外泌体之家 | 细胞外膜泡领域核心平台—exosomes & microvesicles—小膜泡大作用

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【2018-34期】This Week in Extracellular Vesicles

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发表于 2018-8-31 23:37:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
本周hzangs在最新文献中选取了 8 篇分享给大家。第1篇文章介绍了通过可注射水凝胶结合外泌体用于疾病的治疗,这一方法有效的延长了外泌体在体内的驻留时间和稳定性,并且提升了外泌体的治疗效果和应用效率;第2篇文章介绍了使用化学试剂处理细胞来提升细胞的外泌体释放从而用于药物载体应用;第3篇文章介绍了一种用于分析细胞外小RNA的算法;第4篇是一个应用性的报道,文章介绍了一个微流控平台,该平台可以完成血液中细胞外囊泡的分离和靶标的检测。相关文章的原文在周一前会发布到论坛同名贴下,需要的可以到论坛下载
1. Enhanced Therapeutic Effects of MSC-derived Exosomeswith an Injectable Hydrogel for Hindlimb Ischemia Treatment.
可注射水凝胶结合MSC衍生外泌体治疗能够增强后肢缺血的治疗效果。
[ACS Appl Mater Interfaces] IF=8.097  PMID:30118197
摘要:间充质干细胞(MSC)衍生的外泌体已被认为是各种疾病的无细胞治疗的新候选者。然而,在移植后提升外泌体在体内的滞留时间和稳定性是MSC衍生的外泌体临床应用中的主要挑战。在这里,我们研究了人胎盘来源的MSCs(hP-MSCs)衍生的外泌体与壳聚糖水凝胶结合是否可以提高外泌体的保留和稳定性,并进一步增强其治疗效果。我们的研究结果表明,壳聚糖水凝胶显着提高了外泌体中蛋白质和微小RNA的稳定性,并且通过Gaussia荧光素酶成像证实了外泌体的滞留时间延长。此外,我们评估了体外掺入外泌体的水凝胶的内皮保护和促血管生成能力。同时,我们评估了水凝胶掺入外泌体在后肢缺血小鼠模型中的治疗功能。我们的数据表明,壳聚糖水凝胶可以增强外泌体的保留和稳定性,并进一步增强后肢缺血的治疗效果,如萤火虫荧光素酶血管生成成像所揭示的。本研究中使用的策略可能有助于开发简单有效的方法来评估和增强干细胞衍生的外泌体的治疗效果。
PS:目前研究者使用外泌体作为药物载体或治疗药剂时通常采用直接注射的方式来实现。但是外泌体在体内驻留时间和稳定性存疑。如何提高外泌体在体内的驻留时间也是一个值得我们探讨的问题。这篇文章提出了一种不错的方法,通过将可注射水凝胶装载MSC来源的外泌体用于后肢缺血的治疗并取得了不错的效果。这暗示我们通过优化外泌体施用的方式和策略可以提高外泌体利用率。
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2. Cancer Cell-Derived, Drug-Loaded Nanovesicles Induced by Sulfhydryl-Blocking for Effective and Safe Cancer Therapy.
