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【2024-17期】This Week in Extracellular Vesicles

【2024-17期】This Week in Extracellular Vesicles

  • 分类:新闻
  • 作者:华龛生物
  • 来源:华龛生物
  • 发布时间:2024-05-27
  • 访问量:267

【概要描述】

【2024-17期】This Week in Extracellular Vesicles

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  • 作者:华龛生物
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以下文章来源于外泌体之家(公众号)

hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家,第1篇文章提出了一种新的观点,认为细胞外囊泡的主要功能可能是提供膜载体,使接触依赖性细胞间信号传递可以长距离实现;第2篇文章介绍了DNA损伤时,小胶质细胞来源囊泡对神经退行性病变的促进作用;第3篇文章介绍了呼出气体的冷凝液中有肺部来源的细胞外囊泡,可以作为标志物载体用于疾病分析预测;第4篇文章介绍了新搭建的关注于收录细胞外囊泡介导细胞间、物种间相互作用;第7篇文章介绍了通过工程化改造肿瘤来源细胞外囊泡从而降低其促肿瘤活性,增加其免疫原性,从而开发肿瘤疫苗的策略;第11篇文章介绍了细菌来源的菌体外膜泡通过调控巨噬细胞表型,促进伤口愈合的功能机制。

 

1.Membranes on the move: The functional role of the extracellular vesicle membrane for contact-dependent cellular signalling. 

移动中的膜:细胞外囊泡膜在接触依赖性细胞信号传导中的功能作用。

[J Extracell Vesicles] PMID: 38649339

摘要:细胞外囊泡(EV)是几乎所有生命形式释放的脂质封闭结构,由于其在细胞间和生物体间通讯中的作用而受到广泛关注。尽管它们在疾病过程和治疗应用中的重要性已得到公认,但关于其主要功能的基本问题仍然存在。在这里,我们对 EV 的主要功能提出了不同的观点,认为它们是为基于蛋白质-蛋白质相互作用的长距离、接触依赖性细胞通讯提供膜面积的基本元件。虽然细胞外囊泡已被认为是遗传信息的载体,但它们可以为细胞通信提供的其他独特优势仍不清楚。在这里,我们介绍了这样一个概念,即细胞外囊泡提供的大量膜面积允许膜接触依赖性相互作用,这可能是其功能的核心。该膜区域能够实现蛋白质、多糖或脂质等膜配体在二维上的横向扩散和分类,从而促进亲和力驱动的效应以及 EV 细胞界面上共刺激结构的组装。例如,囊泡诱导受体隔离 (VIRS) 的概念描述了 EV 如何将受体限制和集中在 EV 接触位点,从而促进受体在信号体中局部密集集中。与可溶性配体相比,这一过程可以将 EV 呈递的配体的信号强度提高 10-1000 倍。从这个角度进行的推测增进了我们对 EV 生物学的理解,并对基于 EV 的应用和治疗具有重要意义。我们建议转变视角,从仅仅将 EV 视为相关核酸和蛋白质的转运蛋白,转变为将其独特的生物物理特性视为长距离、接触依赖性信号传导的呈现平台。因此,我们强调 EV 膜的功能作用而不是其内容。我们进一步讨论病毒转化细胞或癌细胞如何利用这种信号机制来增强免疫逃避机制。

 

2.Microglia-derived extracellular vesicles trigger age-related neurodegeneration upon DNA damage. 

小胶质细胞衍生的细胞外囊泡在 DNA 损伤时引发与年龄相关的神经退行性变。

[Proc Natl Acad Sci U S A] PMID: 38635632

摘要:DNA 损伤和神经退行性疾病密切相关,但潜在的机制仍然难以捉摸。在这里,我们发现携带XPF-ERCC1 DNA 修复缺陷的组织驻留巨噬细胞中持续的 DNA 损伤会引发小鼠的神经炎症和神经元细胞死亡。我们发现小胶质细胞在细胞质中积累双链 DNA 和染色质片段,这些片段被感知,从而刺激 Er1Cx/- 和自然衰老的小鼠大脑中的病毒样免疫反应。胞质 DNA 被包装到细胞外囊泡 (EV) 中,小胶质细胞释放出细胞外囊泡,并将其 dsDNA 负载释放到 IFN 反应性神经元中,从而触发细胞死亡。为了去除胞质 dsDNA 并预防炎症,我们开发了靶向 EV,将重组 DNase I 递送至体内 Er1Cx/- 脑小胶质细胞。我们发现,EV 介导的胞浆 dsDNA 消除足以预防 Er1Cx/- 小鼠的神经炎症、减少神经元凋亡并延迟神经退行性症状的发作。总之,我们的研究结果揭示了导致神经炎症的因果机制,并提供了针对年龄相关神经变性的合理治疗策略。

 

3.Exhaled breath condensate contains extracellular vesicles (EVs) that carry miRNA cargos of lung tissue origin that can be selectively purified and analyzed. 

