【2024-42期】This Week in Extracellular Vesicles

本周hzangs在最新文献中选取了10篇分享给大家，第1篇文章提出了利用化学探针微阵列的策略捕获和分析细胞外囊泡；第2篇文章主要介绍了目前死亡细胞来源的不同类型的细胞外囊泡及功能；第3篇文章提出了一种细胞外囊泡形成的原位可视化策略；第5篇文章探讨了Superose 6作为凝胶排阻层析用于细胞外囊泡分离的优势；第9篇文章提出了使用工程化中性粒细胞来源细胞外囊泡改善阿尔茨海默病。

1.High-throughput capture and in situ protein analysis of extracellular vesicles by chemical probe-based array. 

通过基于化学探针的阵列对细胞外囊泡进行高通量捕获和原位蛋白质分析。

[Nat Protoc] PMID: 39438698

摘要：细胞外囊泡（EV）是具有磷脂双层的小颗粒，携带各种货物，包括核酸、蛋白质和代谢物。细胞外囊泡在各种细胞过程中起着重要作用，并因其在细胞间通信中的普遍作用以及在治疗和诊断中的潜在应用而日益受到认可。尽管已经开发了许多用于表征和测量细胞外囊泡的方法，但从生物流体中分析细胞外囊泡在吞吐量和灵敏度方面仍然是一个挑战。最近，我们引入了一种方法，可以促进从痕量样本中高通量分析细胞外囊泡。在这种方法中，将两亲性树枝状大分子超分子探针（ADSP）涂覆在硝化纤维膜上，用于基于阵列的捕获，并实现原位免疫印迹分析。在这里，我们描述了基于阵列的EV分析方法。我们描述了该方法的增强版本，该版本包含一个自动打印工作站，可确保高吞吐量和可重复性。我们进一步证明了使用我们的阵列，通过代谢标记引入的叠氮基团的点击化学来分析EV表面上的特定糖基化。在该方案中，ADSP的合成和ADSP硝化纤维膜阵列的制造可以在同一天完成。通过30分钟的孵育，从生物或临床样本中有效地捕获EV，然后在3小时的窗口内进行免疫印迹分析，从而为EV分离和EV蛋白及其修饰的原位靶向分析提供了高通量平台。

2.Extracellular vesicles from the dead: the final message. 

死细胞的细胞外囊泡：最后的信息。

[Trends Cell Biol] PMID: 39438206

摘要：死亡细胞和邻近细胞之间的沟通对于确保在细胞死亡时启动适当的过程（如组织修复或炎症）至关重要。作为一种辅助细胞间通讯的机制，经历凋亡的细胞可以释放膜结合的细胞外囊泡（EV），称为凋亡细胞衍生的EV（ApoEV），其可以通过ApoEV内或上的生物分子影响下游过程。ApoEV根据大小被广泛分类为被称为凋亡小体（ApoBD）的大型ApoEV或小型ApoEV（s-ApoEV）。值得注意的是，ApoBD和s-ApoEV形成的机制不同，这两个ApoEV亚群的功能也不同。本文重点介绍ApoBD和s-ApoEV的生物合成和功能特性，特别是在细胞清除、细胞信号传导和疾病进展方面。

3.In situ visualization of endothelial cell-derived extracellular vesicle formation in steady state and malignant conditions. 

稳态和恶性条件下内皮细胞衍生的细胞外囊泡形成的原位可视化。

[Nat Commun] PMID: 39438460

摘要：内皮细胞是复杂生物体内所有血管系统的组成部分。当内皮细胞排列在血管壁上时，它们会不断暴露在各种分子因素和剪切力下，从而引起细胞损伤和应力。然而，内皮细胞是如何被去除或消除不需要的细胞内容物的，目前尚不清楚。大细胞外囊泡（EV）的产生已成为从死亡或应激细胞中去除细胞废物的关键机制。在这里，我们使用骨髓活体显微镜直接测量了在稳态和恶性条件下内皮细胞在体内形成EV的动力学。这些大型EV富含线粒体，暴露出“吃我”信号磷脂酰丝氨酸，并可以与免疫细胞群相互作用作为潜在的清除机制。循环EV水平升高与急性髓系白血病引起的骨髓血管系统退化有关。总之，我们的研究提供了小鼠血管系统中EV形成的体内时空特征，并表明循环的大内皮细胞衍生的EV可以提供远端部位血管损伤的快照。

4.Bone aging and extracellular vesicles. 

