盘点丨2017年外泌体领域重点研究进展
2017年过去了，外泌体之家小编带您回顾2017年外泌体领域的一些重点研究进展（点击标题可查看原文）：
1. 外泌体首例大动物实验|心肌球细胞外泌体在猪急性和慢性心肌梗死模型中的保护作用
你还在为你提的外泌体含量太少、不够小鼠实验、不够大鼠实验而感到困扰吗？美国西奈山医学院的Eduardo Marban研究组已经用外泌体进行了猪模型实验了。被称为外泌体的天然分泌的纳米囊泡是心脏球来源的细胞（CDC）的再生作用所需要的，并且已经发现外泌体模拟了啮齿类动物模型中CDCs的益处。然而，外泌体还没有在大动物模型中进行研究。来自美国西奈山医学院的Eduardo Marban研究组研究了CDC分泌的外泌体在猪的急性（AMI）和慢性心肌梗死（CMI）模型的功效。心肌球衍生细胞的外泌体IM给药减少疤痕，停止不利重塑并改善猪AMI和CMI的LVEF。虽然作为用于心肌梗死的无细胞治疗剂在概念上是有吸引力的，但外泌体具有需IM递送的缺点。
2. Nature Reviews：整合的液体活检方案用于管理癌症——ctDNA、CTCs和exosomes
在癌症进展和治疗期间，肿瘤细胞的多个亚克隆群体彼此竞争，选择性压力导致主要亚克隆的出现，其增殖和传播最强烈，并且对治疗最不敏感。目前，实体瘤的分子特征是使用外科手术或活检组织样品建立的。然而，基于组织的肿瘤特征分析受到抽样偏差，仅提供肿瘤异质性的快照，并且不能重复获得。已证明循环的无细胞肿瘤DNA（ctDNA）的基因组谱与相应肿瘤的基因组谱紧密匹配，对分子病理学和临床肿瘤学具有重要意义。循环核酸的分析（通常称为“液体活检”）可用于监测对治疗的反应，评估耐药性的出现以及量化最小的残留疾病。除了血液，几种其他体液，例如尿、唾液、胸腔积液和脑脊液，可以包含肿瘤来源的遗传信息。从ctDNA收集的分子图谱可以进一步与通过循环肿瘤细胞（CTC）以及RNA、蛋白质和包含在囊泡内的脂质（例如外泌体）的分析获得互补的分子图谱。这篇综述整理分析了不同形式的液体活检可如何用于指导患者护理，并应最终整合到临床实践。
多细胞生物体内有效的抗病毒保护依赖于细胞和全身免疫。系统免疫介导了抗病毒信号从感染部位扩散到远处的未感染组织。在节肢动物中，RNA干扰（RNAi）负责抗病毒防御。该研究显示果蝇具有由巨噬细胞样血细胞介导的复杂的基于全身RNAi的免疫。血细胞从感染的细胞中摄取dsRNA，通过内源转座子逆转录酶产生病毒衍生的互补DNA（vDNA）。这些vDNA模板从头合成二级病毒siRNA（vsRNA），分泌到外泌体样囊泡中。有趣的是，从感染果蝇的血淋巴中纯化的含有vsRNA的外泌体，在幼稚动物中赋予了针对病毒攻击的被动保护。因此，类似于脊椎动物，昆虫使用免疫细胞产生免疫记忆，其形式是稳定的vDNA，产生由含有vsRNA的外泌体介导的全身免疫。
4. Gastroenterology：胆汁中的细胞外囊泡可作为恶性胆管狭窄的标记物
胆管狭窄（common bile duct，CBD）的鉴别诊断仍然是目前临床医生的难题。用于诊断恶性胆管狭窄的技术很多，但很多都缺乏诊断准确性以及阴性预测值。因此，用于评价CBD狭窄的方法非常复杂和耗时，导致了诊断的高成本，即使总是不可避免地出现诊断的不确定性。恶性肿瘤将大量细胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EV）分泌到周围的体液中；因此，EV可能作为恶性胆管狭窄诊断的生物标志物。5月4日，来自瑞士日内瓦大学的研究人员在Gastroenterology杂志（IF=18.187）上发表文章，探讨了胆汁中的EVs浓度是否可以区分良性和恶性的CBD狭窄。结果发现，在两组患者中，与对照组相比，恶性CBD狭窄患者胆汁样本中EV浓度的中位浓度显着高于对照组（检测组每升胆汁的纳米颗粒数：2.41×10的15次方vs1.60×10的14次方，P <0.0001；验证组：4.00×10的15次方vs1.26×10的14次方，P <0.0001）。在检测组中，胆汁中9.46×10的14次方个纳米颗粒/L的阈值是最适区分恶性CBD的患者与对照组的数值。在验证组中，这个阈值区分恶性与非恶性CBD狭窄的准确度达到100%。EV在血清中的浓度使恶性肿瘤患者与非恶性CBD狭窄患者的诊断准确率达63.3％。