呼出气冷凝物含有细胞外囊泡 (EV),其携带来自肺组织的 miRNA 货物,可以选择性地纯化和分析。

[J Extracell Vesicles] PMID: 38659349

摘要:包括肺癌在内的肺部疾病是全球死亡率上升的原因。尽管新型成像技术和生物标志物测定的发展,肺癌的检测仍然是一个重大挑战。然而,肺部直接与外部环境相通,并在正常潮式呼吸过程释放雾化液滴,这些液滴可以作为呼出气冷凝物(EBC)进行收集、存储和分析。一些研究表明,EBC 含有细胞外囊泡 (EV),其微小 RNA (miRNA) 货物可能有助于评估不同的肺部状况,但这些 EV 的细胞起源仍不清楚。在这项研究中,我们使用纳米粒子追踪、透射电子显微镜、蛋白质印迹分析和超分辨率纳米成像 (ONi) 来检测和验证呼出的 EV (exh-EV) 的身份。使用我们的可定制抗体纯化测定 EV-CATCHER,我们最初确定可以使用针对三种四跨膜蛋白(CD9、CD63 和 CD81)的抗体从 EBC中选择性富集 exh-EV。使用 ONi,我们还发现一些 exh-EV 含有在细支气管 Clara 细胞(Clara 细胞分泌蛋白 [CCSP])和肺泡 II 型细胞(表面活性蛋白 C [SFTPC])中表达的肺特异性蛋白。当对从 18 名受试者采集的 5 个不同解剖水平气道样本进行 miRNA 下一代测序 (NGS) 时,我们确定了 exh- EV 与 BAL EV 的聚集紧密,但与其他气道样本的 EV 不聚集。当将从匹配的 BAL 和EBC 样本中纯化的 EV 的 miRNA 谱与我们的三种四跨膜蛋白 EV-CATCHER 测定进行比较时,我们捕获了与受试者吸烟、哮喘和肺肿瘤状态相关的显着 miRNA 表达差异,这些差异也在使用我们的抗 CCSP/SFTPC EV-CATCHER 测定从相同的样品中纯化的 EV 中选择性地重复检测到,这证实了它们的肺组织来源。我们的研究结果强调,从 EBC 中丰富 exh-EV 亚群可以对肺组织产生的 EV 进行非侵入性采样。

 

4.EV-COMM: A database of interspecies and intercellular interactions mediated by extracellular vesicles.

EV-COMM:细胞外囊泡介导的种间和细胞间相互作用的数据库。

[J Extracell Vesicles] PMID: 38644519

摘要:组织内和组织间的相互作用在个体和社区的维持和功能中发挥着至关重要的作用。细胞外囊泡(EV)已被确定为物种内和物种间通讯的有效介质。它们可以携带和运输分子货物来传递生物信息。多个数据库(ExoBCD、ExoCarta、EVpedia、EV-TRACK、Vesiclepedia)整理了与 EV 相关的货物信息,包括 DNA、RNA、蛋白质、脂质和代谢物。涉及捐赠者和接受者信息完整记录的数据库有必要促进对细胞和物种之间相互作用的理解。在这项研究中,我们开发了一个数据库,该数据库编译了配备有 EV 介导的交互结构化过程的记录。供体和受体的来源按细胞类型、组织/器官和物种进行分类,从而提供细胞与细胞、物种与物种相互作用的扩展知识。提出了评估细胞外囊泡质量的分离和鉴定方法。其中包括有关功能性货物的信息,其中 microRNA 连接到预测服务器以扩大其潜在影响。生理和病理背景被标记以显示细胞外囊泡发挥作用的环境。目前,我们的数据库中共有1481条数据记录,其中包括971条属于40多个不同组织/器官的细胞间相互作用,以及510条跨物种记录。该数据库提供了一个Web界面来浏览、搜索、可视化和下载交互记录。用户可以通过选择感兴趣的背景或特定细胞/物种类型以及功能性货物来搜索相互作用。据我们所知,该数据库是第一个专注于 EV 介导的供体和受体细胞或物种之间相互作用的综合数据库,可作为探索和验证相互作用的便捷工具。该数据库简称为EV-COMM(EV介导的通信),可在http://sdc.iue.ac.cn/evs/list/免费获取,并将持续更新。

 

5.Microglial Exosomes in Paraquat-Induced Parkinson's Disease: Neuroprotection and Biomarker Clues. 

