在体内脱落的细胞外囊泡内容物。使用Cre-LoxP系统和活体显微镜，我们证明了来自这些不同克隆的细胞通过EV交换调控它们的迁移行为。通过串联质谱和RNA测序，我们发现这些克隆释放到肿瘤微环境的细胞外囊泡含有数千种不同的蛋白质和RNA，这些生物分子中的许多来自参与细胞过程（如迁移）的相互关联的信号网络。因此，我们认为细胞外囊泡含有大量蛋白质和RNAs并通过调用包括细胞迁移在内的多方面生物反应作用于受体细胞。
PS：文章前半部分上比较经典的细胞外囊泡研究方法。后半部分则重点从组学方面解释了细胞外囊泡对受体细胞行为的影响，这是目前研究不多的方面。感兴趣的可以读读。
3. FLIM reveals alternative EV-mediated cellular up-takepathways of paclitaxel.
FLIM揭示负载紫杉醇EV被细胞摄取的不同途径。
[J Control Release] IF=7.786 PMID：29906554
摘要：响应于生理和人工刺激，细胞通过将生物分子包裹在质膜衍生的磷脂包膜中产生纳米级细胞外囊泡（EV）。这些囊泡被释放到体液中，因此在细胞间信号传导中充当强有力的内源性介质。细胞外囊泡为生物标记物的发现和靶向药物递送提供了令人信服的替代方案，但是目前对它们在与活细胞相互作用时的动力学知之甚少。在这里我们介绍一种新方法，荧光寿命成像显微镜（FLIM）来研究这些相互作用的属性。通过FLIM，我们展示了载有抗癌剂紫杉醇的不同EV亚型，外泌体和微囊泡的不同细胞摄取机制。我们证明了含有紫杉醇的细胞外囊泡在细胞内行为和药物释放曲线的差异。外泌体似乎主要通过内吞作用递送药物，而微泡通过内吞作用和与细胞膜融合进入细胞。这项研究提供了一种新的实时方法来研究活动细胞的细胞外囊泡动力学。这项研究的结果增加当前开发细胞外囊泡作为下一代靶向药物输送系统的知识储备。
PS：目前对于细胞外囊泡被靶细胞摄取后的过程研究非常少。这主要受限于技术方面的不足。这篇文章提供了一种可行的方案来跟踪细胞外囊泡进入受体细胞的途径以及进入后的命运。文章利用这一新方法发现外泌体可能主要通过内吞途径进入受体细胞，而微囊泡则可以同时通过内吞和膜融合完成内化。
4. Transplanted Mesenchymal Stem Cells Reduce Autophagic Flux in Infarcted Hearts via the Exosomal Transfer of mir-125b.
移植的间充质干细胞通过含有mir-125b的外泌体来减少梗塞心脏中的自噬反应。
[Circ Res] IF=13.965 PMID：29921652
摘要：自噬可以在轻度缺血性应激条件下通过降解损伤的细胞器用于ATP产生从而保存细胞活力，但是在严重缺血的情况下，它可以促进细胞死亡并损伤心脏功能。间充质干细胞（MSC）在心肌梗塞（MI）动物模型中进行测试时具有心脏保护作用，但这些益处是否通过调节自噬发生尚不清楚。为了确定移植的MSCs是否能降低梗死心脏中自噬降解的速率（自噬通量），以及其可能涉及的机制，我们进行了深入的研究。我们通过对移植MSCs治疗改善梗死小鼠心脏的心脏功能和梗死面积的检测，以及细胞凋亡和自噬流量（BafA1诱导的LC3-II积聚和自噬体/自体溶酶体发生率）的测量。来衡量MSC对心肌缺血引发的自噬反应的影响。在缺氧和血清剥夺（H / SD）培养的新生小鼠心肌细胞（NMCM）中，当细胞与MSC或MSC分泌的外泌体一起培养时，自噬流和细胞死亡以及p53-Bnip3信号传导下降，通过用外泌体抑制剂GW4869预处理使MSCs分泌的外泌体（MSC-exo）相关的基因受阻，能够回复这一功能。此外，在H / SD培养的NMCM中，利用miR-125b模拟物在外泌体中上调miR-125b能够降低自噬通量和细胞死亡，而使用抗-miR-125b寡核苷酸则会增加自噬通量和细胞死亡。在体内小鼠MI模型中，MSCs-exo能够重现体外实验的阳性结果，而使用了抗miR-125b寡核苷酸（MSC-exoanti-miR-125b）预处理的MSC获得的外泌体无法重现体外实验阳性结果。此外，用MSCs-exo治疗组的梗死面积和心脏功能的测量显着优于MSCs-exoanti-miR-125b组。综上所述，MI后移植MSCs提供的有益作用至少部分归因于通过含有miR-125b-5p的外泌体改善的自噬流。
PS：间充质干细胞来源的外泌体对心肌缺血带来的心肌损伤有缓解保护作用，这一过程研究报道比较多。这篇文章介绍了间充质干细胞来源的外泌体通过传递miR-125b来缓解心肌细胞自噬，从而达到保护心肌的目的。经典的外泌体miRNA研究报道，丰富了我们对间充质干细胞介导心肌保护的认识，同时也是一篇很好的方法和行文思路参考文献。
