【2018-43期】This Week in Extracellular Vesicles / 四六文摘

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本周hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家，其中7篇提供中文摘要。第1篇文章对比了使用细胞外囊泡DNA和循环游离DNA进行早期非小细胞肺癌突变检测，结果显示在早期非小细胞肺癌的突变检测中细胞外囊泡DNA表现出更好的灵敏度和特异性；第2篇文章介绍了前列腺癌骨转移中细胞外囊泡的潜在作用，是对目前细胞外囊泡在骨转移中作用研究一次推动；第7篇文章是对PEG沉淀外泌体并通过超离洗涤外泌体的方法学探讨，分析了其优缺点。

1. Nanoscale Extracellular Vesicle-Derived DNA is Superior to Circulating Cell Free DNA for Mutation Detection in Early-StageNon-Small Cell Lung Cancer.

在早期非小细胞肺癌的突变检测中，纳米级细胞外囊泡衍生的DNA优于循环细胞游离DNA。

[Ann Oncol] IF=13.926 PMID：30339193

摘要：目前尚无关于非小细胞肺癌（NSCLC）患者中相对完整的纳米级细胞外囊泡衍生DNA（nEV-DNA）和片段化循环细胞游离DNA（cfDNA）突变检测效果的比较，因此这一对比值得进行研究。nEV-DNA和cfDNA均来自377名具有已知EGFR突变状态的NSCLC患者和69名对照。用基于ARMS-PCR检测相应的EGFRE19del / T790M / L858R突变状态。nEV-DNA和cfDNA水平均未显示与肿瘤体积的强相关性。 cfDNA和nEV-DNA水平之间也没有相关性。在早期NSCLC中使用ARMS-PCR检测nEV-DNA和cfDNA的灵敏度分别为25.7％和14.2％，特异性分别为96.6％和91.7％。在晚期NSCLC中，nEV-DNA和cfDNA均显示~80％的灵敏度和超过95％的特异性。使用ARMS-PCR，nEV-DNA在早期NSCLC的突变检测方面优于cfDNA。在晚期NSCLC中两者特异性和灵敏度相当。

PS：液体活检目前通常使用循环肿瘤细胞或者循环游离DNA进行检测，循环游离DNA的检测通常用于突变筛查，但循环游离DNA中的肿瘤DNA丰度低，检测困难，如何优化或寻找更合适的血液中肿瘤DNA来源是目前的研究重点。细胞外囊泡作为细胞来源的亚细胞结构，其可以包裹细胞DNA进入循环系统，细胞外囊泡中的DNA是潜在的循环游离DNA替代来源。文章对循环游离DNA和细胞外囊泡DNA用于检测非小细胞肺癌特定的突变的特异性和灵敏度进行了比较。结果发现细胞外囊泡DNA在早期非小细胞肺癌的突变检测中优于循环游离DNA。这一研究结果一定程度上肯定了细胞外囊泡作为液体活检成分的可行性。

2. Communication of prostate cancer cells with bone cells via extracellular vesicle RNA; a potential mechanism of metastasis.

前列腺癌细胞通过细胞外囊泡RNA与骨细胞的通讯;一种潜在的转移机制。

[Oncogene] IF=6.854 PMID：30353168

摘要：细胞外囊泡（EV）作为肿瘤与其环境之间细胞间通信的载体的作用是一个相对较新的概念。 EV对于肿瘤影响远端器官以产生远端转移性nich而言可能是至关重要的，前列腺癌对骨的转移性趋向优于其他组织类型。细胞外囊泡作为PCa细胞与骨基质细胞（如成骨细胞）之间的通讯手段的潜在作用尚未得到充分研究。在这项研究中，我们证明当与EV处理的成骨细胞共培养时，PCa细胞EV均增强成骨细胞活力并为PCa细胞产生显着更有利的生长环境（p <0.005）。由骨转移性PCa细胞系PC3产生的EV的RNA货物的表征突出显示EV-RNA货物显着富集与细胞表面信号传导，细胞 - 细胞相互作用和蛋白质翻译相关的基因（p <0.01）。使用新技术追踪RNA，我们证明PCa-EV向成骨细胞递送一组PCa-RNA，并显示对成骨细胞内源性转录本丰度的影响。总之，我们首次证明了PCa EV中的RNA元件的贡献，提供证据支持PCa EV通信作为介导骨转移的潜在新途径。我们认为针对PCa EVs可为有转移性PCa风险的男性提供潜在重要的预防性治疗。