百草枯诱发的帕金森病中的小胶质细胞外泌体:神经保护和生物标志物线索。

[Environ Pollut] PMID: 38670424

摘要:百草枯引发和加重帕金森病 (PD) 的具体机制仍不清楚。我们已经揭示外泌体通过传递细胞间信号介导低剂量百草枯暴露引起的神经毒性。体外暴露于 40 μM 百草枯促进小鼠小胶质细胞(BV2) 释放外泌体。100 μM 百草枯暴露导致小鼠多巴胺能 MN9D 细胞变性。我们建立了 PQ 处理下外泌体和多巴胺能神经元细胞的孵育模型,荧光标记外泌体,并抑制小胶质细胞外泌体的摄取。结果表明,小胶质细胞外泌体减轻了多巴胺能神经元的变性,增加了增殖和 PD 相关蛋白的表达;然而,百草枯逆转了这种作用。然后,通过外泌体高通量测序和qRT-PCR 实验,观察到 miR-92a-3p 和miR-24-3p 从外泌体转移到百草枯抑制的多巴胺能神经元。在 PD 患者外泌体中验证了 miR-92a-3p 和 miR-24-3p 的特异性,表明外泌体 miRNA 在百草枯诱导的 PD 中具有潜在的诊断价值。这些结果表明百草枯诱导的神经退行性病变中存在胶质细胞-神经元通讯,并可能识别稳定的百草枯介导的 PD 生物标志物,为早期识别和预防农药诱导的退行性疾病提供线索。

 

6.Bacterial membrane vesicles in the pathogenesis and treatment of inflammatory bowel disease. 

细菌膜囊泡在炎症性肠病的发病机制和治疗中的作用。

[Gut Microbes] PMID: 38666762

摘要:炎症性肠病(IBD)是一种慢性、令人衰弱的胃肠道炎症复发和缓解性疾病。IBD 的传统治疗方法显示出有限的疗效和有害的副作用,导致人们寻求针对该疾病的新颖且有效的治疗方案。细菌膜囊泡 (MV) 是革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌裂解或起泡过程中分泌的纳米级脂质颗粒。这些囊泡已知携带生物活性成分,是母体细菌的复制品,与 IBD 的发病和进展以及改善有关。本综述讨论了 MV 的概述及其对 IBD 发病机制、诊断和治疗的影响。我们进一步讨论该研究领域面临的技术挑战以及解决这些挑战的可能的研究问题。我们总结了 IBD 和 MV 之间不同关系的最新进展,以及将这些知识作为 IBD 可行且有效的治疗策略的应用。

 

7.Novel Personalized Cancer Vaccine Using Tumor Extracellular Vesicles with Attenuated Tumorigenicity and Enhanced Immunogenicity. 

使用肿瘤细胞外囊泡的新型个性化癌症疫苗,具有减弱的致瘤性和增强的免疫原性。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 38666427

摘要:癌症疫苗通过诱导系统性肿瘤特异性免疫反应,为癌症免疫治疗提供了一条有前途的途径。肿瘤细胞外囊泡(TEV)是天然负载肿瘤抗原的纳米颗粒,这使得它们对疫苗开发具有吸引力。然而,它们来自原始肿瘤细胞的固有恶性特性限制了它们的直接治疗用途。这项研究引入了一种新方法,将 TEV 重新用作有效的个性化癌症疫苗。研究表明,抑制 YAP 和自噬不仅可以减少 TEV 的恶性肿瘤相关特征,还可以通过丰富其肿瘤抗原和佐剂的负载来增强其免疫原性。这些改进的 TEV 被称为减毒但免疫原性增强的 TEV(AI-TEV),显示出抑制肿瘤生长的潜力,既可以作为预防措施,也可以作为复发性癌症的可能治疗方法。它们促进肿瘤特异性且持久的免疫记忆。此外,通过证明 AI-TEV 可以通过个性化疫苗方法对抗癌症生长,提出了一种开发持久且针对个体患者的术后癌症免疫疗法的潜在策略。

 

8.Small extracellular vesicles of organoid-derived human retinal stem cells remodel Müller cell fate via miRNA: A novel remedy for retinal degeneration. 

