国内外泌体最新研究进展总结
外泌体是一种存在于细胞外的多囊泡体，可通过细胞内吞泡膜向内凹陷形成多泡内涵体，内涵体与细胞膜融合后释放其中的小囊泡。外泌体的直径在40-110 nm之间，其中包含RNA、蛋白质、microRNA、DNA片段等多种物质，存在于血液、唾液、尿液、脑脊液和母乳等多种体液中。近年来研究表明外泌体具有功能活性并可进行细胞间信息传递。如今，研究已经发现外泌体在抗原提呈细胞中呈递抗原程中、肿瘤细胞发生发展、神经细胞信号转导过程中都发挥着重要作用。
小编为您带来11月以来10篇5分以上的外泌体研究论文，精彩内容，不容错过。
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1. 西北农林科技大学孙超教授课题组：褪黑素促进脂肪分泌外泌体、增加外泌体α酮戊二酸水平，外泌体α酮戊二酸转移到巨噬细胞后缓解脂肪炎症
Liu, Z., et al. (2017). "Melatonin alleviates adipose inflammation through elevating alpha-ketoglutarate and diverting adipose-derived exosomes to macrophages in mice." J Pineal Res. IF=10.391
肥胖与巨噬细胞浸润和代谢性炎症有关，二者均促进代谢疾病的进展。据报道，褪黑素可通过抑制脂肪细胞炎症反应、激活巨噬细胞而发挥抗炎的特性。然而，在脂肪炎症期间，褪黑素在脂肪细胞和巨噬细胞之间的交流的作用仍不清楚。该研究证明了褪黑素可缓解肥胖小鼠脂肪组织中的炎症、促进α-酮戊二酸（αKG）水平升高。脂肪细胞线粒体中异柠檬酸脱氢酶2（Idh2）mRNA水平也被褪黑素升高，导致αKG水平增加。进一步分析显示αKG是褪黑素抑制脂肪炎症的靶标。此外，sirtuin 1（Sirt1）与IDH2物理相互作用并形成复合物以增加褪黑素抑制的脂肪炎症中Idh2和αKG含量的昼夜节律振幅。值得注意的是，褪黑素促进脂肪细胞的外泌体分泌、增加脂肪来源外泌体αKG的水平。该研究结果也证实，外泌体αKG转运到巨噬细胞后促进TET介导的DNA去甲基化，减轻了脂肪细胞炎症、增加了M2与M1巨噬细胞的比率。此外，外泌体αKG通过其受体oxoglutarate受体1（OXGR1）在脂肪细胞中减弱STAT3/NF-κB信号。褪黑素还减轻了慢性时差综合征小鼠的脂肪炎症和巨噬细胞数量。总之，这些结果表明褪黑素通过增加脂肪组织中的细胞和外泌体αKG水平来缓解代谢性炎症。数据揭示了褪黑素对脂肪细胞和巨噬细胞之间交流的新功能，提示褪黑素或能预防和治疗引起全身炎性疾病的肥胖症。
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2. 中科院计算技术研究所赵屹副研究员与中科院生物物理所陈润生院士合作：长链非编码RNA数据库NONCODE更新至第5版
Fang, S., et al. (2017). "NONCODEV5: a comprehensive annotation database for long non-coding RNAs." Nucleic Acids Res. IF=10.162
NONCODE（http://www.bioinfo.org/noncode/）是一个专门收集和注释非编码RNA（ncRNA）的最完整的系统化数据库，尤其关注的是长链非编码RNA（lncRNA）。自从NONCODE 2016在两年前发布以来，由于下一代测序成本的降低，鉴定出的新型ncRNA的数量不断增加，从而导致新鉴定的数据爆发。第三代测序革命也提供了更长更准确的注释。而且，通过生物实验证实的证据越来越丰富，为lncRNA的功能提供了更全面的知识。通过收集近两年来发表的文献中新近鉴定的ncRNA，并将最新版本的RefSeq和Ensembl进行整合，扩展了ncRNA数据集。此外，猪源的数据首次被纳入数据库，使物种总数达到17个。NONCODEv5中的lncRNA数量从527336个增加到548640个。NONCODEv5还引入了三个重要的新特征：（i）人类lncRNA-疾病关系和单核苷酸多态性-ncRNA-疾病关系的构建；（ii）展示了人外泌体lncRNA表达谱；（iii）预测了NONCODE人转录物的RNA二级结构。NONCODEv5也可以通过http://www.noncode.org/访问。