PS：肿瘤转移过程中细胞外囊泡的作用是目前研究报道很多的方向，相较于常见的肺转移、肝转移研究，细胞外囊泡在肿瘤的骨转移研究中的报道十分少见，在两年前David Lyden发表的关于integrin影响肿瘤转移靶器官特异性的报道中主要研究了肺转移、肝转移和脑转移等，但是并没有过多地涉及骨转移。在其文章的讨论部分Lyden提及了这一问题，他表示他们尝试了integrin在骨转移倾向性中功能，但是没有发现明确的作用，因此他提出假设认为细胞外囊泡在骨转移中的作用与其他靶器官转移中的作用存在差异，可能不是integrin介导的。这篇文章对Lyden的研究是一个补充，文章一定程度上证明了细胞外囊泡在骨转移过程中也发挥着作用。感兴趣的可以了解一下，目前细胞外囊泡在骨转移中的作用研究相对较少，感兴趣的可以尝试研究一下。

3. miR-146a Suppresses SUMO1 Expression and Induces Cardiac Dysfunction in Maladaptive Hypertrophy.

miR-146a抑制SUMO1表达并诱导心脏病理性肥大功能障碍。

[Circ Res] IF=15.211 PMID：30355233

摘要：异常SUMO化已成为心力衰竭（HF）病理学的特征。以前，我们发现在人和动物HF模型中SUMO1（小遍在蛋白样修饰物1）表达和SERCA2a（肌浆网Ca2 + -ATP酶）SUMO化减少。 SUMO1的基因递送或小分子活化物治疗恢复了HF模型中的SERCA2a SUMO化和心脏功能。尽管SUMO1在HF中起关键作用，但SUMO1表达的调控机制在很大程度上是未知的。在本研究中，我们发现miR-146a是心脏中靶向SUMO1的microRNA。在小鼠和人类衰竭心脏中观察到miR-146a和SUMO1表达之间的强相关性。通过AAV9（腺相关病毒血清型9）介导的基因递送在心肌细胞中操纵miR-146a，并通过超声心动图和血液动力学分析心脏形态和功能。 miR-146a的过表达降低了体外和体内SUMO1表达，SERCA2a SUMO化下降和心脏收缩性下降。通过将miR-146a的诱饵转导到经受横向主动脉收缩的小鼠中来检查miR-146a抑制对HF病理生理学的影响。我们发现miR-146a抑制改善了心脏收缩功能并使SUMO1表达正常化。通过检查产生miR-146a的主要细胞类型和转移机制，阐明了miR-146a上调的调节机制。值得注意的是，成纤维细胞的转分化通过细胞外囊泡触发miR-146a过表达和分泌，并且细胞外囊泡相关的miR-146a转移被鉴定为miR-146a在衰竭的心肌细胞中上调的致病机制。最后，从衰竭心脏分离的细胞外囊泡显示含有高水平的miR-146a并对SUMO1 / SERCA2a信号轴产生负面影响，从而对心肌细胞收缩性产生负面影响。总之，我们的结果表明miR-146a是一种新的调节因子，可以作为治疗干预的目标。

PS：心脏相关的细胞外囊泡研究主要集中在心脏心力衰竭等病症的病理研究和治疗方法开发方面。这篇文章介绍了miR-146a通过影响SUMO1来影响心脏功能。文章发现成纤维细胞通过转分化会表达并释放miR-146a，进而影响心脏功能，文章的主要亮点在于对miR-146a的来源和功能阐释上，同样是细胞外囊泡miRNA研究，它能够发表在circ res上是有一定道理的。

4. Mastocytosis-derived extracellular vesicles exhibit amast cell signature, transfer KIT to stellate cells, and promote their activation.

