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本周hzangs在最新文献中选取了14篇分享给大家，第1篇文章介绍了目前使用微流控分离纯化和表征细胞外囊泡技术策略的进展情况；第3篇文章介绍了一种基于拉曼光谱数据的血液外泌体分析策略，可以通过一次分析预测多种肿瘤；第7篇文章发现了来自特定菌的细胞外囊泡可以缓解疤痕纤维化；第14篇文章介绍了人工纳米囊泡递送siRNA用于植物疾病防治。
1.From Conventional to Microfluidic: Progress in Extracellular Vesicle Separation and Individual Characterization.[Adv Healthc Mater] PMID: 36541411
摘要：细胞外囊泡 (EV) 是纳米级膜囊泡，其中包含多种货物，例如蛋白质、miRNA 和脂质。越来越多的证据表明，EV 是用于疾病诊断和治疗策略的有前途的生物标志物。尽管具有出色的临床价值，但由于其高度异质性，它们在个性化医疗实践中的应用尚不可行。考虑到分离纯化的困难和 EV 的小尺寸，在单粒子水平上对 EV 进行表征既势在必行又具有挑战性。为了解决这个关键点，更多的研究已经转向微流体平台，因为它在灵敏度、特异性和吞吐量方面具有固有优势。这篇综述讨论了 EV 的生物发生和异质性，并全面介绍了基于微流体的 EV 研究的最新进展，不仅包括 EV 分离，还包括生物物理检测和生化分析的单一 EV 表征。为了突出微流控技术的优势，将常规技术包括在内以进行比较。然后介绍了用于单个 EV 表征的人工智能 (AI) 的当前状态。此外，还讨论了微流体的挑战和前景及其与 AI 应用在单个 EV 表征中的结合。在可预见的未来，微流控平台的最新突破有望为单 EV 分析铺平道路，并改善精准医学的应用。
2.IGF2BP1 regulates the cargo of extracellular vesicles and promotes neuroblastoma metastasis.IGF2BP1 调节细胞外囊泡的货物并促进神经母细胞瘤转移。
[Oncogene] PMID: 36973517
摘要：神经母细胞瘤是一种高度转移性癌症，因此是儿科患者癌症相关死亡率的主要原因之一。超过 50% 的 NB 病例表现出 17q21-ter 部分染色体增加，这与生存率低下独立相关，表明该位点基因在 NB 中的临床重要性。IGF2BP1 是一种位于 17q 位点的原癌基因，被发现在转移性 NB 患者中上调。在这里，利用多种免疫活性小鼠模型，以及我们新开发的高转移性 NB 细胞系，我们证明了 IGF2BP1 在促进 NB 转移中的作用。重要的是，我们展示了小细胞外囊泡 (EV) 在 NB 进展中的重要性，并通过调节 NB-EV 蛋白货物来确定 IGF2BP1 的促转移功能。通过对 EV 的无偏蛋白质组学分析，我们发现了 IGF2BP1 的两个新靶点（SEMA3A 和 SHMT2），并揭示了 IGF2BP1 在 NB 转移中的机制。我们证明 IGF2BP1 直接结合并控制 NB 细胞中 SEMA3A/SHMT2 的表达，从而调节它们在 NB-EV 中的蛋白质水平。EV 中受 IGF2BP1 影响的 SEMA3A 和 SHMT2 水平，调节潜在转移器官中促转移微环境的形成。最后，源自 NB-PDX 模型的 EV 中较高水平的 SEMA3A/SHMT2 蛋白表明这两种蛋白和 IGF2BP1-SEMA3A/SHMT2 轴在 NB 转移中的临床意义。
