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剛過去的2018年，也是外泌體研究熱度持續(xù)升溫的一年，在多個領域均涌現(xiàn)了重大的研究進展。久等了！2018外泌體研究盤點！
1. Nature：外泌體PD-L1促免疫抑制
通訊作者：郭巍、徐小威
作者單位：賓夕法尼亞大學
PMID：30089911
Highlights：
將這篇文章放在第一，是因為它確實是年度的重大發(fā)現(xiàn)了。
抗PD-1的抗體作為新興的重磅抗癌自然療法，相信大家都不陌生了：腫瘤細胞通過上調(diào)細胞表面的程序性死亡配體1（PD-L1），使其與T細胞的PD-1受體相互作用，抑制免疫檢查點，從而逃避免疫系統(tǒng)的監(jiān)控?？筆D-1的抗體有望治療包括轉移性黑色素瘤在內(nèi)的癌癥。但實際上，患者對此療法的應答率甚低。
在這篇文章中，研究者發(fā)現(xiàn)轉移性黑色素瘤釋放的細胞外囊泡（下稱EV）大部分表面都攜帶有PD-L1！對這些EV給予IFN-γ刺激，它們表面的PD-L1數(shù)量還會增加，這樣就能遏止CD8 T細胞的功能，促進腫瘤生長。在治療早期，循環(huán)外泌體PD-L1呈數(shù)量級的增長，可作為為腫瘤細胞對T細胞重新恢復的適應性免疫應答的指示物，區(qū)分臨床應答者和無應答者。這項研究啟示外泌體PD-L1作為抗PD-1治療的預測物的應用潛力。
黑色素瘤細胞分泌的外泌體，表面有抑制免疫細胞的PD-L1。箭頭所指的是結合了PD-L1抗體的納米金顆粒。
臨床應答者在接受治療的前3-6周時循環(huán)外泌體PD-L1水平上升（i,j）；ROC曲線和客觀緩解率（ORR）顯示循環(huán)外泌體PD-L1水平更高，患者對抗PD1治療的應答更好（l），外泌體PD-L1是很好的預測物體（k）。
2. Cell：內(nèi)皮細胞與脂肪細胞間的EV交流
通訊作者：Philipp E. Scherer
作者單位：德州大學西南醫(yī)學中心
PMID：30293865
Highlights：
在已有研究中，常見的EV來源都是體液或者細胞培養(yǎng)基，這篇文章研究的則是組織中的EV，發(fā)現(xiàn)脂肪組織（AT）中存在EV介導的信號通路。這種現(xiàn)象在脂肪細胞特異性caveolin1（cav1）敲除小鼠模型中表現(xiàn)顯著。cav1蛋白是一種重要的膜結合結構和信號蛋白，在脂肪細胞和內(nèi)皮細胞（EC）中含量很高。盡管研究者成功敲除了脂肪細胞中的CAV1基因，但脂肪細胞中仍然有大量的cav1蛋白，這些cav1從何而來？利用新構建的小鼠模型，研究者發(fā)現(xiàn)鄰近的EC細胞轉運含有cav1的EV到脂肪細胞，然后再釋放EV到EC。
AT來源的EV還含有調(diào)控細胞信號轉導通路的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。這個機制有助于將血漿成分從EC轉運到脂肪細胞。這項研究讓我們對存在于脂肪細胞、基質(zhì)血管細胞乃至遠端器官（distal organs）的復雜的信號通路機制有了更深入的了解。
內(nèi)皮細胞和脂肪細胞通過EV來交換彼此的蛋白和脂質(zhì)信號，這是首次在體內(nèi)實驗中追蹤到EV在不同細胞類型之間轉運
從組織提取小EV（sEV，即異質(zhì)性較高的一類EV）并進行驗證，需要提取組織EV的同學可參考此文
脂肪組織小EV富含蛋白質(zhì)和鞘脂，因而有一系列的信號傳導能力。這個轉運過程受到禁食/再投喂和肥胖的生理調(diào)控，表明EV顆粒在對組織應答身體營養(yǎng)狀態(tài)作出應答。
3. Cell Metab：外泌體miRNA與I型糖尿病
通訊作者：Romano Regazzi
作者單位：瑞士洛桑大學
PMID：30318337
Highlights：