源自肥大细胞的细胞外囊泡表现出肥大细胞特征，将KIT转移至星状细胞，并促进其活化。

[Proc Natl Acad Sci U S A] IF= 9.504 PMID：30352845

摘要：细胞外囊泡（EV）与血液系统恶性肿瘤的发生和发展有关。因此，我们检查了患有系统性肥大细胞增多症（SM）的患者的血清样品，并发现具有肥大细胞特征的EV(包括类胰蛋白酶，FcεRI，MRGX2和KIT的存在)。这些EV的浓度与疾病参数相关，包括血清类胰蛋白酶，IL-6和碱性磷酸酶的水平以及肝脾肿大。鉴于来自一种细胞类型的EV可能影响另一种细胞行为的报道，我们根据与肥大细胞增多症相关的异常肝脏病理学研究了SM-EV是否可能影响肝星状细胞（HSC）。我们发现KIT从SM-EV转移到HSC系中，引发增殖，细胞因子产生和分化，这些过程与肝脏病理学有关。通过KIT抑制或中和抗体降低这些作用，并通过强制表达KIT或组成型活性D816V-KIT（与SM相关的功能获得变体）重现这一过程。此外，与注射了来自正常个体的EV的小鼠相比，注射SM-EV的小鼠肝脏中的HSC(特别是在门静脉区域周围)具有增加的α-SMA和人KIT的表达，表明SM-EV也可以在体内启动HSC活化。因此，我们的数据与SM-EV有可能影响血液学区室外细胞的结论一致，并且治疗SM的治疗方法可能部分通过抑制EV对靶组织的影响而有效，这些结果对于我们理解这一疾病是重要的。

PS：血液疾病对全身各个器官的影响机制对于我们了解疾病病理是十分重要的，这篇发表在PNAS上的文章介绍了来自肥大细胞的细胞外囊泡对肝脏星形细胞的激活作用。

5. Tumor Cell-Derived Extracellular Vesicle-Coated Nanocarriers: An Efficient Theranostic Platform for the Cancer-Specific Delivery of Anti-miR-21 and Imaging Agents.

肿瘤细胞衍生的细胞外囊泡纳米载体：用于递送anti-miR-21和成像剂的癌症特异性治疗平台。

[ACS Nano] IF=13.709 PMID：30346694

摘要：微小RNA是癌症发生，发展和传播的关键调节因子。大量证据表明抑制过度表达的致癌miRNA功能可能是抗癌治疗的有力策略。然而，将miRNA治疗剂体内靶向递送至各种类型的癌症仍然是主要挑战。受其天然合成和货物输送能力的启发，研究人员利用肿瘤细胞衍生的细胞外囊泡（TEV）进行癌症靶向治疗和治疗诊断。在这里，我们研究了一种基于TEV的纳米平台，用于多模式miRNA传递和光疗治疗以及癌症的磁共振成像。我们证明了anti-miR-21的加载，其阻断了癌细胞中过量表达的内源性致癌miR-21的功能。我们还从另外两种癌细胞系（HepG2和SKBR3）产生了负载Cy5-抗miR-21的TEV，并证实了它们强大的同源和异源转染效率以及细胞内Cy5-抗miR-21递送。另外，TEV介导的抗miR-21递送减弱乳腺癌细胞中的阿霉素（DOX）抗性，其细胞杀伤效率比单独用DOX处理的细胞高3倍。然后，我们研究了TEV作为金 - 氧化铁纳米颗粒（GIONs）功能化的仿生来源，并在体外证明了TEV-GIONs的纳米治疗特性。 TEV-GIONs在体外磁共振（MR）成像中表现出优异的T2对比度，并在4T1细胞中产生有效的光热效应。我们还通过用吲哚菁绿近红外染料标记，评估了体内抗miR-21的TEV-GION的生物分布和治疗性能。我们使用MR成像进一步验证了TEV-GION的肿瘤特异性积累。我们的研究结果表明，TEV-抗miR-21-GION的分布模式与肿瘤靶向能力以及响应阿霉素组合治疗所获得的活性和功效相关。 TEV和TEV-GION是癌症分子成像和治疗的未来应用的有前景的纳米诊断学。

PS：文章探究了使用肿瘤细胞衍生的细胞外囊泡作为miRNA拮抗剂和成像剂的可行性，结果证明其可作为miRNA拮抗剂来递送拮抗分子抑制促癌相关miRNA最终减缓肿瘤发展。文章还对这一纳米制剂的动力学及体内分布进行了初步的探究。

6. Application of Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles for Stroke: Biodistribution and MicroRNA Study.

