【2023-44期】This Week in Extracellular Vesicles

【概要描述】

分類：新聞
作者：韦德国际生物
來源：韦德国际生物
發佈時間：2023-11-29
訪問量：42

詳情

以下文章來源於外泌體之家（公眾號）

本周hzangs在最新文獻中選取了12篇分享給大家，第1篇文章介紹了細胞外囊泡在病理性肌肉消耗中的功能作用；第2篇文章綜述了现在細胞外囊泡在運動醫學軟組織損傷修復中的研究進展；第3篇文章介紹了用於中樞神經系統的工程化細胞外囊泡；第7篇文章介紹了環境膠體中細胞外囊泡的研究進展和未來开展方向。

1.The role of extracellular vesicles in skeletal muscle wasting.
細胞外囊泡在骨骼肌消耗中的作用。
[J Cachexia Sarcopenia Muscle] PMID: 37867162

摘要：骨骼肌萎縮是一種複雜的代謝綜合徵。肌肉質量的損失會嚴重損害肌肉功能，導致生活質量差和相關疾病的高死亡率。引起肌肉萎縮的基本細胞和分子機制已經明確，這些相關途徑可以被多種細胞外信號激活，包括炎症細胞因子和分解代謝刺激。作為細胞間通訊的新興信使，細胞外囊泡 (EV) 還顺利获得將包括各種蛋白質和非編碼 RNA 在內的生物活性物質轉移到骨骼肌來參與肌肉萎縮的進展。就像一把雙刃劍一樣，EVs 在肌肉萎縮的過程中發揮着促進肌肉萎縮或抗肌肉萎縮的作用，這高度依賴於它們的親本細胞以及它們封裝的特定類型的貨物。本綜述旨在闡明现在有關 EVs 貨物在骨骼肌萎縮中的生物學功能的知識。此外，還討論了細胞外囊泡在骨骼肌萎縮診斷和治療中的潛在治療意義。同時，還包括幾個懸而未決的問題，以闡明未來的研究。

2.Recent advances of exosomes in soft tissue injuries in sports medicine: A critical review on biological and biomaterial applications.
外泌體在運動醫學軟組織損傷中的最新進展：對生物和生物材料應用的批判性評論。
[J Control Release] PMID: 37866405

摘要：運動醫學通常與軟組織損傷有關，包括肌肉損傷、半月板和韌帶損傷、肌腱斷裂、肌腱病、肩袖撕裂以及損傷期間的肌腱骨癒合。肌腱和韌帶損傷是最常見的運動損傷，佔所有損傷的 30-40%。肌腱損傷的治療可分為手術方法和非手術方法。手術方法主要取決於手術程序、外科醫生和術後干預。在非手術方法中，幹細胞的細胞療法和幹細胞來源的分泌組的無細胞療法是當前的方向。外泌體是間充質幹細胞（MSC）的主要旁分泌因子，含有蛋白質、核酸和脂質等生物成分。與MSC相比，MSC外泌體（MSC-exos）具有逃避吞噬作用並實現長期循環的能力。此外，各種細胞來源的外泌體在運動醫學軟組織損傷中的功能近年來也逐漸被揭示。隨着外泌體生物學和生物材料的進步，外泌體可以被設計為具有生物材料的藥物載體，外泌體研究正在為細胞生物學给予有希望的貢獻。具有生物材料的外泌體有潛力成為再生研究中的新型治療方式之一。本綜述總結了外泌體在軟組織再生中的來源，重點介紹了外泌體治療軟組織損傷的生物學和生物材料機制以及進展。

3.Engineered bacterial extracellular vesicles for central nervous system diseases.
用於中樞神經系統疾病的工程細菌細胞外囊泡。
[J Control Release] PMID: 37866404