Ⅰ型糖尿?。═1D）是一種自身免疫疾病，病因是免疫細胞選擇性消除β細胞，導致胰島損傷。研究人員發(fā)現(xiàn)小鼠和人的T淋巴細胞釋放的外泌體（下稱exo）含有miR-142-3p、miR-142-5p和miR-155，它們通過外泌體，以活性形式轉移到β細胞，促進細胞凋亡。這些在受體β細胞中的miRNA滅活了的話，就會阻礙exo介導的凋亡，使非肥胖糖尿?。∟OD）小鼠免受糖尿病的侵害。這些受到保護的NOD小鼠，胰島素水平更高，胰島炎評分更低，炎癥減少。在exo作用的機制方面，研究者發(fā)現(xiàn)T淋巴細胞exo誘導凋亡以及趨化因子相關的基因表達，包括β細胞特有的Ccl2、Ccl7和Cxcl10。這些基因被誘導后，可能促進免疫細胞的募集，在“自動免疫進攻”(autoimmune attack)時加快β細胞的凋亡。這是首次發(fā)現(xiàn)exo miRNA是免疫細胞和胰島素分泌細胞之間的一種交流方式。
體外exo轉運實驗的示意圖。從小鼠腎臟提取CD4+CD25-T淋巴細胞，添加CD3 CD28活化磁珠、IL-2以及IL-12，培養(yǎng)72h；從培養(yǎng)基超離提取exo，添加到受體胰島細胞中。
I，將人類胰島細胞與exo-hT共培養(yǎng)48~72h，qPCR檢測miRNA豐度，實驗組的miRNA比對照組成倍增長；J，通過Hoechst染色評價核固縮的情況；K，通過TUNEL試驗，檢測添加泛胱冬肽酶抑制劑zVAD后的細胞凋亡情況。
4. Gastroenterology：循環(huán)核酸與胰腺癌患者預后相關
通訊作者：Hector A. Alvarez
作者單位：MD安德森癌癥中心
PMID：30240661
Highlights：
循環(huán)核酸是否可以作為胰腺癌預后的預測指標一直存在爭議，因此，這篇文章研究了胰腺癌循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）和外泌體DNA（exoDNA）的臨床價值。研究者收集了接受局部或轉移性胰腺癌治療的194名患者的共425份液體活檢樣本，另外疾病對照個體為37個。研究者利用微滴式PCR（ddPCR）檢測血漿ctDNA和exoDNA的KRAS突變等位基因片段（MAF）；采用Cox回歸、Fisher精確檢驗和Bayesian推斷，將exoDNA和ctDNA 中的KRAS MAF與預后和預測結果聯(lián)系起來。結果發(fā)現(xiàn)新輔助治療之后，34例可切除腫瘤患者的exoDNA水平上升與疾病發(fā)展顯著相關，而ctDNA無相關；在多變量分析中，exoDNA中MAFs≥5％是PFS和OS的顯著預測因子。在縱向分析中，exoDNA中MAF峰值高于1％與放射學進展顯著相關?？偟膩碚f，對比起ctDNA，exoDNA在縱向檢測中更能預測治療效果。
縱向監(jiān)測轉移性PDAC液體活檢樣本治療進展
5. Science：植物EV轉運小RNA沉默病原體基因
通訊作者：金海翎
作者單位：加州大學
PMID：29773668
Highlights：
部分病原體和害蟲會將小RNA遞送到宿主細胞，以此來抑制宿主的免疫。反過來，宿主也會轉運小RNA到病原體和害蟲來抑制它們的毒力。盡管小RNA的轉運很常見，但科學家還不清楚宿主是怎樣轉運小RNA至病原體和害蟲的。在這項研究中，研究者發(fā)現(xiàn)宿主擬南芥細胞分泌EV來轉運小RNA到灰霉病真菌病原體中。這種含有小RNA的囊泡，會在感染位點積累，隨后被真菌細胞吸收。這些宿主小RNA會誘導真菌致病關鍵的基因發(fā)生沉默，即擬南芥在與病原體的進化軍備競賽中，將EV介導的跨界RNA干擾發(fā)展為自身免疫應答的一部分。
EV轉運的宿主小RNA沉默了真菌毒力基因，抑制真菌致病性。
6. Cell：EV跨神經(jīng)元細胞轉運Arc蛋白
通訊作者：Jason D. Shepherd
作者單位：美國猶他大學
PMID：29328916
Highlights：