骨老化和细胞外囊泡。

[Sci Bull (Beijing)] PMID: 39455324

摘要：骨老化是一个主要的全球健康问题，是骨量和力量的自然下降。同时，细胞外囊泡（EV），由细胞产生的微小膜结合颗粒，因其在各种生理过程和与年龄相关的疾病中的作用而得到认可。细胞外囊泡与骨老化之间的相互作用越来越受到关注，特别是它们对骨代谢的影响，随着年龄的增长，骨代谢变得越来越重要。在这篇综述中，我们探讨了EV的生物学、类型和功能，并强调了它们在骨老化中的调节作用。我们研究了EV对骨代谢的影响，并强调了它们作为监测骨衰老进展的生物标志物的潜力。此外，我们还讨论了细胞外囊泡的治疗应用，包括靶向药物输送和骨再生，并解决了与细胞外囊泡疗法相关的挑战，包括技术复杂性和监管问题。我们总结了目前关于EV在骨老化中作用的研究和临床试验，并提出了未来的研究方向。这些包括使用细胞外囊泡进行个性化医疗的潜力，以及将细胞外囊泡研究与先进技术相结合，以加强与年龄相关的骨骼健康管理。这一分析强调了细胞外囊泡在理解和管理骨老化方面的变革潜力，从而标志着骨骼健康研究的重大进展。

5.Separation of small extracellular vesicles (sEV) from human blood by Superose 6 size exclusion chromatography. 

Superose 6尺寸排阻色谱法分离人血液中的小细胞外囊泡（sEV）。

[J Extracell Vesicles] PMID: 39441012

摘要：细胞外囊泡（EV）是液体活检的重要靶点。然而，将基于EV的生物标志物引入临床实践的尝试并没有达到预期的成功程度。这种失败的原因之一是缺乏从复杂生物流体（如无细胞血浆或血清）中纯化EV基线的可靠方法。由于现有的EV分离一步法不足以纯化EV，因此对临床样本的大多数研究要么是在EV和脂蛋白的混合物上进行的，而EV的实际数量及其个体特异性生物标志物含量仍然难以捉摸，要么是在数量少、体积足够大的样本上进行的。在这里，我们介绍了使用Superose6作为基质的快速蛋白质液相色谱法（FPLC），从几乎不含可溶性蛋白质和脂蛋白的生物流体中获得小EV。除了对人类样本中小EV的实际数量进行估计外，我们还显示了餐后阶段持续时间对纯化EV中脂蛋白比例影响的时间分辨率，除了建议使用空腹样本进行人体研究外，还提出了可接受的时间框架。此外，我们评估了纯EVs用于液体活检的潜在价值，例如检测从癌症患者血清中分离的纯FPLC衍生级分中的EV-和肿瘤-生物标记物。不同技术之间的一致性表明，纯细胞外囊泡中存在与疾病相关的生物标志物，支持使用单囊泡分析进行液体活检的可行性。

6.High-precision extracellular-vesicle isolation-analysis integrated platform for rapid cancer diagnosis directly from blood plasma. 

高精度细胞外囊泡分离-分析集成平台，可直接从血浆中快速诊断癌症。

[Biosens Bioelectron] PMID: 39442437

摘要：体液中癌源性细胞外小泡（sEV）有望成为癌症诊断的生物标志物。对于基于sEV的液体活检，通过高纯度和具有极高灵敏度的癌症-sEV检测来分离sEV是至关重要的，因为体液包括密度高得多的正常细胞衍生的sEV和其他生物分子和生物制品。在此，我们提出了一种基于电泳（DEP）-ELISA技术的分离分析-综合癌症诊断平台，该平台能够比传统的ELISA方法高出三个数量级的灵敏度，并能够从血浆中高精度地直接诊断癌症。人血浆中sEV的检测限（LOD）低至10^4 sEV/mL，无需耗时且低产率的sEV分离和纯化过程。该平台的能力通过监测癌症细胞接种的小鼠并评估癌症-sEV抑制药物的效果来验证。使用开发的基于sEV的液体活检，我们诊断了来自健康捐赠者（N=39）和癌症患者（N=90）的临床样本。乳腺癌、结肠癌和肺癌的诊断准确率分别为94.2%、98.6%和91.3%。这种集成的sEV分离和分析平台可用于高灵敏度生物标志物分析和基于sEV的液体活检。

7.Real-time monitoring of small extracellular vesicles (sEVs) by in vivo flow cytometry. 

通过体内流式细胞术实时监测细胞外小泡（sEVs）。

[J Extracell Vesicles] PMID: 39441010

摘要：细胞外囊泡（EV）是由活细胞释放的双层脂质膜组成的囊泡结构。越来越多的证据表明它们的功能，表明小EV（sEV）可以介导特定形式的细胞间通讯。sEVs的未来应用前景广阔，不仅可以作为诊断标志物，还可以作为治疗剂。然而，sEV临床转化的最大困难是目前对它们的理解很差，特别是关于它们的体内行为。在这项研究中，我们提供了一种基于体内流式细胞术（IVFC）监测血液循环中sEVs的新方法。我们已经证明IVFC信号基线的高度与sEVs的浓度成正比。此外，我们发现IVFC信号中的峰值是由sEVs的聚集或细胞摄取产生的。从血液中清除sEVs的体内监测表明，与非PEG化sEVs相比，PEG化sEV的停留时间更长，在循环中的聚集更少。这些研究表明，IVFC能够实时监测循环sEV，这可以为sEV的药代动力学和细胞靶向能力提供有价值的见解。

8.Netrin1-Enriched Exosomes From Genetically Modified ADSCs as a Novel Treatment for Diabetic Limb Ischemia. 