类器官来源的人视网膜干细胞的小细胞外囊泡通过 miRNA 重塑 Müller 细胞命运:一种治疗视网膜变性的新疗法。

[J Control Release] PMID: 38663753

摘要:重塑视网膜穆勒神经胶质细胞的命运,包括神经胶质细胞增生抑制和前重编程,是治疗退行性视网膜疾病的重要途径。干细胞移植对调节视网膜穆勒胶质细胞命运产生影响。然而,优化的干细胞产品和潜在的治疗机制还需要研究。在本研究中,我们发现来自人胚胎干细胞衍生的视网膜类器官(hERO-RPC)的视网膜祖细胞在视网膜下移植到RCS大鼠体内后将细胞外囊泡(EV)转移到Müller细胞中。收集来自 hERO-RPC(hERO-RPC-sEV)的小 EV,发现其可以延缓 RCS 大鼠的光感受器变性并保护视网膜功能。hERO-RPC-sEVs 在体内和体外均被 Müller 细胞摄取,并抑制神经胶质增生,同时促进 Müller 细胞的早期去分化。我们进一步探索了 hERO-RPC-sEV 的 miRNA 谱,这表明其具有与神经保护和发育以及干细胞和胶质细胞命运调节相关的功能特征。从机制上讲,hERO-RPC-sEVs 可能通过 miRNA 介导的核因子 I 转录因子 B (NFIB) 下调来调节 Müller 细胞的命运。总的来说,我们的研究结果为干细胞治疗提供了新的机制见解,并促进了以 EV 为中心的治疗策略的发展。

 

9.Extracellular vesicles containing circMYBL1 induce CD44 in adenoid cystic carcinoma cells and pulmonary endothelial cells to promote lung metastasis. 

含有circMYBL1的细胞外囊泡可诱导腺样囊性癌细胞和肺内皮细胞中的CD44,从而促进肺转移。

[Cancer Res] PMID: 38657100

摘要:腺样囊性癌(ACC)是一种罕见的恶性上皮肿瘤,发生于分泌腺,通常转移至肺部。MYBL1 在 ACC 中经常过度表达,并被认为是该疾病的驱动因素。在这里,我们鉴定了一种源自MYBL1 前 mRNA 的 circRNA,它伴随着 ACC 中 MYBL1 的过度表达。circMYBL1 的过度表达与 ACC 患者肺转移增加和总生存率较差相关。异位circMYBL1过度表达促进ACC细胞的恶性表型和肺转移。从机制上讲,circMYBL1与CCAAT增强子结合蛋白β(CEBPB)形成circRNA-蛋白复合物,抑制泛素介导的降解并促进CEBPB的核转位。在细胞核中,circMYBL1 增加了 CEBPB 与 CD44 启动子区域的结合并增强了其转录。此外,circMYBL1 在从 ACC 患者血浆中分离的小细胞外囊泡 (sEV) 中富集。sEVs中含有circMYBL1的sEVs治疗增强了ACC细胞的促转移表型,提高了人肺微血管内皮细胞(HPMECs)中CD44的表达,并增强了HPMECs和ACC细胞之间的粘附。此外,封装在 sEV 中的 circMYBL1 增加了肺中循环 ACC 细胞的停滞,并增加了肺转移负担。该数据表明 circMYBL1 是一种促进肿瘤的 circRNA,可以作为 ACC 的潜在生物标志物和治疗靶点。

 

10.Neuropathogenic role of astrocyte-derived extracellular vesicles in HIV-associated neurocognitive disorders. 

星形胶质细胞衍生的细胞外囊泡在 HIV 相关神经认知障碍中的神经病理作用。

[J Extracell Vesicles] PMID: 38647111

摘要:我们之前的研究结果表明,星形细胞 HIF-1α 在 HIV-1 Tat 介导的淀粉样变性中发挥着重要作用,这种淀粉样变性可导致类似阿尔茨海默病的病理学,即 HIV 相关神经认知障碍 (HAND) 。这些淀粉样蛋白可以在细胞外囊泡中穿梭,我们试图评估 HIV-1 Tat 刺激的含有有毒淀粉样蛋白的星形胶质细胞衍生的 EV(ADEV)是否会在体外和体内导致神经元损伤。因此,我们假设阻断 HIF-1α 可能会减轻 HIV-1 Tat-ADEV 介导的神经元损伤。当暴露于携带有毒淀粉样蛋白的 HIV-1 Tat-ADEV 时,大鼠海马神经元表现出淀粉样蛋白积累和突触树突损伤,导致功能丧失,这一点可以通过微型兴奋性突触后电流的改变来证明。星形细胞 HIF-1α 的沉默不仅减少了 ADEV 以及淀粉样蛋白货物的生物发生,而且还改善了神经元突触变性。接下来,我们确定了携带淀粉样蛋白的 HIV-1 Tat-ADEV 对幼鼠大脑海马体的影响。接受 HIV-1 Tat-ADEV 的幼稚小鼠表现出行为改变和阿尔茨海默病样病理,并伴有突触退化。在注射 HIF-1α 沉默 ADEV 的小鼠中没有观察到这种损害。这是第一份证明携带淀粉样蛋白的ADEV 在介导突触退行性导致与 HAND 相关的行为变化中的作用的报告,并强调了 HIF-1α 的保护作用。

 

11.Lactobacillus Reuteri Vesicles Regulate Mitochondrial Function of Macrophages to Promote Mucosal and Cutaneous Wound Healing. 