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3. 北京大学口腔医院葛兮源副研究员、李盛林研究员：Epiregulin促进涎腺腺样囊性癌的肺转移
Yang, W. W., et al. (2017). "Epiregulin Promotes Lung Metastasis of Salivary Adenoid Cystic Carcinoma." Theranostics 7(15): 3700-3714. IF=8.712 （该研究lncRNA芯片服务由伯豪生物提供）
涎腺腺样囊性癌（SACC）是一种特殊的恶性肿瘤，其特点是生长缓慢但侵袭性强、肺转移发生率高、预后差。该研究揭示EGFR配体上皮调节蛋白（epiregulin）在SACC细胞亚群中的表达上调与SACC患者肺转移和不良结果相关。研究发现在SACC细胞中上调epiregulin可通过调节GLI1/E-钙粘蛋白诱导EMT。升高的epiregulin增加促血管生成因子的表达，如VEGFA、bFGF和IL-8。研究还显示epiregulin可以通过外泌体递送，并且epiregulin过表达的SACC细胞分泌的外泌体富含epiregulin。此外，用这些富含epiregulin的外泌体处理免疫缺陷小鼠极大地增强SACC向肺的转移。这些富含epiregulin的外泌体显著增强了邻近肿瘤微环境中的血管生成并且增加了体内转移前肺微环境中的血管通透性。因此，epiregulin以及含有epiregulin的外泌体可能是抑制SACC肺转移的新靶点。
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4. 【综述】上海大学肖俊杰教授：细胞外膜泡在心血管疾病诊断与治疗中的作用
Bei, Y., et al. (2017). "Extracellular Vesicles in Cardiovascular Theranostics." Theranostics 7(17): 4168-4182. IF=8.712
细胞外囊泡（EV）是具有脂质双层膜的小囊泡，可以由大多数细胞类型释放，并在大多数体液中检测到。EV通过将其生物活性成分转移到受体细胞或激活靶细胞中的信号传导途径来发挥细胞间通讯的关键功能。越来越多的证据表明EV在心血管疾病（CVDs）中的重要调节作用。由心肌细胞、内皮细胞、成纤维细胞和干细胞分泌的EV在心脏肥大、心肌细胞存活和凋亡、心脏纤维化以及与CVD有关的血管生成等病理生理过程中起重要作用。在这篇综述中，我们将首先概述目前关于EV的物理特性、生物成分和分离方法的知识。然后，我们将重点介绍心血管EV的功能作用及其在心血管疾病中的病理生理效应，以及总结EV作为心血管疾病治疗剂和生物标志物的潜力。最后，我们将讨论EV的具体应用，作为一种新型的药物输送系统和EV在再生医学领域的应用。
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5. 山东大学王群副教授：脂肪干细胞外泌体通过促进巨噬细胞M2极化和白色脂肪组织米色化缓解脂肪炎症
Zhao, H., et al. (2017). "Exosomes From Adipose-Derived Stem Cells Attenuate Adipose Inflammation and Obesity Through Polarizing M2 Macrophages and Beiging in White Adipose Tissues." Diabetes. IF=8.684
脂肪干细胞（ADSCs）在控制肥胖相关的炎症和代谢紊乱中发挥重要作用。已知来自ADSCs的外泌体某几种疾病中发挥保护作用，但是它们在肥胖和相关病理状况中的作用仍不清楚。在这里，我们的研究表明用ADSC衍生的外泌体对肥胖小鼠的治疗促进了它们的代谢稳态，包括改善的胰岛素敏感性（改善了27.8％），减少了肥胖并且减轻了肝脂肪变性。ADSC衍生的外泌体驱动M2巨噬细胞极化、炎症减少和在饮食诱导的肥胖小鼠的白色脂肪组织（WAT）米色化。机制上，来自ADSCs的外泌体通过其携带的活性STAT3通过精氨酸酶-1的反式激活转移到巨噬细胞中以诱导抗炎的M2表型。此外，由ADSC衍生的外泌体诱导的M2巨噬细胞不仅表达高水平的负责儿茶酚胺释放的酪氨酸羟化酶，而且还促进ADSC增殖和乳酸产生，从而有利于响应高脂肪激发的WAT米色化和体内平衡。这些发现描绘了一种新的外泌体介导的ADSC-巨噬细胞串扰机制，其促进WAT中的免疫和代谢稳态，从而为肥胖和糖尿病提供潜在的治疗方案。