间充质干细胞衍生细胞外囊泡在脑卒中中的应用：生物分布和MicroRNA研究。

[Transl Stroke Res] IF=8.266 PMID：30341718

摘要：间充质干细胞（MSCs）通过各种生物活性物质发挥其治疗能力，包括营养因子，微小RNA和梗塞组织中的细胞外囊泡（EV）。因此，我们假设MSC衍生的EV（MSC-EV）具有与MSC类似的治疗分子。此外，鉴于其作为纳米尺寸和脂质屏蔽颗粒的性质，MSC-EV的静脉输注可能是优于MSC的更安全的治疗方法。在本研究中，我们研究了MSC-EV在大鼠中风模型中的生物分布，治疗效果和作用方式。 MSC-EV成功地刺激了体内神经发生和血管生成。与MSC治疗组相比，用MSC-EV治疗的大鼠表现出比对照组更大的行为改善（p <0.05）。我们使用荧光标记的MSC-EV和MSC的生物分布研究表明，梗塞半球中MSC-EV的量以剂量依赖性方式增加，并且很少在肺和肝中发现。此外，与fibro-EV相比，MSC-EV高度包含与神经发生和/或血管发生相关的各种蛋白质和微小RNA（miRNA）。我们进一步分析了这些miRNA，发现miRNA-184和miRNA-210分别对促进MSC-EV的神经发生和血管生成至关重要。 MSC-EV代表了中风治疗的MSCs的理想替代品，具有相似的治疗效果，同时更具安全性，克服了干细胞治疗中与细胞相关的局限性。

PS：使用MSC来源的细胞外囊泡进行治疗探究是目前大家比较感性的研究方向。大量的研究报道证明MSC来源的细胞外囊泡对多种损伤具有修复功能。这篇文章报道了MSC来源的细胞外囊泡对中风的治疗效果，同时文章尝试探究了MSC来源的EV在体内的分布情况，为我们更深入的了解静脉输注细胞外囊泡后的分布情况提供了数据。

7. Precipitation with polyethylene glycol followed by washing and pelleting by ultracentrifugation enriches extracellular vesicles from tissue culture supernatants in small and large scales.

通过聚乙二醇沉淀后洗涤沉淀并利用超速离心重新沉淀可以用来富集不同体积培养上清液中的细胞外囊泡。

[J Extracell Vesicles] PMID：30357008

摘要：细胞外囊泡（EV）提供了在不同器官内局部的和器官之间远端的细胞-细胞间信号传导的复杂手段。根据它们的细胞类型特异性特征，EV可以作为用于多种疾病的新型生物标记物，并且可以用作药物递送载体。此外，来自某些细胞类型的EV在再生医学和免疫调节中发挥有益作用。有几种技术可用于从各种体液或细胞培养上清液中收获EV。比较经典的方法包括差异离心，密度梯度离心，尺寸排阻色谱和基于免疫捕获的方法等用于从含EV的液体中收获EV。由于这些方法可扩展性的限制，我们设计并优化了基于聚乙二醇（PEG）的沉淀方法以从细胞培养上清液中富集EV。我们证明了该方法的可重复性和可扩展性，并将其功效与更传统的EV收获方法进行了比较。我们显示PEG沉淀的洗涤和通过超速离心的再沉淀除去了大部分PEG共沉淀的分子，例如牛血清白蛋白（BSA）。然而，与目前认为产物纯度较高的尺寸排阻色谱的结果相比（以获得的EV样品的每毫克蛋白质的颗粒数来衡量纯度），PEG制备的EV样品可能仍然含有一定百分比的其他非EV相关分子。我们通过功能实验发现通过优化的PEG方法纯化的EV在缺血性中风模型中显示出与相应细胞相同的治疗活性，因此这种共纯化分子不太可能对获得的EV样品的功能性质产生负面影响。总之，如果打算对纯EV样品进行分子谱分析，优化后的PEG沉淀法可能不是优选方案，优化的PEG方案是一种可扩展和可重复的方法，可以很容易地被配备超速离心机的实验室采用以富集功能性活性EV。

