本周hzangs在最新文献中选取了10篇分享给大家，第1篇文章介绍了一个新建的细胞外囊泡相关数据库；第2篇文章介绍了外泌体miRNA在COVID-19感染过程中的作用，从特定方面解释了为什么老年人及基础疾病患者的预后更差；第5篇介绍了目前微流控技术在细胞外囊泡领域的应用及前景。1.EVAtlas: a comprehensive database for ncRNA expression in human extracellular vesicles.
EVAtlas：人类细胞外囊泡中 ncRNA 表达的综合数据库。
[Nucleic Acids Res] PMID：34387689摘要：包装各种分子的细胞外囊泡 (EV) 在细胞间通讯中起着至关重要的作用。非编码 RNA (ncRNA) 是 EV 中重要的功能分子和生物标志物。对不同条件下 EVs 中 ncRNAs 的表达进行全面研究是 EVs 功能发现和应用的基本步骤。在这里，我们为 24 种条件和 40 多种疾病的人类 EV（1506sEV 和 524 lEV）策划了 2030 个小 RNA-seq 数据集。我们执行了一个统一的读取动态分配算法（RDAA），考虑了错配和多映射读取，以量化七种 ncRNA 类型（miRNA、snoRNA、piRNA、snRNA、rRNA、tRNA 和 Y RNA）的表达谱。我们构建了 EVAtlas (http://bioinfo.life.hust.edu.cn/EVAtlas)，这是一个用于 EV 中 ncRNA 表达的综合数据库，具有四个功能模块：（i）浏览和比较 24 个条件下 EV 中 ncRNA 的分布，以及八种来源（血浆、血清、唾液、尿液、精子、母乳、原代细胞和细胞系）；(ii) 根据其表达优先考虑条件相关组织中的候选 ncRNA；(iii) 探索 24 种条件下 EV中特异性表达的 ncRNA；(iv) 研究 ncRNA 功能、相关药物、靶基因和 EVs 分离方法。EVAtlas 包含 EV 中最全面的ncRNA 表达，将成为该领域的关键资源。2.Decreased inhibition of exosomal miRNAs on SARS-CoV-2 replication underlies poor outcomes in elderly people and diabetic patients.
外泌体miRNA对SARS-CoV-2复制的抑制减弱是老年人和糖尿病患者预后不佳的原因。
[Signal Transduct Target Ther] PMID：34381015摘要：老年人和有合并症的患者感染 COVID-19的风险更高，导致严重的并发症和高死亡率。然而，潜在的机制尚不清楚。在这项研究中，我们研究了血清外泌体中的miRNA 是否可以发挥抗病毒功能并影响老年人和糖尿病患者对 COVID-19 的反应。首先，我们通过高通量测序和实时定量 PCR 分析鉴定了四种 miRNA（miR-7-5p、miR-24-3p、miR-145-5p 和 miR-223-3p），它们在老年人和糖尿病人群。我们进一步证明，这些 miRNA，无论是外泌体还是游离形式，都可以直接抑制 S 蛋白表达和 SARS-CoV-2 复制。年轻人的血清外泌体可以抑制SARS-CoV-2的复制和S蛋白的表达，而老年人和糖尿病患者的抑制作用明显减弱。此外，在连续体育锻炼 8 周后，健康志愿者血清中 4 个循环miRNA 中有 3 个显着增加。从这些志愿者身上分离的血清外泌体也对 S 蛋白表达和 SARS-CoV-2 复制显示出更强的抑制作用。我们的研究首次证明循环外泌体 miRNA 可以直接抑制 SARS-CoV-2 复制，并可能为年轻人和老年人或患有合并症的人对 COVID-19 的反应差异提供可能的解释。3.The mini player with diverse functions: extracellular vesicles in cell biology, disease, and therapeutics.