3.Single test-based diagnosis of multiple cancer types using Exosome-SERS-AI for early stage cancers.使用 Exosome-SERS-AI 对早期癌症进行基于单一测试的多种癌症诊断。[Nat Commun] PMID: 36964142
摘要：早期癌症检测具有重要的临床价值，但目前还没有一种方法可以全面识别多种早期癌症。在这里，我们通过在回顾性研究设计中使用人工智能分析外泌体的表面增强拉曼光谱图，报告了同时检测 6 种早期癌症（肺癌、乳腺癌、结肠癌、肝癌、胰腺癌和胃癌）的诊断准确性.它包括识别血浆外泌体信号模式的分类模型，以识别它们的存在和起源组织。使用 520 个测试样本，我们的系统确定了癌症的存在，曲线下面积值为 0.970。此外，该系统对278例早期癌症患者的肿瘤器官类型进行了分类，平均曲线下面积为0.945。最终的综合决策模型显示 90.2% 的敏感性和 94.4% 的特异性，同时预测 72% 阳性患者的肿瘤器官。由于我们的方法利用拉曼特征的非特异性分析，其诊断范围可能会扩大到包括其他疾病。
4.Exosomes secreted from cardiomyocytes suppress the sensitivity of tumor ferroptosis in ischemic heart failure.心肌细胞分泌的外泌体抑制缺血性心力衰竭中肿瘤铁死亡的敏感性。[Signal Transduct Target Ther] PMID: 36967385摘要：一般来说，心力衰竭 (HF) 患者患癌症的风险较高。几项动物研究表明，心脏重塑和 HF 显着加速肿瘤进展，突出了这两种疾病实体之间的因果关系。靶向铁死亡是一种普遍存在的非凋亡性细胞死亡形式，被认为是一种很有前途的人类癌症治疗策略。外泌体对近端和远端器官-器官通讯至关重要，并以旁分泌方式在调节疾病中发挥关键作用。然而，外泌体是否通过调节缺血性 HF 中的心肌细胞-肿瘤细胞串扰来控制癌症对铁死亡的敏感性尚未得到探索。在这里，我们证明心肌梗死 (MI) 降低了癌细胞对异种移植肿瘤小鼠模型中典型铁死亡激活剂 erastin 或咪唑酮 erastin 的敏感性。MI 后血浆外泌体在体外小鼠 Lewis 肺癌细胞系 LLC 和骨肉瘤细胞系 K7M2 以及体内异种移植肿瘤发生模型中有效地减弱了肿瘤细胞对铁死亡诱导剂的敏感性。miR-22-3p 在心肌细胞和血浆外泌体中的表达在慢性 MI 小鼠和 HF 患者的衰竭心脏中显着上调。将肿瘤细胞与从 MI 后小鼠血浆中分离的外泌体一起孵育或单独过表达 miR-22-3p 可在体外消除 erastin 诱导的铁死亡细胞。AAV9携带miRNA海绵对心肌细胞特异性 miR-22-3p 的抑制增加了癌细胞对铁死亡的敏感性。ACSL4 是一种促铁死亡基因，通过实验确定为肿瘤细胞中 miR-22-3p 的靶标。综上所述，我们的研究结果首次发现 MI 通过释放源自心肌细胞的富含 miR-22-3p 的外泌体来抑制 erastin 诱导的铁死亡。因此，靶向外泌体介导的心肌细胞/肿瘤病理通讯可能为基于铁死亡的抗肿瘤治疗提供一种新方法。
5.Mesenchymal stem cell aggregation-released extracellular vesicles induce CD31+ EMCN+ vessels in skin regeneration and improve diabetic wound healing.