由巯基阻断诱导的癌症细胞衍生的药物负载纳米颗粒用于有效和安全的癌症治疗。
[ACS Nano] IF=13.709  PMID:30130093
摘要:由于其理想的大小范围和内在的生物相容性,细胞外囊泡(EV)作为治疗载体具有很大的前景。有限的可扩展性,生产过程中质量控制不佳以及繁琐的分离和纯化过程已经导致EV治疗进展应用到临床面临重大困难。在这里,我们通过制备由巯基阻断(NIbS)诱导的细胞衍生的纳米囊泡来克服这些挫折,在治疗递送的理想尺寸范围内,可以进一步加载化学治疗药物多柔比星(DOX),产生NIbS / DOX 。这种化学起泡方法适用于大多数细胞类型,可实现高效,快速,简单的收获和纯化以及易于扩展生产。与脂质体制剂相比,使用NIbS / DOX改善了DOX的细胞摄取和细胞内释放。我们还证实,在负载肿瘤的C57BL / 6小鼠中,与用游离药物或脂质体药物治疗相比,NIbS / DOX显着减缓肿瘤生长并导致生存率的改善。因为它们易于大规模制备,是药物负载的良好候选物,并且能够有效地施用治疗剂,避免在重要器官中大量的非特异性分布,所以NIbS是用于改善癌症治疗效果的有前途的治疗载体。此外,当NIbS衍生自适用的细胞类型时,它可以很容易地扩展到免疫疗法,基因疗法和细胞疗法。
PS:细胞外囊泡作为药物载体用于药物递送是目前极具前景的研究方向。但是目前细胞外囊泡难以大批量制备,不易纯化等问题困扰着未来的临床应用。这篇文章提出了通过化学刺激来改变细胞特性并增加细胞外囊泡释放量的方法。感兴趣的可以了解一下。
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3. Bioinformatic analysis of endogenous and exogenous small RNAs on lipoproteins.
脂蛋白结合的内源性和外源性小RNA的生物信息学分析。
[J Extracell Vesicles]  PMID:30128086
摘要:为了通过测序(sRNA-seq)全面研究细胞外小RNA(sRNA),我们开发了一种新的分析流程来克服分析中的当前限制,我们将其命名为“用于细胞外sRNA的整合基因组分析工具(TIGER)”。为了证明该工具的功效,我们对小鼠脂蛋白,胆汁,尿液和肝脏进行sRNA-seq。 TIGER管道的一个关键进步是能够分析基因组,亲本RNA和单个片段水平的宿主和非宿主sRNA。与现有软件相比,TIGER能够识别脂蛋白中约60%的sRNA和肝脏,胆汁和尿液中> 85%的sRNAs。此外,TIGER使用层次聚类,相关性,β分散,主要坐标分析和置换多变量方差分析,促进了脂蛋白sRNA特征与每个级别的不同样本类型的比较。 TIGER分析还用于量化exRNA的不同特征,包括5'miRNA变体,3'miRNA非模板化添加物和亲本RNA位置覆盖。结果表明,脂蛋白上的大多数sRNA是来自微生物组和环境中细菌来源的非宿主sRNA,特别是来自Proteobacteria的rRNA衍生的sRNA。总的来说,TIGER促进了脂蛋白和生物流体sRNA的新发现,并且对细胞外RNA领域具有巨大的适用性。
PS:文章介绍了一种对小RNA的数据分析方法来改善目前小RNA分析过程中的问题。该方法对细胞外小RNA的分析具有一定的优势。
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4. Detecting miRNA biomarkers from extracellular vesicles for cardiovascular disease with a microfluidic system.
使用微流体系统检测来自细胞外囊泡的miRNA生物标志物用于心血管疾病诊治。
[Lab Chip] IF=5.995  PMID:30118128
摘要:根据世界卫生组织的报告,心血管疾病(CVDs)是全球死亡的主要原因之一,每年造成超过1800万人死亡。用于CVD的传统检测方法包括心脏计算机断层扫描,心电图和心肌灌注成像扫描。尽管通过这种生物成像技术诊断CVD是常见的,但这些方法相对昂贵并且在其早期阶段不能检测CVD。相比之下,从血流中的细胞外囊泡(EV)中提取的某些微RNA(miRNA)生物标记物的水平已被认为是早期CVD检测的有希望的指标。然而,使用现有方法检测和定量miRNA是相对劳动密集且耗时的。在这项研究中,配备高灵敏度场效应晶体管(FET)的新型集成微流体系统能够在5小时内进行EV提取,EV裂解,靶miRNA分离和miRNA检测。对于两种靶向miRNA,miR-21和miR-126,检测限在生理范围(飞摩尔)内,这意味着该整合的微流体系统有可能用作早期检测CVD的工具。
PS:《芯片实验室》是一个比较偏应用的杂志。这篇文章介绍了研究者开发的新型微流控系统用于短时间内完成血液中EV的提取裂解和靶标的检测,它能够适用于早期心血管疾病的诊断。感兴趣的朋友可以看一看。
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5. M1 Macrophage-Derived Nanovesicles Potentiate the Anticancer Efficacy of Immune Checkpoint Inhibitors.
