以下文章來源於外泌體之家（公眾號）

細胞外囊泡（EVs）是細胞在病理和生理條件下釋放的介導細胞間通訊的物質，而小型EV（sEV，<100-200 nm，即外泌體）的性質和功能與大中型EV（bEVs，>200 nm，即微囊泡）的比較研究較少。來自中國台灣原子與分子科學研究所的研究團隊發現，bEV和sEV在三陰性乳腺癌體內的生物分佈、誘導腫瘤發生能力不同，並與EV表面膜蛋白的表達密切相關。這些發現對bEV和sEV介導的細胞-細胞通信在癌症开展和治療中具有重要意義。相關內容以「Membrane Protein Modification Modulates Big and Small Extracellular Vesicle Biodistribution and Tumorigenic Potential in Breast Cancers in vivo」為題發表於1月6日的Advanced Materials雜誌上。

細胞外囊泡（EVs）是由多種細胞釋放的具有脂質雙分子層的納米囊泡，介導細胞與細胞之間的通信。小EV（sEV）的直徑小於100 - 200納米，而中型或大型EV（bEV）的直徑大於200納米。與微泡和外泌體不同，bEV和sEV的亞細胞起源是不確定的。另外，細胞還會釋放出具有明顯貨物特徵的非膜性納米顆粒（<50納米）的exomeres和supermeres。此外，侵襲性腫瘤細胞還會釋放含有癌蛋白的大型癌小體（oncosomes，1-10 μm）。

乳腺癌是一種高度異質性的疾病，具有多種臨床特徵和分子亞型。在乳腺癌亞型中，缺乏雌激素受體（ER）、孕激素受體（PR）和人表皮生長因子受體2 （HER2）的三陰性乳腺癌（TNBC）預後最差，其次是HER2+、luminal B和luminal A亞型。腫瘤EV及其傳遞的生物活性物質在腫瘤進展中非常重要，包括腫瘤生長、血管生成和轉移。然而，大多數乳腺癌EV研究都集中在sEV上，很少有研究系統地探討乳腺癌中的bEV，並比較其體內性質和功能。此外，乳腺癌亞型是否釋放特定EV亞型（bEV和sEV）的差異豐度在很大程度上仍未被探索。

由於EV的大小限制，在體內追蹤EV仍然很困難，EV通常需要標記以便後續檢測，特別是在體內。EV的追蹤一般顺利获得標記EV膜來發揮作用，它依賴於EV表面特性來產生最佳的標記、覆蓋範圍和信號強度。親脂性染料標記物（PKH26, DiD, DiR）通常需要標記的時間很短，但會形成納米束，產生假陽性信號。此外，PKH26和DiR最初用於細胞示蹤，其體內半衰期為5 ~ >100天，這可能不能反映標記EV的真實時空特性。與此同時，高劑量標記EV （~ 50-100 μg）通常用於小鼠模型，這不太可能對應於人生理相關的EV劑量。為了避免這些潛在的缺陷，研究團隊開發了一種基於生物發光共振能量轉移（BRET）的EV報告器（PalmGRET），以實現EV的多解像度成像和敏感的生物分佈分析。

正如已經報告的那樣，表面膜蛋白可以在體內動力學中決定EV性質。具體地說，EV表面表達的蛋白質（如四次跨膜蛋白、半乳糖凝集素和整合素）使EV能夠與特定受體細胞上的膜蛋白相互作用，從而實現後續生物活性貨物的進入和傳遞。bEV和sEV被發現表達了與其起源細胞相對應的表面膜蛋白。然而，這些膜蛋白在bEV和sEV中的表達程度以及它如何影響它們的生物分佈在很大程度上仍然未知，因此需要詳細的探索。

在這項研究中，研究團隊檢測了不同乳腺癌亞型的bEV和sEV釋放能力，並系統地比較了EV標記方式、劑量和安全性。研究人員確定了bEV和sEV是不同的EV群體，並確定在侵襲性TNBC亞型中，bEV以更大的bEV：sEV比例釋放。基於PalmGRET，研究人員揭示了與親脂性熒光染料相比，在非致死和生理EV劑量下，EV生物分佈的劑量依賴性。值得注意的是，bEVs和sEVs表現出獨特的生物分佈特徵，分別促進了同基因免疫活性TNBC小鼠模型體內腫瘤的生長。顺利获得bEV和sEV質譜，研究人員鑑定了腫瘤進展相關EV表面膜蛋白（tpEVSurfMEMs），包括SLC29A1、CD9和CD44。tpEVSurfMEM的消耗減弱了EV肺轉移的器官傾向性，改變了生物分佈，並降低致癌潛能。本研究鑑定了bEV和sEV在乳腺癌中的不同體內性質和功能，表明bEV在疾病、診斷和治療應用中具有重要作用。

圖：顺利获得質譜和WB識別了bEV和sEV中特定表達的膜蛋白譜。

參考文獻：

Membrane Protein Modification Modulates Big and Small Extracellular Vesicle Biodistribution and Tumorigenic Potential in Breast Cancers in vivo. Adv Mater. 2023 Jan 6:e2208966.

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