摘要：隨着人口老齡化，中樞神經系統（CNS）疾病的患病率不斷上升。各種障礙的存在，特別是血腦屏障（BBB），對中樞神經系統的藥物輸送提出了挑戰。越來越多的研究表明腸道微生物群 (GM) 在中樞神經系統疾病中發揮着重要作用。基因信息轉移與中樞神經系統疾病之間的關係受到越來越多的關注。越來越多的證據表明，GM 可以顺利获得細菌細胞外囊泡（BEV）向宿主細胞遞送生物活性物質，從而調節宿主信號通路，從而調節遠端器官功能。BEVs因其納米結構、穿透血腦屏障的能力以及低毒性、高生物相容性、易於修飾和大規模培養而成為治療中樞神經系統疾病的有前景的平台。在這裏，韦德国际討論BEV的生物發生、內化機制和工程改造方法。然後韦德国际重點關注 BEV 在治療中樞神經系統疾病中的用途和潛在作用。最後，韦德国际概述了 BEV 在中樞神經系統疾病中應用的主要挑戰和未來前景。韦德国际希望對基於 BEV 的腸腦軸的全面分析將為中樞神經系統疾病的治療给予新的見解。

4.Complete remission of tumors in mice with neoantigen-painted exosomes and anti-PD1 therapy.
使用新抗原塗覆的外泌體和抗 PD1 療法使小鼠腫瘤完全緩解。
[Mol Ther] PMID: 37919900

摘要：基於新抗原的癌症疫苗正在成為有前途的腫瘤療法，但免疫原性的增強可以進一步改善治療結果。在這裏，韦德国际證明將不同的肽新抗原錨定在皮下施用的血清外泌體上可促進淋巴結歸巢和樹突狀細胞攝取，從而導致體外和體內抗原性顯着增強。錨定黑色素瘤肽新抗原的外泌體增強了體外和體內 T 細胞反應的強度和廣度，在更大程度上增強了 CD8+ T 細胞反應。在患有黑色素瘤和結腸癌的小鼠中，血清外泌體上不同肽新抗原的同時修飾誘導了有效的腫瘤抑制和新抗原特異性免疫反應。顺利获得將新抗原染色的血清外泌體疫苗與程序性細胞死亡蛋白 1 (PD-1) 抗體相結合，在患有結腸癌的小鼠中實現了完全根除腫瘤和可持續的免疫記憶。重要的是，載有肽新抗原的人血清外泌體在人結腸癌 3D 多細胞球體中引起顯着的腫瘤生長遲緩和免疫反應。韦德国际的研究表明，血清外泌體直接體內定位，增加樹突狀細胞的攝取並增強抗原肽的免疫原性，從而為基於肽抗原的個性化免疫治療给予了通用的遞送工具。

5.Engineering a tunable micropattern-array assay to sort single extracellular vesicles and particles to detect RNA and protein in situ.
設計可調諧微圖案陣列分析來分選單個細胞外囊泡和顆粒，從而原位檢測 RNA 和蛋白質。
[J Extracell Vesicles] PMID: 37908159

摘要：細胞外囊泡 (EV) 的分子異質性和物理相似顆粒（如脂蛋白 (LP)）的共分離，混淆並限制了 EV 本體生物標誌物表徵的靈敏度。在此，韦德国际提出了一種單 EV 和顆粒 (siEVP) 蛋白質和 RNA 測定(siEVP@PRA)，可同時檢測 EV 和 LP 亞群中的 mRNA、miRNA 和蛋白質。siEVP@PRA 顺利获得正向免疫選擇將顆粒固定並分類到微圖案上，並就地聚焦生物分子信號。顺利获得以單顆粒解像度檢測EVP，siEVP@PRA 的靈敏度優於 RNA 和蛋白質的批量分析基準測定。為了評估複雜生物流體中 RNA 檢測的特異性，顺利获得小 RNA 測序對來自不同神經膠質瘤細胞系的 EV 進行處理，其中選擇與多形性膠質母細胞瘤 (GBM) 相關的兩個 mRNA 和兩個 miRNA 進行交叉驗證。儘管血清中存在單一 EV-LP 共分離物，siEVP@PRA 在 GBM 患者 siEVP 中檢測到GBM 相關的囊泡 RNA 譜。siEVP@PRA 可有效檢查囊泡內、囊泡間和顆粒間的異質性，並具有診斷前景。

6.Hypoxia enhances anti-fibrotic properties of extracellular vesicles derived from hiPSCs via the miR302b-3p/TGFβ/SMAD2 axis.
缺氧顺利获得 miR302b-3p/TGFβ/SMAD2 軸增強 hiPSC 細胞外囊泡的抗纖維化特性。
[BMC Med] PMID: 37904135