M1巨噬细胞衍生的纳米囊泡可增强免疫检查点抑制剂的抗癌功效。
[ACS Nano] IF=13.709  PMID:30133260
摘要:癌症免疫疗法是调节免疫细胞以诱导抗肿瘤免疫应答。肿瘤使用免疫检查点来逃避免疫细胞攻击。免疫检查点抑制剂如抗PD-L1抗体(aPD-L1),临床上用于癌症治疗,可以阻断免疫检查点,使免疫系统可以攻击肿瘤。然而,免疫检查点抑制剂治疗可能受到肿瘤微环境(TME)内巨噬细胞极化成M2肿瘤相关巨噬细胞(TAM)的阻碍,其通过释放抗炎细胞因子和血管生成因子来抑制抗肿瘤免疫应答并促进肿瘤生长。在这项研究中,我们使用来自M1巨噬细胞(M1NVs)的外泌体模拟纳米囊泡将M2 TAM再极化为释放促炎细胞因子并诱导抗肿瘤免疫应答的M1巨噬细胞,并研究巨噬细胞复极化是否可以增强aPD-L1的抗癌功效。 M1NV处理诱导M2巨噬细胞在体外和体内成功极化为M1巨噬细胞。将M1NV静脉内注射到荷瘤小鼠中抑制肿瘤生长。重要的是,与单独注射M1NV或aPD-L1相比,注射M1NV和aPD-L1的组合进一步减小了肿瘤大小。因此,我们的研究表明,M1NV注射可以将M2 TAM再极化为M1巨噬细胞,并增强检查点抑制剂治疗的抗肿瘤功效。
PS:巨噬细胞极化(所谓极化可以理解为分化)分为两种M1型和M2型。在正常生理过程中M1型巨噬细胞主司免疫促进及杀伤功能,主要在炎症反应的前期出现,M2型巨噬细胞主司免疫抑制降低杀伤及促进修复功能。肿瘤组织通常会利用M2型样巨噬细胞的特性。肿瘤相关巨噬细胞就是一类与M2型巨噬细胞类似的巨噬细胞。它们可以抑制肿瘤免疫反应并促进肿瘤生长。PD-L1免疫治疗同样受到巨噬细胞的影响。文章则通过M1型巨噬细胞的细胞外囊泡来处理M2型样的巨噬细胞来将后者转极化为M1型样的巨噬细胞。实验证明通过M1型巨噬细胞来源的细胞外囊泡结合PD-L1抗体可以取得比较好的治疗效果,交两者单独使用有更明显的疗效。
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6. Extracellular Vesicles Work as a Functional Inflammatory Mediator Between Vascular Endothelial Cells and Immune Cells.