来自转基因ADSCs的富含Netrin1的外泌体作为糖尿病肢体缺血的新疗法。

[Adv Healthc Mater] PMID: 39440618

摘要：糖尿病肢体缺血（DLI）是糖尿病的常见并发症，也是非创伤性截肢的主要原因。支架置入和旁路手术等传统治疗方法可能并不适合所有患者。外泌体移植已成为一种有前景的治疗方法。Netrin1是一种保护性心血管因子，在DLI中的作用尚不清楚。本研究调查了Netrin1在DLI患者中的作用，并评估了来自Netrin1过表达脂肪源性干细胞（N-ADSCs）的外泌体的治疗潜力。Netrin1在DLI患者的内皮细胞和血清中的表达显著降低，突显了其作为生物标志物或治疗靶点的潜力。在体外，富含Netrin1的外泌体（N-Exos）促进了人脐静脉内皮细胞（HUVEC）的增殖、迁移、管形成，并在高糖条件下增强了对凋亡的抵抗力。这些保护作用是通过PI3K/AKT/eNOS和MEK/ERK途径介导的，N-Exos进一步促进了巨噬细胞从M1到M2的极化。在体内，N-Exos显示出优于ADSC外泌体（Exos）的治疗效果，包括增强血管生成、改善侧支动脉重塑、减少炎症和肌肉保护。总的来说，这些发现将Netrin1确定为DLI的关键因素，并强调了其在疾病进展和治疗策略中的重要性。N-Exos为DLI的治疗提供了一种有前景的非细胞治疗方法。

9.Omnidirectional improvement of mitochondrial health in Alzheimer's disease by multi-targeting engineered activated neutrophil exosomes. 

通过多靶向工程化活化中性粒细胞外泌体全方位改善阿尔茨海默病线粒体健康。

[J Control Release] PMID: 39433157

摘要：阿尔茨海默病（AD）是一种严重的神经退行性疾病，影响着全球5000多万人。多靶点治疗已成为诊断和缓解AD发病过程的新疗法；然而，目前的战略因其效率不高而受到限制。在我们的研究中，工程化的活化中性粒细胞来源的外泌体(MP@Cur-MExo)通过靶向和减轻Aβ诱导的神经毒性来改善神经元中的线粒体功能。MP@Cur-MExo是来源于IL-8刺激的中性粒细胞的外泌体，其上装饰有线粒体靶向配体和Aβ靶向配体修饰的SPION。工程外泌体可以被基质金属肽酶-2切割，该酶在AD脑中过表达。因此，释放的SPION和姜黄素负载的工程外泌体协同保护神经元细胞免受A诱导的线粒体缺陷。此外，MP@Cur-MExo从而允许通过双峰（MRI/IVIS）成像早期诊断AD。重要的是，在AD早期的小鼠模型中，静脉注射MP@Cur-MExo恢复线粒体功能，减少Aβ诱导的线粒体损伤，从而减缓AD进展。总之，我们设计的工程外泌体表明，线粒体功能的全方位改善可以作为诊断和治疗神经退行性疾病的一种新颖实用的方法。这项研究还揭示了一种有前景的治疗剂，可以在未来的临床应用中阻止AD的进展。

10.Bacterial extracellular vesicles as intranasal postbiotics: Detailed characterization and interaction with airway cells. 

细菌胞外囊泡作为鼻内抗生素：详细表征和与气道细胞的相互作用。

[J Extracell Vesicles] PMID: 39429019

摘要：大肠杆菌A034/86（EcO83）是一种益生菌菌株，用于新生儿预防医院感染和腹泻。这种细菌刺激促炎和抗炎细胞因子的产生，其鼻内给药可减少小鼠的过敏性气道炎症。尽管有好处，但由于潜在的全身感染和基因转移，人们对使用活益生菌仍存在担忧。来源于EcO83的细胞外囊泡（EV）可能为活细菌提供一种更安全的替代品。本研究对EcO83EV进行了表征，并研究了它们与宿主细胞的相互作用，突出了它们作为后生物疗法的潜力。按照细胞外囊泡研究的最低信息（MISEV）指南分离、纯化和表征EcO83EV。在人类鼻上皮细胞中进行的体外研究表明，EcO83EV增加了与氧化应激和炎症相关的蛋白质的表达，表明EV与宿主细胞之间存在有效的相互作用。对小鼠的进一步体内研究表明，EcO83EV与鼻相关淋巴组织相互作用，被气道巨噬细胞内化，并刺激肺中的中性粒细胞募集。从机制上讲，EcO83EV激活巨噬细胞NF-κΒ信号通路，导致一氧化氮的产生。EcO83EV作为活细菌的后生物替代品显示出巨大的潜力，为治疗应用提供了更安全的选择。需要进一步的研究来探索它们的临床应用，特别是在粘膜疫苗接种和靶向免疫治疗策略中。

今天的整理就到这里。希望大家可以有所收获。大家下周见！