摘要：心臟纖維化是纖維化疾病中的頭號殺手之一，並且仍然是一個全球未解決的健康問題。缺乏有效的治療加上相當大的社會經濟負擔，凸顯了對創新治療方案的迫切需要。在這裏，韦德国际評估了在不同氧氣濃度下培養的人誘導多能幹細胞 (hiPSC) 衍生的細胞外囊泡 (EV) 的抗纖維化特性。從在常氧（21% O2；EV-N）或降低氧濃度（缺氧）下培養的三個 hiPSC 系中分離出 EV：3% O2 (EV-H3) 或 5% O2 (EV-H5)。在體外心臟纖維化模型中測試了 EV 的抗纖維化活性，隨後詳細研究了潛在的分子機制。對 EV miRNA 進行測序並結合生物信息學分析，並使用 miRNA 模擬物和抑制劑對選定的 miRNA 進行驗證。最後，在血管緊張素 II 誘導的心臟纖維化小鼠模型中測試了 EV。韦德国际给予的證據表明，5% 的氧氣濃度可增強 hiPS-EV 的抗纖維化作用。與 EV-N 或 EV-H3 相比，這些EV 在減少活化的人心臟成纖維細胞中的促纖維化標記物方面更有效。韦德国际證明 EV-H5 顺利获得經典 TGFβ/SMAD 途徑發揮作用，主要顺利获得 miR-302b-3p，這是 EV-H5 中最豐富的 miRNA。韦德国际的結果表明，EV-H5 不僅靶向包括 SMAD2 和 TGFBR2 在內的幾種促纖維化基因的轉錄物，而且還能降低活化成纖維細胞的硬度。在心臟纖維化小鼠模型中，EV-H5 在抑制宿主炎症反應、減弱膠原蛋白沉積和減少心臟組織中促纖維化標記物方面優於EV-N。在這項工作中，韦德国际给予了 EV-H5 優於 EV-N或 EV-H3 的抗纖維化特性的證據。韦德国际的研究發現，細胞環境中氧濃度的精細調節可能會增強 hiPS-EV 的抗纖維化作用，這在心臟再生方面具有巨大的應用潛力。

7.Extracellular Vesicles and Bacteriophages: New Directions in Environmental Biocolloid Research.
細胞外囊泡和噬菌體：環境生物膠體研究的新方向。
[Environ Sci Technol] PMID: 37898880

摘要：環境工程師和科學家長期以來不断認識到生物來源的膠體顆粒及其環境命運的重要性。最近，人們對噬菌體和細胞外囊泡的興趣重新燃起，它們都將為工程師给予對環境微生物學基本方面的獨特見解和工程應用的新方法，包括廢水處理和可持續農業實踐的進展。由於韦德国际對這些具有獨特表面特性的納米級顆粒與其局部環境之間的相互作用的分析有限，挑戰仍然存在。本綜述顺利获得膠體科學的視角來考慮這些生物顆粒，並關注它們的環境影響和表面特性。韦德国际討論了為研究惰性（非生物）粒子-粒子相互作用而開發的方法，以及使用這些方法來增進韦德国际對環境命運以及細胞外囊泡和噬菌體運輸的理解的潛力。

8.A phosphoinositide switch mediates exocyst recruitment to multivesicular endosomes for exosome secretion.
磷酸肌醇開關介導胞囊招募到多囊泡內體以進行外泌體分泌。
[Nat Commun] PMID: 37898620

摘要：當多囊泡內體（MVE）與質膜對接並融合時，外泌體被分泌到細胞外環境。然而，MVE 也會與溶酶體融合進行降解。MVE 如何定向到質膜而不是溶酶體分泌外泌體尚不清楚。在此，韦德国际報道了肌管蛋白 1 (MTM1) 和磷脂酰肌醇 4-激酶 IIα 型 (PI4KIIα) 依次催化的 3-磷酸磷脂酰肌醇 (PI(3)P) 向 4-磷酸磷脂酰肌醇 (PI(4)P) 的轉化。MVE 表面介導胞囊複合體的募集。然後，胞囊將 MVE 靶向質膜以分泌外泌體。韦德国际進一步證明，破壞 PI(4)P 生成或胞囊功能會阻止程序性死亡配體 1 (PD-L1)（腫瘤細胞中的關鍵免疫檢查點蛋白）的外泌體分泌，並導致其在溶酶體中積累。總之，韦德国际的研究表明，MVE 上的 PI(3)P 到PI(4)P 的轉化以及胞囊的募集指導了 MVE 的胞外運輸以進行外泌體分泌。