5. Hepatology：血清外泌体包含原发性硬化性胆管炎和胆管癌的蛋白质生物标志物
为了寻找新生物标志物，来自西班牙巴斯克大学的研究人员从CCA（n =43）、PSC（n=30）和HCC（n =29）患者和健康个体（对照组，n=32）中分离出血清的细胞外囊泡（EV），并检测其蛋白质含量。通过使用纳米粒子跟踪分析（NTA），研究人员发现HCC血清的EV浓度高于其他各组。圆形的形态（透射电子显微镜）、大小（NTA为〜180nm直径）和标记物（免疫印迹检测CD9、CD63和CD81）表明，被检测的大多数血清EV是外泌体。蛋白质组图谱（通过质谱）显示出多组差异表达的蛋白质。这些蛋白质中的几种显示出较高的诊断价值，CCAvs对照组的ROC曲线下最大面积（AUC）为0.878，CCA I-II期vs对照组为0.905，PSCvs对照组为0.789，PSC非肝硬化vs对照组为0.806，CCAvsPSC为0.796，CCA I-II期vsPSC为0.956，HCCvs对照组为0.904，iCCAvsHCC为0.894。通过对人CCA细胞的EV的蛋白质组学分析显示，与正常人胆管细胞释放的EV相比，其中的致癌蛋白的丰度更高。在免疫缺陷小鼠的肝脏中原位植入人CCA细胞，可检测到含有一些类似人致癌蛋白的EV在血清中释放。研究人员得出结论，CCA、PSC和HCC患者血清EV中发现了新的蛋白质组学特征，在诊断上具有潜在的有效性。
6. 【Cell】肿瘤细胞迫使基质细胞通过外泌体释放无蛋白结合的RNA RN7SL1促进肿瘤的生长和转移
基质成纤维细胞与癌细胞之间的相互作用产生癌症进展、抗药性和炎症反应的信号。尽管作为模式识别受体（PRRs）的损伤相关分子模式（DAMPs）的内源性RNA可能代表一种这样的信号，但这些RNA在非病理状况下的作用尚未被认知。来自宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究表明，乳腺癌细胞触发基质细胞NOTCH-MYC信号通路导致POL3驱动的RN7SL1增加。RN7SL1是一种通常被RNA结合蛋白SRP9/14结合的内源性RNA。RN7SL1的这种增加改变了其与SRP9/14之间的化学计量比例，并在基质外泌体中产生非屏蔽的RN7SL1（小编注：SRP9/14结合时被称为shielded RN7SL1，被屏蔽的RN7SL1；无SRP9/14结合时被称为unshielded RN7SL1，非屏蔽的RN7SL1）。在外泌体转移到免疫细胞后，非屏蔽的RN7SL1触发炎症反应；转移到乳腺癌细胞后，非屏蔽RN7SL1激活PRR RIG-1以增强肿瘤生长、转移和治疗抗性。通过来自患者肿瘤和血液的证据证实，通过部署RNA DAMPs激活基质细胞与非屏蔽RNA的调控协同促进癌症侵袭性特征。
7. Cancer Research：循环外泌体中的miRNA促进人脂肪肉瘤的发展
循环miRNA课作为一些疾病的潜在的生物标志物；超过150项研究已经验证了将血清或血浆miRNA作为生物标志物在不同类型癌症中的潜在用途。此外，循环miRNA可以传递表观遗传信息，miRNA来源的细胞能够影响远端细胞中的基因表达。在本研究中，研究人员从患者血浆样品和健康对照组血浆中分离了细胞外囊泡（EVs）。使用患者血浆样品和体外培养的肿瘤细胞系，研究人员在这里证明了miR-25-3p和miR-92a-3p通过细胞外囊泡被脂肪肉瘤细胞分泌，并可用作潜在的疾病生物标志物。miR-25-3p和miR-92a-3p以TLR7/8依赖性的方式刺激肿瘤相关巨噬细胞分泌促炎细胞因子IL6，从而通过与周围环境的相互作用促进脂肪肉瘤细胞增殖、侵袭和转移微环境。该研究结果提供了新的关于脂肪肉瘤进展的机制，阐述了脂肪肉瘤细胞和它们微环境之间的相互作用从而参与脂肪肉瘤进展的过程。这项研究确定了循环miRNA的检测可能可以作为在放射性检测之前鉴定复发的可能性，同时提供对疾病预后的预测以及作为监测治疗功效的可能方法。