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6. 福建医科大学陈敬华教授：一种基于双足DNA“步行者”的比率电化学生物传感器可灵敏检测外泌体miRNA
Zhang, J., et al. (2017). "A ratiometric electrochemical biosensor for the exosomal microRNAs detection based on bipedal DNA walkers propelled by locked nucleic acid modified toehold mediate strand displacement reaction." Biosens Bioelectron 102: 33-40. IF=7.78
这是福建医科大学陈敬华教授本年度在Biosens Bioelectron发表的关于外泌体的第二篇文章。
由于外泌体在诊断和预后应用中的潜力，灵敏地、选择性地检测癌细胞衍生的外泌体中的miRNA已经引起引起了研究人员越来越多的兴趣。在这里，我们设计了一种基于双足DNA“步行者”的比率电化学生物传感器，用于外泌体miR-21的检测。在存在miR-21的情况下，DNA“步行者”被激活以沿着DNA轨道连续行走，导致构象变化以及由靶标响应和靶标非依赖性报道分子产生的信号比的相应增加。随着DNA步进信号级联放大，生物传感器表现出超高的灵敏度，检测极限（LOD）低至67 aM。此外，由于具有目标非依赖性报告基因被称为参考报告基因的背景校正功能，该生物传感器灵敏而稳定，足以应用于从乳腺癌细胞系和血清中提取的外泌体miR-21的检测。另外，由于锁核酸（LNA）修饰的粘性末端介导链置换反应（TMSDR）具有非凡的判别能力，所以该生物传感器即使对单碱基错配目标也显示出优异的选择性。值得一提的是，我们的传感器在更新和稳定的情况下至少可以保持5个循环，灵敏度不会降低。简而言之，高灵敏度、选择性和可重复性以及便宜，使得所提出的生物传感器成为用于外泌体miRNA检测、以及癌症的早期即时检测（POCT）的很有前景的方法。
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7. 中山大学药学院张革副教授：目标诱导的接近性连接触发重组酶聚合酶扩增和转录介导的扩增可高灵敏度检测鼻咽癌中的肿瘤来源的外泌体
Liu, W., et al. (2017). "Target-induced proximity ligation triggers recombinase polymerase amplification and transcription-mediated amplification to detect tumor-derived exosomes in nasopharyngeal carcinoma with high sensitivity." Biosens Bioelectron 102: 204-210. IF=7.78
肿瘤来源的外体（TEXs）是由肿瘤细胞不断释放到血液中的细胞外囊泡，并携带原始肿瘤细胞的特定表面标记。大量的证据表明TEXs是癌症诊断的标志物。然而，在早期肿瘤阶段检测血液中的TEXs由于其浓度非常低而具有挑战性。在这里，我们建立了一种称为PLA-RPA-TMA测定的方法，可以高灵敏度和特异性检测TEXs。基于识别TEX上生物标志物的两种邻近连接测定（PLA）探针，产生了特异性生物标志物的独特替代DNA信号，其通过与转录介导的扩增（TMA）结合的重组酶聚合酶扩增（RPA）同时扩增两次，然后使用基于金纳米颗粒的比色测定法定量检测RPA-TMA反应的产物。我们使用来自鼻咽癌（NPC）细胞的TEX验证了此方法，检测限为10（2）颗粒/ mL，并且报道了血浆EB病毒潜伏膜蛋白1（LPM1 ）阳性（LMP1（+），准确性：0.956）和表皮生长因子受体（EGFR）阳性（EGFR（+），准确度：0.906）TEXs作为NPC的早期诊断生物标志物。
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8. 【综述】中国医科大学第四附属医院李航宇教授：癌症中外泌体的非编码RNA的新兴作用