聚集的间充质干细胞释放的细胞外囊泡在皮肤再生中诱导 CD31+ EMCN+ 血管并改善糖尿病伤口愈合。[Adv Healthc Mater] PMID: 36999744摘要：血管系统对于皮肤稳态和再生至关重要。虽然血管内皮细胞的异质性已逐渐被揭示，但皮肤中是否存在与再生相关的血管亚型仍然未知。在这里，我们确定了皮肤中一种特殊的血管系统，其特征是同时表达 CD31 和 EMCN且有助于再生过程，其功能下降是糖尿病伤口不愈合及血管生成受损的基础。此外，受间充质诱导血管生成的发育过程的启发，我们证明间充质干细胞/基质细胞聚集体 (CAs) 提供了一种有效的疗法来促进糖尿病伤口中 CD31 + EMCN + 血管的再生。我们通过蛋白质组学分析进一步表明，CAs 促进富含血管生成蛋白的 EV 的分泌，这直接在促进 CD31 + EMCN + 血管和治疗未愈合的糖尿病伤口方面发挥高效。这些结果增加了目前关于皮肤脉管系统的知识，并有助于建立可行的策略，以促进糖尿病患者的伤口愈合。
6.Genetically engineered CXCR4-modified exosomes for delivery of miR-126 mimics to macrophages alleviate periodontitis.用于将 miR-126 模拟物递送至巨噬细胞的基因工程 CXCR4 修饰外泌体可缓解牙周炎。[J Nanobiotechnology] PMID: 36991451摘要：生物膜相关疾病是一组耐受抗菌化学疗法的疾病，因此难以治疗。牙周炎是一种由牙菌斑引起的非器械性慢性生物膜疾病，可以作为研究宿主因素对生物膜微环境的重要影响的良好体内模型。巨噬细胞活性是调节牙周炎炎症驱动破坏进展的关键因素之一；因此它是一个重要的宿主免疫调节因子。在这项研究中，在临床样本中证实了牙周炎中 microRNA-126 (miR-126) 的减少以及巨噬细胞的募集，并探索了将 miR-126 靶向递送至巨噬细胞的策略。成功构建了过表达载有 miR-126 (CXCR4-miR126-Exo) 的 CXC 基序趋化因子受体 4 (CXCR4)阳性外泌体，它能够调节巨噬细胞抗炎表型的发展。在大鼠牙周炎部位体内局部注射 CXCR4-miR126-Exo 可有效减少骨吸收和破骨细胞生成，抑制牙周炎的进展。这些结果为设计新型免疫调节因子靶向递送系统以治疗牙周炎和其他生物膜相关疾病提供了新的见解。
7.Extracellular vesicles from Lactobacillus druckerii inhibit hypertrophic scar fibrosis.来自德鲁克乳杆菌的细胞外囊泡抑制增生性疤痕纤维化。[J Nanobiotechnology] PMID: 36978136摘要：增生性疤痕 (HS) 每年影响数百万人，需要更好的治疗策略。细菌细胞外囊泡（EVs）具有成本低、产量高的优点，常用于疾病的治疗。在这里，我们研究了从德鲁克乳杆菌获得的 EVs 在增生性疤痕中的治疗效果。在体外，德鲁克乳杆菌衍生的 EV (LDEV) 能够调节 从HS 获得的成纤维细胞中胶原蛋白 I/III 和α-SMA的表达。在体内，使用硬皮病小鼠模型研究 LDEV 对纤维化的影响。探讨了 LDEV 对切除伤口愈合的影响。通过非靶向蛋白质组学分析研究了 PBS 和 LDEVs 处理的增生性瘢痕成纤维细胞之间的不同蛋白质。在体外，LDEVs 处理显着抑制胶原蛋白 I/III 和α-SMA 的表达以及源自 HS 的成纤维细胞的细胞增殖。在体内，LDEVs 消除了硬皮病小鼠模型中的增生性瘢痕形成，并降低了α-SMA 的表达。LDEVs 在切除创面愈合小鼠模型中促进皮肤细胞增殖、新血管形成和伤口愈合。此外，蛋白质组学表明，LDEVs 通过多种途径抑制增生性瘢痕纤维化。我们的研究结果表明，德鲁克乳杆菌衍生的 EVs 在治疗增生性疤痕和任何其他纤维化疾病方面具有潜在的应用价值。