8. 【重磅】Nature：靶向KRAS治疗胰腺癌有奇招，外泌体做先锋
在这项研究中，来自美国MD安德森癌症中心的研究人员探讨了外泌体是否可以作为RNAi的有效载体的可能性。外泌体是一种具有脂质双层膜的纳米尺寸的细胞外囊泡（40-150nm），其能够被所有细胞释放并有效进入其他细胞。与脂质体和其他合成药物纳米颗粒载体不同，外泌体含有可能增强内吞作用的跨膜和膜锚定蛋白，从而促进其内容物的递送。CD47是外泌体蛋白质之一，是一个广泛表达的整合素相关跨膜蛋白，其部分功能可以保护细胞免受吞噬作用。CD47是信号调节蛋白α（SIRPα，也称为CD172a）的配体，CD47-SIRPα间的结合能够发出“不要吃我”的信号，从而抑制吞噬作用。癌基因RAS能够促进胰腺癌细胞增殖，增强胞饮作用从而促进肿瘤细胞摄取外泌体。合成纳米颗粒对细胞有一定毒性作用，但使用外泌体能够最小化对细胞的毒性。研究人员发现，CD47和癌基因KRAS驱动的胞饮作用都会抑制外泌体被循环系统的清除，并增强胰腺癌细胞对外泌体的特异性。所以，外泌体的这种特性增强了它们通过递送RNAi来特异性靶向胰腺癌中的KRAS的能力，并且使用外泌体作为单一靶向剂显着改善了所有实验PDAC小鼠模型的总生存期。
衰老是身体机能以及生理功能逐渐衰退和丧失的过程，最终导致生命的终结。7月26日，来自美国爱因斯坦医学院的蔡东升教授的研究团队在Nature杂志发表论文，发现下丘脑干细胞及其分泌的外泌体和miRNA能够延缓衰老，找到了对抗衰老延年益寿的一个新方法！在本研究中，蔡教授的研究团队设计了几种小鼠模型，他们将共表达有Sox2和Bmi1两个基因的下丘脑神经干细胞/祖细胞（htNSCs）消融杀死，他们发现，随着这些下丘脑干细胞的消失，小鼠开始出现衰老症状。每个小鼠模型都表现出来了衰老相关的生理变化或者寿命的缩短。相反，中年小鼠中植入经过改造的健康的下丘脑干细胞/祖细胞后，小鼠的衰老症状延迟并且寿命延长，并且这些经改造后的下丘脑干细胞可以在衰老相关的下丘脑炎症微环境下存活。在机制上，下丘脑干细胞/祖细胞会将外泌体微小RNA（miRNA）分泌到脑脊液中，而这些外泌体miRNA在衰老过程中会下调，而用健康的下丘脑干细胞/祖细胞分泌的外泌体的治疗便能够减慢衰老进程。综上所述，机体衰老的速度基本上是由下丘脑干细胞所控制的，而该过程一部分是下丘脑干细胞通过释放外泌体miRNA的来实现的。
10. Cell：为什么肥胖会导致胰岛素抵抗？原因在于外泌体！
外泌体中包含各种miRNA，对靶细胞均有调控作用。近日，圣地亚哥大学医学部Jerrold M. Olefsky研究团队在Cell杂志上发表文章，发现脂肪组织巨噬细胞分泌的外泌体中含有miRNA并可以转移到胰岛素的靶细胞中，从而调节靶细胞对胰岛素的敏感性以及体内的总糖代谢稳态。Olefsky研究团队发现，来自肥胖小鼠的脂肪组织巨噬细胞分泌含有miRNA的外泌体，可以在体外和体内被胰岛素靶细胞吸收摄取，导致细胞和全身胰岛素抵抗和葡萄糖的不耐受。相反，提取瘦小鼠来源的脂肪组织巨噬细胞外泌体，并用它在肥胖小鼠上治疗，则导致体内和体外的葡萄糖耐受和胰岛素敏感性的大副改善。最后，研究人员证明miR-155是肥胖个体脂肪组织巨噬细胞外泌体差异表达的miRNA之一，miR-155最有可能直接通过抑制其靶基因PPARγ来抑制胰岛素信号传导和葡萄糖耐受。
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