具有多种功能的迷你选手：细胞生物学、疾病和治疗学中的细胞外囊泡。
[Protein Cell] PMID：34374936摘要：细胞外囊泡 (EV) 是直径约 30-1000 nm 的微小生物纳米囊泡，可释放到大多数细胞类型的细胞外基质和生物流体中。EV 的分类包括外泌体、微泡和凋亡小体，这取决于各种因素，例如大小、标记和生物发生途径。EV 相关性从被假定为垃圾袋到在关键生理和病理条件下的关键角色的转变在许多方面都是革命性的。最近发现 EVs 通过细胞间通讯在干细胞生物学和癌症进展中发挥关键作用，有助于器官发育和癌症的进展。本综述侧重于迄今为止在 EV 与干细胞及其生态位之间的串扰的作用以及发育生物学中不同胚层之间的细胞通讯方面取得的重大研究进展。此外，它还讨论了 EV 在癌症进展中的作用及其作为治疗剂或药物输送载体的应用。所有这些发现都得益于细胞外囊泡相关研究的巨大技术进步，尤其是微流体系统。本综述还广泛讨论了它们在细胞外囊泡表征方面的优缺点。本综述还讨论了 EV 在正常细胞过程和疾病状况中的作用，以及它们作为诊断和治疗工具的应用。最后，我们提出了干细胞和癌症生物学中 EV 相关研究的未来前景。4.Neuron-derived extracellular vesicles enriched from plasma show altered size and miRNA cargo as a function of antidepressant drug response.
从血浆中富集的神经元衍生的细胞外囊泡显示出大小和 miRNA 货物的改变，这是抗抑郁药物反应的性状。
[Mol Psychiatry] PMID：34385599摘要：以前的工作已经证明，microRNA(miRNA) 会随着抗抑郁治疗 (ADT) 反应的变化而变化。然而，尚不清楚这些外周检测到的 miRNA 变化对大脑中发生的那些变化的代表性。本研究旨在使用外周提取的神经元衍生细胞外囊泡 (NDEV) 来规避这些限制，并研究与抗抑郁反应相关的神经元 miRNA 变化。在两个时间点（基线和随访 8 周后）从对依他普仑治疗有反应 (N = 20) 和无反应 (N = 20) 的抑郁患者以及对照 (N = 20) 收集样本.从血浆中提取总细胞外囊泡 (EV)，然后通过 L1CAM 免疫沉淀进一步富集 NDEV。EVs 和 NDEVs 被表征，并且NDEV miRNA 货物被提取和测序。随后，对细胞系和死后组织进行了研究。NDEVs 的特征表明，它们比从血浆中分离的其他 EVs 小（p < 0.0001），具有脑特异性神经元标记物，并且含有富含脑功能相关的 miRNA（p < 0.0001）。此外，来自抑郁症患者的 NDEVs 比对照组小（ p < 0.05），NDEV 大小随 ADT 反应而增加（p< 0.01）。最后，NDEV 货物的变化，特别是miR-21-5p、miR-30d-5p 和miR-486-5p 的变化（p < 0.01），与ADT 反应相关。这三种 miRNA 的靶点在抑郁个体的脑组织中发生了改变（p < 0.05）。总之，这项研究表明，外周孤立的 NDEV 的变化可以作为 ADT 反应的临床可接近和信息丰富的生物标志物，特别是通过大小和内容物成分两项指标。5.A Holistic Review of theState-of-the-Art Microfluidics for Exosome Separation: An Overview of the Current Status, Existing Obstacles, and Future Outlook.
用于外泌体分离的最先进微流体技术的整体回顾：现状概述、现有障碍和未来展望。
[Nano Lett] PMID：34355908摘要：外泌体是一类小的细胞外囊泡 (30-150nm)，几乎所有类型的细胞都会分泌，且存在于几乎所有类型的体液中。由于它们在疾病诊断和治疗方面的潜力，这些小囊泡正引起越来越多的研究关注。然而，它们固有的异质性和生物流体的复杂性对其分离提出了重大挑战。即使是“黄金标准”，即差速离心，也存在产量低且耗时的问题。在此背景下，微流体技术的最新发展为外泌体提取提供了理想的系统，这些设备表现出一些引人入胜的特性，例如高速、良好的便携性和低样本量。在这篇综述中，重点是最先进的外泌体分离微流体技术，并通过分析当前策略面临的挑战，突出未来研究和开发的潜在方向。6.Decoding distinctive features of plasma extracellular vesicles in amyotrophic lateral sclerosis.