8.Plasma extracellular vesicle phenotyping for the differentiation of early-stage lung cancer and benign lung diseases.[Nanoscale Horiz] PMID: 36974989摘要：开发用于早期肺癌检测的微创技术对于降低死亡率至关重要。肿瘤相关细胞外囊泡 (EV) 的表型分析具有早期肺癌检测的潜力，但由于缺乏能够准确检测血液中罕见的肿瘤相关 EV 群体的灵敏、综合技术，因此仍然具有挑战性。在这里，我们将金核-银壳纳米粒子集成在微流体测定中，用于直接在血浆中对 EV 进行敏感的表型分析，而无需 EV 预分离。该测定通过表面增强拉曼光谱实现了肺癌相关标记物 PTX3 和 THBS1 以及典型 EV 标记物 CD63 的多重检测，在 10^3 -10^7 EVs mL -1 范围内提供了 0.97 的平方相关系数，极限为检测 19 个 EV mL -1 。值得注意的是，我们基于机器学习的纳米策略在区分早期肺癌和良性肺病方面提供了 92.3% 的敏感性和 100% 的特异性，优于基于 CT 扫描的肺癌诊断（92.3% 的敏感性和 71.4% 的特异性）。总体而言，我们的综合策略在区分早期肺癌患者 (n = 28) 和由良性肺病患者 (n = 23) 和健康对照 (n = 26) 组成的对照组方面实现了 0.978 的 AUC 值，这表明该技术的诊断性能和在检测肺癌早期发生的巨大临床潜力。
9.The glycoprotein CD147 defines miRNA-enriched extracellular vesicles that derive from cancer cells.糖蛋白 CD147 定义了源自癌细胞的富含 miRNA 的细胞外囊泡。[J Extracell Vesicles] PMID: 36973758摘要：细胞外囊泡 (EV) 是液体活检的理想选择，但区分癌细胞衍生的 EV 和体液中含有生物标志物的 EV 亚群一直具有挑战性。在这里，我们发现糖蛋白 CD147 和 CD98 定义了 EV 的亚群，这些亚群在其生物发生中不同于经典的四跨膜蛋白阳性的EV。值得注意的是，我们发现 CD147+ EV 的 microRNA (miRNA) 含量明显高于四跨膜蛋白阳性 EV，并且通过 CD147 与异质核核糖核蛋白 A2/B1 的相互作用选择性地富集 miRNA。使用小鼠异种移植模型的研究表明，CD147+ EV 主要来自癌细胞，而大多数四跨膜蛋白阳性EV 不是癌细胞来源。与健康个体和良性疾病患者相比，循环 CD147+ EV 而非四跨膜蛋白阳性EV 在卵巢癌和肾癌患者中的患病率显着增加。此外，我们发现通过 CD147 免疫捕获从体液中分离 miRNA 增加了检测癌细胞特异性 miRNA 的灵敏度，并且通过 CD147 免疫捕获分离的循环 miRNA 比通过常规方法分离的循环 miRNA 更能反映肿瘤 miRNA 特征。总的来说，我们的研究结果表明，CD147 定义了富含 miRNA 的癌细胞来源的 EV，并且 CD147 免疫捕获可能是分离癌症来源的 miRNA 用于液体活检的有效方法。
10.Small extracellular vesicles from senescent stem cells trigger adaptive mechanisms in young stem cells by increasing antioxidant enzyme expression.来自衰老干细胞的小细胞外囊泡通过增加抗氧化酶的表达来触发年轻干细胞的适应性机制。[Redox Biol] PMID: 36965438摘要：细胞外囊泡的生物发生、脱落和摄取对氧化还原敏感。事实上，氧化应激条件会影响细胞外囊泡的释放和含量，从而调节受体细胞的氧化还原状态。在本研究中，我们旨在评估在 21% O2 条件下培养的人牙髓干细胞（衰老干细胞）的细胞外囊泡对在 3% O2 条件下培养的人牙髓干细胞（年轻干细胞）的影响。