Cell 同期發(fā)布了兩篇EV與逆轉錄病毒蛋白Gag類似的Arc蛋白研究（另一篇請看下文）。這兩項研究的對象都是神經(jīng)元基因Arc，它與突觸的可塑性以及CNS疾病相關，比如阿茲海默病、精神分裂癥等。Arc與逆轉錄病毒Gag樣蛋白有著類似的結構域，進化上同源。這項研究主要使用HEK細胞、小鼠模型來源的原代神經(jīng)元細胞，發(fā)現(xiàn)Arc蛋白通過EV從神經(jīng)元細胞中釋放；除了Arc蛋白，EV同時也可以將Arc mRNA轉運到另一個細胞，并在這個細胞內(nèi)翻譯表達，表明Arc就像逆轉錄病毒的Gag蛋白，還能整合進病毒樣衣殼中； Gag逆轉錄因子在進化過程中被重新用于神經(jīng)系統(tǒng)中的細胞間通訊。（關于有趣的特洛伊-外泌體假說，可點擊此處了解）
7. Cell：EV darc1 mRNA能調(diào)控該蛋白轉運
通訊作者：Vivian Budnik, Travis Thomson
作者單位：馬薩諸塞大學醫(yī)學院
PMID：29328915
Highlights：
這篇文章研究的是果蠅的Arc1蛋白，同樣可構成衣殼樣結構，它和darc1 mRNA一起轉載到EV，從運動神經(jīng)元轉運到肌肉，有意思的是，為什么EV不僅轉運發(fā)揮功能的蛋白，還要轉運它的mRNA？這項研究發(fā)現(xiàn)，EV對Arc1的轉運依賴于darc1-mRNA3'非翻譯區(qū)，它含有逆轉錄轉座子樣序列，中斷這個轉運的話，會破壞突觸的可塑性。
這兩篇文章找到了神經(jīng)元間轉運的新途徑：EV。正如Trojan exosomes假說所言，逆轉錄病毒能把自己的功能分子（比如Gag蛋白）打包進exosomes進行運輸，這已經(jīng)不是什么新鮮事，但沒想到哺乳動物中的類Gag蛋白也有這種操作；Arc蛋白本身就對神經(jīng)系統(tǒng)有著重要作用，無獨有偶，現(xiàn)在也越來越多關于EV與神經(jīng)系統(tǒng)疾病的報道。此外，目前exosomes的重量級研究主要傾向于探索exosomal miRNA（點擊回顧2017外泌體重量級文章），而這兩篇文章都提出了exosomal mRNA的重要性，它除了能在靶細胞進行蛋白翻譯，還對exosomes的轉運具有調(diào)節(jié)作用，這向exosomes研究者們發(fā)出了一個信號：外泌體，不止miRNA：其他類型的RNA分子同樣具有潛在的功能，有待挖掘。
綜述類
通過reviews，系統(tǒng)地了解領域研究進展
8. Nat Rev Mol Cell Biol：EV的細胞生物學
通訊作者：Gra?a Raposo
作者單位：法國居里研究所
PMID：29339798
Highlights：
深入了解調(diào)控EV生理學的細胞過程，對于揭示她們的生理及病理功能，以及臨床分析應用是很有必要的。但是在這個領域進一步發(fā)展的同時，關于它們的起源、發(fā)生、分泌、靶向和命運，我們還存在許多疑問。法國居里研究所以及ISEV的成員們撰寫的這篇綜述，則給我們系統(tǒng)地介紹了上述這些你所需要的EV背景知識。
EV在受體細胞中的命運
9. Chem Rev：EV分析的新技術
通訊作者：Hakho Lee
作者單位：哈佛醫(yī)學院
PMID：29384376
Highlights：
外泌體雖然有著巨大的臨床價值，但是由于缺乏靈敏度高的手段和分析技術，難以轉化到臨床，所以目前科學家正積極研發(fā)新的分析平臺來解決這個難題，希望未來的研究成果能對基礎和轉化研究有著更深遠的影響。這篇刊登在IF=52分期刊的綜述旨在讓讀者對亟需的EV檢測分析技術和臨床應用有著更全面的了解，它的目錄如下圖，包括不同顯微鏡的EV形態(tài)觀察對比、DLS和SEA等不同濃度粒徑檢測方法、微流控乃至最新的“非接觸式分選”等新富集方法、以及新的蛋白分析方法等。
a，掃描電鏡SEM；b，投射電鏡TEM；c，冷凍電鏡Cryo-EM；d，原子力顯微鏡AFM
EV蛋白檢測新技術比較
2018年的高分外泌體文章比2017年更多，此處篇幅有限，不再累敘，其他高分文章的列表如下：