9.Palmitate and glucose increase amyloid precursor protein in extracellular vesicles: Missing link between metabolic syndrome and Alzheimer's disease.
棕櫚酸和葡萄糖增加細胞外囊泡中的澱粉樣前體蛋白：代謝綜合徵和阿爾茨海默氏病之間缺失的聯繫。
[J Extracell Vesicles] PMID: 37898562

摘要：代謝綜合徵（MetS）和阿爾茨海默病有一些共同的病理特徵，包括胰島素抵抗、蛋白質加工異常、線粒體功能障礙以及炎症和氧化應激升高。 MetS 會導致空腹血糖升高、肥胖、血脂異常和高血壓，並增加患阿爾茨海默病的風險，但其確切機制仍不清楚。胰島素抵抗是由於富含糖和飽和脂肪酸（例如棕櫚酸酯）的飲食而產生的，代謝綜合徵和阿爾茨海默氏病都有這種現象。細胞外囊泡 (EV) 也是一個交匯點，在 MetS 和阿爾茨海默氏病中都具有變化的動力學。然而，棕櫚酸和葡萄糖誘導的胰島素抵抗在大腦中的作用及其顺利获得 EV 與阿爾茨海默病的潛在聯繫尚不清楚。韦德国际證明，棕櫚酸和高葡萄糖會誘導原代大鼠胚胎皮質神經元和人皮質幹細胞的胰島素抵抗和澱粉樣蛋白前體蛋白磷酸化。棕櫚酸還會引發少突膠質細胞（大腦的支持性神經膠質細胞）的胰島素抵抗。棕櫚酸和葡萄糖顺利获得 EV 增強皮質神經元的澱粉樣前體蛋白分泌，當添加到幼稚神經元時，EV 會誘導 tau 磷酸化。此外，來自棕櫚酸酯處理的少突膠質細胞的 EV 增強了受體神經元的胰島素抵抗。總體而言，韦德国际的研究結果提出了一種新的理論，即 EV 介導的 MetS 中阿爾茨海默病風險增加，而 EV 會傳播阿爾茨海默病病理和胰島素抵抗。

10.Lipid bilayer-based biological nanoplatforms for sonodynamic cancer therapy.
用於聲動力癌症治療的基於脂質雙層的生物納米平台。
[Adv Drug Deliv Rev] PMID: 37820981

摘要：聲動力療法（SDT）已被開發為一種有前途的癌症治療替代治療方式，涉及聲敏劑和低強度超聲的協同應用。然而，由於傳統聲敏劑在體內的性能較差以及受限的腫瘤微環境（TME），SDT的抗腫瘤功效受到顯着限制。最近在基於脂質雙層的納米囊泡（LBBN）（包括多功能脂質體、外泌體和分離的細胞膜）方面的突破，為SDT的進展帶來了新的見解。儘管它們的來源和製備方法不同，但共同的脂質雙層結構使它們能夠以許多類似的方式進行功能化，作為理想的納米載體來應對腫瘤特異性聲敏劑遞送和複雜的 TME 帶來的挑戰。在這篇綜述中，韦德国际全面總結了基於 LBBN 的 SDT 的最新進展，特別關注如何設計 LBBN 來提高聲敏劑的輸送效率並克服 TME 內的物理、生物和免疫障礙，以增強聲動力癌症治療。韦德国际預計這篇綜述將為基於LBBN 的納米聲敏劑的構建给予有價值的指導，並有助於開發下一代聲動力癌症治療的先進策略。

11.Impact of Airborne Pathogen-Derived Extracellular Vesicles on Macrophages Revealed by Raman Spectroscopy and Multiomics.
拉曼光譜和多組學揭示空氣中病原體衍生的細胞外囊泡對巨噬細胞的影響。
[Environ Sci Technol] PMID: 37812447