通过超速离心法从衰老干细胞中分离出细胞外囊泡，并制备终浓度为 10μg/mL 的囊泡溶液。分析细胞的抗氧化基因表达、线粒体生物能量参数、ROS 产生、培养动力学和细胞凋亡。结果表明，衰老干细胞的细胞外囊泡会诱导年轻干细胞过度表达抗氧化基因（MnSOD、CAT 和 GPx），这表明非线粒体耗氧量增加，同时最大呼吸和备用呼吸能力降低，而不会改变线粒体膜电位。这伴随着细胞增殖、活力和迁移率的提高以及细胞凋亡的减少。总之，来自衰老干细胞的细胞外囊泡会触发年轻干细胞的适应性反应，从而提高它们的抗氧化防御能力以及它们的增殖、迁移和存活率。这表明细胞外囊泡可以调节细胞的微环境以及增殖和衰老之间的平衡。
11.Exosome-Based Mitochondrial Delivery of circRNA mSCAR Alleviates Sepsis by Orchestrating Macrophage Activation.基于外泌体的ircRNA mSCAR递送通过协调巨噬细胞激活来缓解脓毒症。[Adv Sci (Weinh)] PMID: 36965082摘要：脓毒症是最常见的死亡原因之一，与不受控制的全身炎症密切相关。M1 巨噬细胞极化失调是严重炎症的主要原因。在这项研究中，揭示了 circRNA SCAR（脂肪性肝炎相关的 circRNA ATP5B 调节剂）的小鼠同系物circRNA mSCAR，在败血症小鼠的巨噬细胞中减少，这与过度的 M1 极化相关。为了在线粒体中恢复 circRNA mSCAR，用封装 circRNA mSCAR的外泌体进一步用聚-D-赖氨酸-接枝-三苯基膦（TPP-PDL）电穿孔，因此当外泌体被受体吞噬时，TPP-PDL 促进结合的 circRNA 递送到细胞中的线粒体。在体内脓毒症小鼠模型和体外细胞模型中，显示基于外泌体的线粒体递送系统优先将 circRNA mSCAR 递送到巨噬细胞中的线粒体中，有利于巨噬细胞向 M2 亚型极化。因此，全身性炎症通过基于外泌体的 circRNA mSCAR 线粒体递送而减弱，同时死亡率降低。总的来说，这些结果揭示了 circRNA mSCAR 在脓毒症中的关键作用，并提供了一种通过基于外泌体的线粒体递送 circRNA mSCAR 来减轻脓毒症的有前途的方法。
12.Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles subvert Th17 cells by destabilizing RORγt through posttranslational modification.间充质干细胞衍生的细胞外囊泡通过翻译后修饰使 RORγt 不稳定，从而破坏 Th17 细胞。[Exp Mol Med] PMID: 36964252摘要：已知间充质干细胞 (MSC) 衍生的小细胞外囊泡 (MSC-sEV) 可发挥免疫抑制功能。这项研究表明，MSC-sEVs 通过在蛋白质水平上降解 RAR 相关孤儿受体γt (RORγt)，特异性地将 T 辅助 17 (Th17) 细胞转化为 IL-17 低产量 (ex-Th17) 细胞。在实验性自身免疫性脑脊髓炎 (EAE) 诱导的小鼠中，发现用 MSC-sEVs 治疗不仅可以改善临床症状，还可以减少引流淋巴结和中枢神经系统中 Th17 细胞的数量。发现 MSC-sEVs 通过 K63 去泛素化和去乙酰化作用使 RORγt 不稳定，这归因于 MSC-sEVs 中包含的 EP300 相互作用分化抑制剂 3 (Eid3)。总而言之，这项研究揭示了 MSC-sEV 的新型免疫抑制机制。