5. Analysis of extracellular vesicles using coffee-ring.
利用咖啡环效应分析细胞外囊泡。
[ACS Appl Mater Interfaces] IF=7.504 PMID：29911857
摘要：根据其生物发生过程可以将细胞外囊泡分成不同的亚群。为了便于研究这些亚群，需要一种有效的方法来分离不同亚群。基于密度和大小的分离方法效果有限，因此，分离的亚群的特性与特定亚群的相关性并不是很理想。在这里，我们介绍了一种〜48 nm分辨率的基于尺寸的分离方法，它利用Marangoni流和微滴中的咖啡环效应使样品中的细胞外囊泡根据细胞外囊泡的大小在不同位置空间沉积。通过该方法分离的细胞外囊泡四跨膜蛋白的分析揭示细胞外囊泡的大小与四跨膜蛋白（CD9，CD63，CD81）的表达相关。这些发现表明CD9和CD81不论囊泡大小如何均有表达，CD63仅在较大的胞外囊泡中高度表达。这一证据表明，细胞外囊泡可以根据大小和CD63的表达情况进行分类。
PS：咖啡环效应，是指当一滴咖啡或者茶滴落桌面时，其颗粒物质就会在桌面上留下一个被染色的环状物，而且环状物的颜色却是不均匀的，边缘部分要比中间更深一些的现象（我从百度百科抄的！）。文章介绍了一种细胞外囊泡不同亚群的分离方法，同时利用该方法发现四次跨膜蛋白在不同亚群的分布有所不同。研究结果认为CD63可能在大一点的囊泡上大量存在，而CD9和CD81在不同大小的囊泡上差别不明显。
6. Efficient RNA drug delivery using red blood cell extracellular vesicles.
使用红细胞胞外囊泡进行有效的RNA药物递送。
[Nat Commun] IF=12.124 PMID：29907766
摘要：由于低摄取效率和高细胞毒性，目前大多数RNA药物疗法不适用于临床。细胞外囊泡（EVs）可以解决这些问题，因为它们代表细胞间通讯的自然模式。然而，目前用于细胞外囊泡生产的细胞来源在水平基因转移方面的可用性和安全性受到限制。一个潜在的理想来源可能是人类红细胞（RBCs）。O-RBC可用作大规模细胞外囊泡生产的通用供体，因为它们容易在血库中获得并且不含DNA。在这里，我们描述和验证一种新的策略，以RBC为原料大规模的制作EVs，用于递送包括反义寡核苷酸，Cas9 mRNA和 guide RNA在内的核酸药物。使用RBC-EV的RNA药物递送在人类细胞和异种移植小鼠模型中都显示出高度稳定的微RNA抑制效果和CRISPR-Cas9基因组编辑效果，并且没有出现可观察到的细胞毒性。
PS：细胞外囊泡作为药物载体的研究报道比较多，但是一直受制于细胞外囊泡的产量低，如何利用工程学手段产生大量的细胞外囊泡是摆在研究者面前的一道难题。研究者们从不同的方面进行了很多尝试，诸如寻找高产量的细胞、使用过滤挤压细胞等等。这里一边NC的文章介绍了利用红细胞制作细胞外囊泡样载体的方法。红细胞作为天然没有基因组的细胞，还是很合适作为囊泡供体的。感兴趣的可以读读。