摘要：由於病原菌及其副產物的存在，長期暴露在室內環境中可能對人體健康構成威脅。病原菌廣泛分泌的納米級細胞外囊泡（EV）可以穿越生物屏障並影響生理病理過程。然而，室內灰塵對細胞外囊泡的潛在健康影響及其潛在機制在很大程度上仍未得到探索。在這裏，拉曼光譜與多組學（基因組學和蛋白質組學）相結合來解決這些問題。基因組分析表明，「假單胞菌」是一種高效的 EV 生產者，含有 68 種毒力因子編碼基因。將巨噬細胞暴露於環境相關劑量的銅綠假單胞菌 PAO1 衍生的 EV 中後，觀察到巨噬細胞內化，並顺利获得 RT-PCR 測定炎症因子的釋放。隨後對 EV 影響的巨噬細胞進行拉曼光譜和無監督的意外分析，發現了代謝變化，特別是蛋白質和脂質的變化。蛋白質組學分析進一步揭示了炎症和代謝相關途徑中蛋白質的差異表達，表明EV暴露誘導巨噬細胞代謝重編程和炎症。總的來說，韦德国际的研究結果表明，室內環境中病原體衍生的 EV 可以充當病原體對健康產生不利影響的新媒介。韦德国际的拉曼方法與多組學相結合，為快速、深入地分析細胞外囊泡的影響给予了一種補充方法。

12.Customized Loading of microRNA-126 to Small Extracellular Vesicle-Derived Vehicles Improves Cardiac Function after Myocardial Infarction.
將microRNA-126 定製加載到小型細胞外囊泡衍生載體中可改善心肌梗死後的心臟功能。
[ACS Nano] PMID: 37715735

摘要：小細胞外囊泡（sEV）有望用於心肌梗死後基於細胞的心臟修復。這些 sEV 將包括 microRNA (miR) 在內的有效物質封裝在雙層膜內，當給予細胞時有助於 sEV的攝取。然而，儘管 sEV 療法有效，但其母細胞釋放的 sEV不一致以及貨物封裝的可變性限制了 sEV 療法。具有人工雙層膜的合成 sEV 模擬物可以實現貨物控制，但在體內施用時穩定性差且清除速度快。在這裏，韦德国际基於韦德国际之前發表的工作，使用電穿孔技術開發了一種類 sEV 載體 (ELV)，並研究了在體外和體內將具有促血管生成 miR-126 的電穿孔 ELV 傳遞給大鼠缺血再灌注模型。韦德国际表明，電穿孔的 miR-126+ ELV 在給予心臟內皮細胞的 2D 培養物時可改善管形成參數，並且在缺血再灌注損傷後遞送至大鼠左心室時可改善超聲心動圖和組織學參數。這項工作強調了使用電穿孔 ELV 作為載體來遞送選定的 miR 貨物以進行心臟修復的價值。

今天的整理就到這裏。希望大家可以有所收穫。大家下周見！

【關於韦德国际生物】

北京韦德国际生物科技有限公司创建於2018年，由清華大學醫學院杜亞楠教授科研團隊領銜創建，清華大學參股共建。核心技術源於清華大學科技成果轉化，並已取得多項國家級立項支持與應用。

作為高質量三維細胞製造專家，韦德国际生物给予基於3D微載體的一站式定製化細胞規模化擴增整體解決方案，打造了原創3D細胞智造平台，實現規模化、自動化、智能化、密閉式的細胞藥物及其衍生品生產製備，以此幫助全球客戶建立最為先進的細胞藥物生產線。在開創【百億量級】幹細胞製備工藝管線後，加速向【千億量級】進發，致力於以3D細胞規模化智造技術賦能細胞與基因治療產業，惠及更多患者。

现在，韦德国际生物的產品與服務，已廣泛應用於基因與細胞治療、細胞外囊泡、疫苗及蛋白產品等生產的上游工藝開發。同時，在再生醫學、類器官與食品科技（細胞培養肉等）領域也具有廣泛應用前景。

韦德国际生物擁有5000平米的研發與轉化平台，其中包括1000餘平的以3D細胞智造及微組織再生醫學治療產品為核心的CDMO服務平台；以及4000平米的GMP生產平台，並新建了1200L微載體生產線。此外還在上海設有2000餘平的國際合作與技術應用中心，以技術創新持續融入全球生物產業新業態。