13.Tumour-derived small extracellular vesicles contribute to the tumour progression through reshaping the systemic immune macroenvironment.肿瘤来源的小细胞外囊泡通过重塑全身免疫宏观环境促进肿瘤进展。[Br J Cancer] PMID: 36755063摘要：肿瘤来源的小细胞外囊泡 (sEV) 在癌症免疫调节中起着至关重要的作用。除了肿瘤免疫微环境外，外周免疫系统也对癌症进展有显着贡献，并且对于抗癌免疫至关重要。然而，关于在癌症发展过程中哪些外周免疫谱系受肿瘤衍生的 sEVs 调节以及如何调节的全面定义仍然不完整。在这项研究中，我们使用质谱流式细胞术和广泛的抗体组来全面构建系统免疫景观以响应肿瘤发展和肿瘤衍生的 sEV。肿瘤生长和肿瘤衍生的 sEV 显着改变了系统免疫。肿瘤来源的 sEVs 显着和广泛地影响免疫细胞群组成以及细胞内通路，导致免疫抑制性外周和肿瘤免疫微环境，其特征是髓源性抑制细胞增加和 Ly6C+ CD8 T 细胞减少。这些 sEV 在很大程度上促进了造血恢复并加速了向髓源性抑制细胞的分化。Rab27a 的敲低减少了肿瘤细胞的 sEV 分泌，并延迟了肿瘤在体内的生长和转移。这些结果强调，肿瘤衍生的 sEV 充当外周免疫调节和肿瘤微环境之间的桥梁，并通过改变整体免疫宏观环境的组成和功能促进癌症进展。
14.Artificial nanovesicles for dsRNA delivery in spray-induced gene silencing for crop protection.诱导基因沉默dsRNA递送的人工纳米囊泡喷雾用于作物保护。[Plant Biotechnol J] PMID: 36601704
摘要：喷雾诱导基因沉默 (SIGS) 是一种创新且环保的技术，将病原体基因靶向 RNA 局部应用于植物材料可以实现疾病控制。由于 RNA 的不稳定性，SIGS 的应用仍然受到限制，当暴露于各种环境条件时，RNA 会迅速降解。受通过细胞外囊泡运输的跨界 RNAi 自然机制的启发，我们在本文中描述了使用人工纳米囊泡 (AVs) 进行 RNA 封装和控制真菌病原体灰霉病菌。使用三种不同的阳离子脂质配方 DOTAP+PEG、DOTAP 和 DODMA 合成 AV，并检查它们保护和递送双链 RNA (dsRNA) 的能力。所有三种配方都使 dsRNA 能够被 B. cinerea 社区。此外，将 dsRNA 封装在 AVs 中提供了强大的保护，防止核酸酶降解和通过洗叶去除。这种改进的稳定性使 AVs 在收获前和收获后的植物材料上延长 RNAi 介导的对 B. cinerea 的保护。具体而言，AVs 将 dsRNA 赋予的保护使番茄和葡萄果实的保护期延长10 天和葡萄叶保护期延长 21 天。这项工作的结果证明了如何将 AV 作为一种新的纳米载体来克服 SIGS 中 RNA 的不稳定性以保护作物。
今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见！
【华龛生物】
北京华龛生物科技有限公司由清华大学医学院杜亚楠教授科研团队领衔创建，清华大学参股共建。核心技术源于清华大学的科技成果转化。公司专注于打造原创3D细胞“智造”平台，提供基于3D微载体的细胞规模化定制化扩增工艺整体解决方案。
华龛生物核心产品3D TableTrix®微载体（片剂），是自主创新型、首款可用于细胞药物开发的药用辅料级微载体。已通过中检院等相关权威机构的检验报告，并获得2项国家药监局药用辅料资质（CDE审批登记号：F20210000003、F20200000496）。同时，产品获得美国FDA DMF药用辅料资质（DMF：35481）。
华龛生物的产品与服务，可广泛应用于基因与细胞治疗、细胞外囊泡、疫苗及蛋白产品等生产的上游工艺开发。同时，在再生医学、类器官与食品科技（细胞培养肉等）领域也具有广泛应用前景。
公司拥有5000余平米的研发与转化平台，其中包括1000余平的以3D细胞智造及微组织再生医学治疗产品为核心的CDMO服务平台；还拥有4000平米的GMP生产平台，并新建1200L微载体生产线。相关技术已获得100余项专利成果，30余篇国际期刊报道。核心技术项目已获得多项国家级立项支持与应用。
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