罗伊氏乳杆菌囊泡调节巨噬细胞的线粒体功能,促进粘膜和皮肤伤口愈合。

[Adv Sci (Weinh)] PMID: 38647360

摘要:细菌与其宿主之间的相互作用影响人体免疫微环境的稳态,这种相互作用也影响组织损伤修复的过程。体内存在多种免疫调节共生菌,能够将膜囊泡(MV)传递给宿主细胞以调节局部免疫微环境。这项研究首次揭示,人类共生罗伊氏乳杆菌(RMV) 分泌的 MV 通过调节伤口组织的炎症环境,显着促进粘膜和皮肤伤口愈合。RMVs的局部给药可减少发炎组织中促炎巨噬细胞的比例,减轻局部炎症水平,从而促进口腔粘膜和皮肤伤口的愈合。RMV 可以调节激活的促炎巨噬细胞中升高的氧化应激水平,从而导致巨噬细胞的表型转变。此外,RMV中存在的3-羟基丙醛可以降低巨噬细胞的线粒体通透性并稳定线粒体膜电位,从而促进巨噬细胞向抗炎表型转化。这项研究开创了共生细菌 MV 在组织损伤修复中的重要性,并提出了组织损伤修复的新概念。

 

12.Changes in cargoes of platelet derived extracellular vesicles heterogeneous subpopulations induced by PM(0.1)--Undisclosed cardiovascular injury communication mechanism. 

PM(0.1)诱导的血小板来源的细胞外囊泡异质亚群货物的变化——未公开的心血管损伤通讯机制。

[Environ Pollut] PMID: 38522605

摘要:流行病学证据表明PM0.1暴露与心血管疾病发病率密切相关。本研究探讨了血小板衍生的细胞外囊泡(PEVs)异质亚群在心血管损伤中的潜在通讯作用。用TIM4亲和珠从未暴露或暴露于PM0.1的富血小板血浆(PRP)中提取PEVs和PMEVs。通过优化分离条件、更换管线和重新设置注射程序,采用非对称流场流分馏(AF4)分离、纯化、表征和富集PEVs和PMEVs异质亚群(小PEVs,PEVs-S/PMEVs-S:<100nm;中PEVs,PEVs-M/PMEVs-M:100-200nm;大PEVs,PEVs-L/PMEVs-L:>200nm)。结果表明,PM0.1刺激PRP释放的PMEVs异质亚群所携带的物质发生了明显变化,且与PEVs相比,PMEVs可导致人脐静脉内皮细胞(HUVECs)存活率降低。PMEVs-S亚群中与膜融合和细胞信号转导相关的脂质(如PC、Cer)以及与炎症、血管生成和迁移相关的miRNA(miR-223、miR-22、miR-126和miR-150)的变化与PMEVs-M亚群相似,但与PMEVs-L亚群不同。本研究揭示了PM0.1诱发心血管损伤的多种通讯机制,为开发新的生物标志物和治疗靶点提供了潜在途径。

 

今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见!



【关于华龛生物】

北京华龛生物科技有限公司成立于2018年,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科技成果转化,并凭借此项技术荣登中国科协“科创中国”先导技术榜。作为国家级高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业、潜在独角兽企业,更获得国家科技部多项重点研发专项支持。

作为高质量三维细胞制造专家,华龛生物提供基于3D微载体的一站式定制化细胞规模化扩增整体解决方案,打造了原创3D细胞智造平台,实现规模化、自动化、智能化、密闭式的细胞药物及其衍生品生产制备,以此帮助全球客户建立最为先进的细胞药物生产线。在开创【百亿量级】干细胞制备工艺管线后,加速向【千亿量级】进发,致力于以3D细胞规模化智造技术赋能细胞与基因治疗产业,惠及更多患者。

华龛生物的产品与服务,已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。并且,目前已助力多家细胞与基因治疗企业进行IND申报。

华龛生物拥有5000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;以及4000平米的GMP生产平台,并新建了1200L微载体生产线。此外还在上海设有2000余平的国际合作与技术应用中心,以技术创新持续融入全球生物产业新业态。

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