细胞外囊泡作为血管内皮细胞和免疫细胞之间的功能性炎症介质。
[Front Immunol] IF=5.511  PMID:30131806
摘要:细胞外囊泡(EV)介导的单核细胞和内皮细胞(EC)之间的细胞间通讯可能在心血管疾病(CVD)期间在血管炎症和动脉粥样硬化斑块形成中起主要作用。虽然最近已经认识到小(外泌体)和大EV(微泡)在CVD中的关键参与,但是大量EV(外泌体+微囊泡)对血管细胞功能以及它们的炎症能力的促和/或抗炎作用依旧不明确。本研究旨在揭示源自对照(uEV)和TNF-α诱导的炎症内皮细胞(tEV)的EV免疫调节作用,并确定其影响受体单核细胞(THP-1)和内皮细胞炎症状态的能力( HUVEC)。在这里,我们研究表明来自炎症血管EC的EV容易被THP-1和HUVEC吸收。人源炎症抗体芯片与ELISA研究结果显示与uEV相比,tEV含有趋化介质,包括细胞间粘附分子(ICAM)-1,CCL-2,IL-6,IL-8,CXCL-10,CCL-5。此外,EV可介导功能性炎症介质向其靶细胞的选择性转移,并将其调节至促炎(HUVEC)或抗/促炎(THP-1)模式。因此,tEV处理的HUVEC中促炎标记物(IL-6,IL-8和ICAM-1)的表达增加。在THP-1中,EC-EV确实诱导了促炎和抗炎反应的混合效应,如ICAM-1,CCL-4,CCL-5和CXCL-10蛋白的升高的表达所示。在功能水平上,EC-EV介导炎症并促进THP-1的粘附和迁移。总之,我们的研究结果证明,从发炎的EC中释放的EV富含炎症标记物,趋化因子和细胞因子,这些能够在EC和单核细胞之间建立有针对性的交叉对话,并将它们重新编程为促炎或抗炎表型。
PS:文章主要研究了心血管疾病状态下内皮细胞来源的细胞外囊泡对炎症的调节作用。
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7. Nano in nano: Biosynthesized gold and ironnanoclusters cargo neoplastic exosomes for cancer status biomarking.
纳米结构中纳米结构:生物合成的金和铁纳米团簇货物通过肿瘤外泌体用于癌症状态生物标记。
[Nanomedicine] IF=6.5  PMID:30130583
摘要:及时检测对于成功治疗癌症至关重要。我们的研究描述了一种新方法,其涉及利用原位生物合成的纳米级金和铁探针利用肿瘤细胞环境进行生物成像,并随后通过循环系统中外泌体传播Au-Fe纳米团簇。我们在它们各自的预离子溶液(HAuCl4,FeCl2)原位生物合成后从处理过的鼠模型的血液中分离出Au-Fe货物外泌体,而Na2SeO3补充剂可以参与到Au致死效应中。各种差异表达基因的微阵列数据揭示了用Au-Fe-Se三联体离子溶液处理后SGC-7901细胞系中上调的肿瘤消融和金属结合基因。从深部肿瘤分泌后,Au-Fe纳米团簇货物外泌体(纳米纳米)的分离可能有助于早期诊断,并在相关治疗期间和之后揭示肿瘤消融状态,如放射性化学疗法等。
PS:文章介绍了一种通过体内合成纳米颗粒并被囊泡包裹用于肿瘤标记和病情分析的系统。Hzangs能力有限,翻译不到位,请轻刀。
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8. Exosome Biochemistry and Advanced Nanotechnology for Next-Generation Theranostic Platforms.
外泌体生物化学和先进纳米技术用于新一代治疗平台搭建。
[Adv Mater] IF=21.95  PMID:30126052
摘要:最近在外泌体纳米技术领域取得的显着技术进步为外泌体相关生物学,化学,病理学和治疗学的发展提供了前所未有的机会,这为科学界设计基于外泌体的纳米治疗平台奠定了坚实的基础。作为天然纳米载体的外泌体的独特结构/组成/形态特征,以及它们具有特殊病理生理学作用的迷人物理化学/生物化学特性,触发了研究者对这些具有内在生物学功能的细胞衍生纳米囊泡的无心遐想。在此,基于外泌体研究的现有技术的代表性实例,从它们的形成,生物学功能,制备和表征到它们的广泛性,我们努力全面的概述外泌体纳米技术的最新进展,纳米医学应用。目前研究者们高度期望更好,更清晰地阐明基于外泌体的先进纳米技术在构建治疗诊断纳米平台时的基本原理,我们有理由相信将外泌体作为内源性细胞衍生纳米载体的内在优势与传统纳米医学的先进设计方法相结合,能够发挥外泌体的固有优势建立下一代治疗诊断纳米平台。
PS:这是一篇不错的综述文章,全面的介绍了很多外泌体相关的基础知识。然后从外泌体作为纳米治疗平台角度出发总结了目前外泌体的研究进展并展望了未来的发展潜力。

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