解码肌萎缩侧索硬化血浆细胞外囊泡的独特特征。
[Mol Neurodegener] PMID：34376243摘要：肌萎缩侧索硬化 (ALS) 是一种多因素、多系统的运动神经元疾病，目前没有有效的治疗方法。迫切需要确定生物标志物以解决该疾病的复杂性并有助于早期诊断、预后和治疗。细胞外囊泡 (EV) 是由任何细胞类型释放到体液中的纳米结构。它们的生物物理和生化特征随母细胞的生理和病理状态而变化，使它们成为用于患者分类和分层的多维数据的有吸引力的来源。我们分析了 ALS 患者（n = 106）和对照（n= 96）的血浆来源 EV，以及 ALS 的 SOD1G93A 和 TDP-43Q331K 小鼠模型。我们通过镍基分离纯化血浆 EV，分别通过纳米跟踪分析和透射电子显微镜表征它们的 EV 大小分布和形态，并通过蛋白质印迹和蛋白质组学分析 EV 标记和蛋白质货物。我们使用机器学习技术来预测诊断和预后。我们的程序实现了完整和多分散血浆 EV 的高产分离，同时将脂蛋白污染降至最低。与对照组相比，ALS 患者血浆中的 EV 和两种 ALS 小鼠模型具有独特的大小分布和较低的 HSP90 水平。在疾病进展方面，具有 EV 大小分布的亲环蛋白 A 水平区分了疾病进展的快慢，这可能是患者分层的新方法。免疫电子显微镜还表明磷酸化的TDP-43 不是血浆来源的 EVs 的内容物。我们的分析揭示了具有潜在直接临床应用的 ALS 患者血浆 EV 的特征。我们构思了一种基于机器学习的创新数学模型，通过将 EV 大小分布数据与蛋白质货物相结合，为疾病诊断和预后提供了非常高的预测率。7.Optimizing extracellular vesicles' isolation from chronic lymphocytic leukemia patient plasma and cell lines upernatant.
从慢性淋巴细胞白血病患者血浆和细胞系上清液中优化细胞外囊泡的分离。
[JCI Insight] PMID：34369387摘要：在慢性淋巴细胞白血病 (CLL) 和很可能所有癌症类型中，细胞外囊泡 (EV) 是正常细胞、患病细胞和转化细胞之间传递细胞间信息的常见机制。CLL 和其他癌症中的 EV 研究具有很大的可变性，并且通常缺乏可重复性。对于 CLL 患者血浆和细胞系，我们试图表征当前用于分离 EV 的方法，并了解细胞培养条件培养基或复杂的生物体液是否会混淆结果。利用纳米粒子跟踪分析、蛋白质定量和电子显微镜，我们表明使用 OptiPrep 垫进行超速离心可以有效地减少起始材料中的污染物。此外，我们确认了在EV 分离步骤期间在 PBS 中加入 25 mM 海藻糖以减少 EV 聚集的好处，以保留下游应用和表征的功能。我们还报告了使用 CELLine 生物反应器烧瓶从我们的 CLL 细胞系中获得的最高粒子/μgEV。最后，我们优化了增殖分析，以最少的样本要求对我们的 EV 进行功能评估。8.Enterotoxigenic Bacteroides fragilis promotes intestinal inflammation and malignancy by inhibiting exosomes-packaged miR-149-3p.