Fan, Q., et al. (2017). "The emerging role of exosome-derived non-coding RNAs in cancer biology." Cancer Lett 414: 107-115. IF=6.375
外泌体是一种新的细胞间信息交流的手段，引起了人们极大的研究兴趣。外泌体含有非编码RNA（ncRNA，包括microRNA和lncRNA）的特定库，表明可能存在特定的RNA分选机制。相应的，与细胞膜融合后产生细胞内多泡体（MVBs）释放外泌体而不是诱导自噬，这表明可能存在MVB分泌的特异性调节机制。在识别和摄取循环的外泌体ncRNA之后，细胞可以引发癌症相关的病症，为早期肿瘤活组织检查和治疗提供指征。已经证明使用外泌体作为靶向治疗中的生物载体。但是，可能有一个特定的、未知的加载药物的“开关”。本文综述了外泌体生物发生、释放和摄取的机制。我们还综述了外泌体ncRNAs对肿瘤发展的促进作用，包括化疗耐药、转移以及外泌体在癌症诊断和治疗中的前景。
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9. 华东理工大学叶邦策教授：通过二价胆固醇（B-Chol）标记的DNA锚定物介导的信号放大法进行外泌体的定量分析
He, F., et al. (2017). "Direct Exosome Quantification via Bivalent-Cholesterol-Labeled DNA Anchor for Signal Amplification." Anal Chem. IF=6.32
外泌体作为细胞外囊泡（EVs）的重要亚群在各种重要的病理生理过程，尤其是癌症相关的细胞间通讯中起重要作用。然而，确定可靠的、便利的定量方法在技术上仍然具有挑战性。在这项研究中，我们开发了一种有效、直接的方法，将免疫亲和脂质膜表面修饰结合到一个单一的平台上进行特异性分离和准确量化外泌体。外泌体被免疫磁珠特异性地捕获，然后高亲和力的二价胆固醇（B-Chol）标记的DNA锚定物自发地插入到外泌体膜中。锚定物上设计的粘端作为后续辣根过氧化物酶（HRP）连锁杂交链反应（HCR）信号放大的引发剂。检测是基于HRP催化的H2O2介导的3,3'，5,5'-四甲基联苯胺（TMB）氧化的颜色变化，其可以通过肉眼方便地观察并且通过UV可见光谱来监测。该方法能够灵敏检测每微升2.2×10（3）个外泌体，相对标准偏差<5.6％，与传统ELISA相比灵敏度高100倍。我们相信，我们的检测方法具有相当大的潜力作为常规生物测定（成本有效、可靠、易于操作），可以准确定量临床样品中的外泌体。
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10. 浙江大学医学院附属第二医院余红教授：缺氧MSC外泌体通过miRNA-210发挥更好的心梗后心功能保护作用
Zhu, J., et al. (2017). "Myocardial reparative functions of exosomes from mesenchymal stem cells are enhanced by hypoxia treatment of the cells via transferring microRNA-210 in an nSMase2-dependent way." Artif Cells Nanomed Biotechnol: 1-12. IF=5.605
缺氧处理增强间充质干细胞（MSC）的旁分泌效应。这项研究的目的是探究在心肌修复方面来自缺氧处理的MSC（Exo（H））的外泌体是否优于那些从常氧处理的MSC（Exo（N））。将小鼠骨髓MSCs在缺氧或常氧条件下培养24 h，将条件培养基中的外泌体心内注射入C57BL/6小鼠梗死心脏。Exo（H）组具有显著更高的生存率、更小的疤痕大小和更好的心脏功能恢复。与Exo（N）相比，Exo（H）组梗塞心脏血管密度增加、心肌细胞（CM）凋亡减少、纤维化减少和心脏祖细胞募集增加。与Exo（N）相比，MicroRNA分析显示Exo（H）中具有显著更高水平的miR-210。将miR-210模拟物转染至内皮细胞（EC）和CM中具有与Exo（H）类似的生物效应。缺氧处理MSCs增加了对外泌体分泌至关重要的中性鞘磷脂酶2（nSMase2）的表达。阻断nSMase2的活性导致miR-210分泌减少并消除了Exo（H）的有益作用。总之，缺氧培养增加了MSCs及其分泌的外泌体中的miR-210和nSMase2活性，这至少部分是缺氧处理的细胞来源的外泌体增强心脏保护作用的原因。