PS：JEV这周发表的新文章。Hzangs再次听到了潺潺的水声。这水灌的有点狠啊。JEV作为国际囊泡协会的会刊，这样灌水是不是有点不地道。使用PEG沉淀联合超速离心洗涤的方法在两年前的sci rep上就发表过一篇详细的论证文章，这周JEV却又刊发一篇类似的……如果硬说要从这篇文章讲点结论，有以下几点：1、证明PEG沉淀+超离洗涤的方法纯化的细胞外囊泡纯度不如经典方法好（谁都知道），2、PEG沉淀+超离洗涤纯化的细胞外囊泡可以用于下游功能试验，残留的PEG不会对结果有负面影响（几乎谁都知道），3、国际囊泡协会的会刊JEV发表了文章认可PEG沉淀+超离洗涤的方法。就这样吧，这篇文章是在秀JEV的下限和节操……吐槽有点多，大家多担待。再多说一句…… JEV在2021年会有影响因子，想灌水的赶紧灌 o(╯□╰)o。

8. EVmiRNA: a database of miRNA profiling in extracellular vesicles.

EVmiRNA：细胞外囊泡中miRNA谱数据库。

[Nucleic Acids Res] IF=11.561 PMID：30335161

PS：华中科技大学的老师们开发的数据库。收录了细胞外囊泡中miRNA的表达谱数据，可以在数据库中查询各种miRNA在不同来源的细胞外囊泡中的大致丰度。详情请阅读：华中科技大学发布首个大样本量的细胞外膜泡miRNA数据库

9. Astrocyte-Derived Exosomes Treated With a Semaphorin 3A Inhibitor Enhance Stroke Recovery via Prostaglandin D2 Synthase.

用Semaphorin 3A抑制剂处理的星形胶质细胞衍生的外泌体通过前列腺素D2合成酶增强中风恢复。

[Stroke] IF=6.239 PMID：30355116

PS：文章介绍了通过Semaphorin 3A抑制剂共孵育外泌体用来治疗中风的方法。外泌体作为一种有生物体自身产生的纳米级非细胞结构被膜囊泡，它们独特的性质（如可透过血脑屏障，低免疫原性等）对于治疗和开发新型药物载体具有十分优良的先天条件。

10. Exosomes or Microvesicles, a Secreted Subcellular Organelle Contributing to Inflammation and Diabetes.

外泌体或微囊泡，细胞分泌的促进炎症和糖尿病的亚细胞结构。

[Diabetes] IF=7.273 PMID：30348822

PS：这是一篇综述文章，文章对炎症和糖尿病中细胞外囊泡的作用进行了汇总和回顾。

11. Universal Ti3C2 MXenes Based Self-Standard Ratiometric Fluorescence Resonance Energy Transfer Platform for Highly Sensitive Detection of Exosomes.

基于通用Ti3C2 MXenes的自标准比率荧光共振能量转移平台，用于高灵敏度检测外泌体。

[Anal Chem] IF=6.042 PMID：30350604

PS：一种高灵敏度的外泌体检测平台，文章对这一平台进行了详细介绍。感兴趣的请读原文，hzangs表示不太懂。

12. Highly sensitive detection of exosomesby 3D plasmonic photonic crystal biosensor.

通过3D等离子体光子晶体生物传感器高度灵敏地检测外泌体。

[Nanoscale] IF=7.233 PMID：30346006

PS：文章报道了一种高灵敏度的外泌体检测手段。Hzangs表示看不懂，感兴趣的朋友请自行阅读。

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