产肠毒素脆弱类杆菌通过抑制外泌体包装的 miR-149-3p 促进肠道炎症和恶性肿瘤。
[Gastroenterology] PMID：34371001摘要：产肠毒素脆弱类杆菌 (ETBF) 与炎症性肠病 (IBD)、结肠炎相关结直肠癌 (CAC) 和结直肠癌 (CRC) 的发生密切相关。然而，ETBF 诱导肠道炎症和肿瘤发生的机制仍不清楚。利用 microRNA 测序来检测 ETBF 处理的细胞和来自 ETBF 接种细胞的外泌体中差异表达的 miRNA。Cell Counting Kit-8 检测用于评估 ETBF 和外泌体对 CRC 细胞增殖的影响。在体外和体内确定了 ETBF 介导的 miR-149-3p 在结肠炎和结肠癌发生中的生物学作用和机制。ETBF 通过在体外和体内下调 miR-149-3p 来促进 CRC 细胞增殖。ETBF 下调的 miR-149-3p 依赖于 METTL14 介导的 m6A 甲基化。作为miR-149-3p的靶基因，PHF5A在CRC细胞中ETBF处理后通过调节KAT2AmRNA选择性剪接来反式激活SOD2。miR-149-3p 可以在外泌体中释放并通过调节 Th17 分化介导细胞间通讯。血浆外泌体 miR-149-3p 的水平从健康对照到 IBD 和 CRC 患者逐渐降低。存在于血浆外泌体中的 MiR-149-3p 与 IBD 和CRC 患者中 ETBF 的丰度呈负相关。来自 ETBF 处理细胞的外泌体 miR-149-3p 促进了 Th17 细胞分化。ETBF 诱导的结直肠癌发生取决于下调 miR-149-3p 并进一步促进 PHF5A 介导的 KAT2A 在CRC 细胞中的 RNA 选择性剪接。靶向 ETBF/miR-149-3p通路提供了一种有前景的方法来治疗具有大量 ETBF 的肠道炎症和结直肠癌患者。9.Designer exosomes enabling tumor targeted efficient chemo/gene/photothermal therapy.
设计外泌体使靶向肿瘤的高效化学/基因/光热疗法成为可能。
[Biomaterials] PMID：34364178摘要：外泌体是细胞分泌和吸收的内源性纳米颗粒（50-150nm），最近已被用作癌症治疗的诊断和治疗平台。将基于外泌体的递送与多种治疗方式相结合，可以带来更好的临床结果并减少副作用。在这里，我们将设计外泌体的靶向性和生物相容性与化学/基因/光热疗法相结合。我们的平台由装载有内化阿霉素（DOX，一种模型抗癌药物）的外泌体组成，并涂有磁性纳米颗粒，该纳米颗粒与能够靶向miR-21 的分子信标结合，用于响应分子成像。包被的磁性纳米颗粒能够通过外部磁场引导富集肿瘤部位的外泌体。在外泌体聚集在肿瘤部位后，近红外辐射 (NIR) 的应用会引起局部高热并触发外泌体内装载的货物的释放。释放的分子信标可以针对miR-21 进行成像和基因沉默。同时，释放的阿霉素用于杀死癌细胞。在近红外下用Exo-DOX-Fe3O4@PDA-MB 处理后，约 91.04% 的癌细胞被杀死。动物模型已经证明了基于外泌体的癌症治疗方法的能力，其中使用磁场引导的肿瘤靶向化学/基因/光热方法使肿瘤大小显着减小了97.57%。因此，我们预计这种外泌体介导的多模式疗法将成为下一代精准癌症纳米药物的有前途的平台。10.Extracellular vesicles as delivery systems at nano-/micro-scale.
细胞外囊泡作为纳米/微米尺度的传递系统。摘要：细胞外囊泡 (EV) 在药物递送和生物成像中作为纳米/微米尺寸的载体显示出巨大的前景。通过大量的研究工作探索了 EV 的更多特性，它们无与伦比的物理化学特性、生物学特征使它们成为独特的载体，在提供治疗诊断货物时具有特殊的药代动力学、循环代谢和生物分布模式。在这篇评论中，我们首先分析了细胞外囊泡作为递送平台的利弊。其次，与工程纳米颗粒递送系统（例如生物相容性二嵌段共聚物）相比，精心设计了改善 EV（特别是外泌体）的合理设计。最后，比较了 EV 中不同的药物加载方法，得出了如何构建临床可用且有效的纳米/微载体以实现令人满意的医疗任务的结论。
今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见！