7. Surface functionalized exosomes as targeted drugdelivery vehicles for cerebral ischemia therapy.
表面官能化的外泌体作为脑缺血治疗的靶向药物递送载体。
[Biomaterials] IF=8.402 PMID：29040874
摘要：缺乏安全有效的药物输送载体是缺血性中风治疗的主要障碍。鉴于其独特性质，包括低免疫原性，先天稳定性，高递送效率和穿过血脑屏障（BBB）的能力，外泌体作为用于治疗脑缺血的内源性药物递送纳米系统具有很大的潜力。然而，外泌体靶向能力不足限制了它们的临床应用。在这项研究中，c（RGDyK）肽通过简单，快速和生物正交化学反应与外泌体表面缀合。在短暂大脑中动脉闭塞（MCAO）小鼠模型中，工程c（RGDyK）偶联的外泌体（cRGD-Exo）静脉内给药后靶向缺血脑的损伤区域。此外，姜黄素已被加载到cRGD-Exo上，这些外泌体的施用导致对病变区域中的炎症反应和细胞凋亡的强烈抑制。这些结果表明基于外泌体的缺血性脑的靶向递送载体具有优秀的临床应用潜力。
PS：文章介绍了使用化学修饰方法改变外泌体靶向性用于脑部疾病药物递送。不错的应用报道，大家可以了解学习一下。
8. A Simply Modified Lymphocyte for Systematic Cancer Therapy.
一种简单修饰的淋巴细胞用于系统性癌症治疗。
[Adv Mater] IF=19.791 PMID：29926990
摘要：细胞疗法已经在癌症治疗领域受到相当大的关注，目前研究者们已经尝试应用各种化学或遗传方法来重塑天然细胞以改善细胞疗法的治疗结果。这里我们报道了通过使用临床使用的分子δ-氨基乙酰丙酸（δ-ALA）修饰淋巴细胞用于癌症治疗的简单方法。在与该分子温育后，靶向肿瘤的淋巴细胞自发合成抗肿瘤药物原卟啉X（PpIX），并特异性积聚在癌组织中。在定期的630nm激光照射下，淋巴细胞产生含有上述PpIX的囊泡样凋亡小体（Ab），并且利用Ab输送PpIX。实验显示，在二次照射情况下对Ras突变的癌细胞具有优异的治疗效果。同时我们使用微流控技术对细胞分选和药物合成进行了优化，使之能够通过简单的一步操作得以实现。体外和体内研究证实了这种易于操作和调节的癌症治疗策略。
PS：文章介绍了一种利用修饰过的淋巴细胞在体内激活表达产生抗肿瘤药物，并通过囊泡运送用于杀伤肿瘤细胞的过程。这一过程类似于讲细胞外囊泡开发成药物载体，只是这个药物载体是直接在体内产生并发挥功能的。
9. Packaging and transfer of mitochondrial DNA viaexosomes regulate escape from dormancy in hormonal therapy-resistant breastcancer.
通过外泌体包装和转移线粒体DNA可以调节荷尔蒙疗法抵抗的乳腺癌中癌细胞的休眠。
[Proc Natl Acad Sci U S A] IF=9.661 PMID：29073103
PS：一篇偏组学分析的文章，但是对我们理解细胞外囊泡具有重要的意义。这是hzangs已知的第一篇报道在细胞外囊泡中发现了线粒体全部基因组的报道。感兴趣的可以读读。
10. Extracellular vesicles from human pancreatic islets suppress human islet amyloid polypeptide amyloid formation.
来自人胰岛的胞外囊泡抑制人胰岛淀粉样多肽形成。
[Proc Natl Acad Sci U S A] IF=9.661 PMID：28973954
PS：细胞外囊泡功能相关的报道。胰岛淀粉样多肽沉积是糖尿病的一个症状，这里作者研究发现正常人的胰岛来源细胞外囊泡可以抑制胰岛淀粉样多肽沉积。
11. Exosomes shuttle TREX1-sensitive IFN-stimulatory dsDNA from irradiated cancer cells to dendritic cells.
放射处理的癌细胞释放含有TREX1敏感性的IFN刺激性dsDNA的外泌体传递至树突状细胞。
[Cancer Immunol Res] IF=8.284 PMID：29907693
PS：文章介绍了放疗处理的肿瘤细胞会释放含有可以激活IFN的dsDNA的外泌体，这种外泌体会传递至树突状细胞。丰富了我们对放疗后肿瘤细胞行为的认识。
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