1. Nanoparticle orientation to control RNA loading and ligand display on extracellular vesicles for cancer regression. 新型納米技術，攜帶特定RNA的EV可靶向遞送siRNA到腫瘤細胞
IF: 37.5 PMID: 29230043 期刊: Nat Nanotechnol
2. Extracellular Vesicles Provide a Means for Tissue Crosstalk during Exercise. EV參與運動時的組織間通訊
IF: 20.6 PMID: 29320704 期刊: Cell Metab
3. ZIP4 Promotes Muscle Wasting and Cachexia in Mice With Orthotopic Pancreatic Tumors by Stimulating RAB27B-Regulated Release of Extracellular Vesicles From Cancer Cells. ZIP4調(diào)節(jié)癌細胞EV的釋放，促進原位胰腺腫瘤小鼠的肌肉萎縮和惡病質(zhì)
IF: 20.8 PMID: 30342032 期刊: Gastroenterology
4. Engineering Extracellular Vesicles with the Tools of Enzyme Prodrug Therapy. EV充當酶前體藥物治療載體
IF: 21.9 PMID: 29473230 期刊: Adv Mater
5. Apoptotic Cell-Derived Extracellular Vesicles Promote Malignancy of Glioblastoma Via Intercellular Transfer of Splicing Factors.凋亡細胞分泌EV在細胞間轉運促進剪接因子，促進惡性膠質(zhì)瘤發(fā)展
IF: 22.8 PMID: 29937354 期刊: Cancer Cell
6. Secretion of Hepatitis C Virus Replication Intermediates Reduces Activation of Toll-Like Receptor 3 in Hepatocytes. HCV復制中間體的分泌能減少Toll樣受體3的激活
IF: 20.8 PMID: 29535029 期刊: Gastroenterology
7. Tumor-derived exosomes antagonize innate antiviral immunity. 腫瘤來源外泌體抵抗先天抗病毒免疫
IF: 21.8 PMID: 29358709 期刊: Nat Immunol
8. Acellular therapeutic approach for heart failure: in vitro production of extracellular vesicles from human cardiovascular progenitors. 體外產(chǎn)生的心血管祖細胞EV可作為心力衰竭的無細胞療法
IF: 23.4 PMID: 29420830 期刊: Eur Heart J
9. Induced pluripotent stem cells as a biopharmaceutical factory for extracellular vesicles. 誘導多能干細胞充當EV的生物制藥工廠
IF: 23.4 PMID: 29547885 期刊: Eur Heart J
綜述類
1. Exosome Biochemistry and Advanced Nanotechnology for Next-Generation Theranostic Platforms. 新一代治療診斷平臺的外泌體生化和前沿納米技術
IF: 21.9 PMID: 30126052 期刊: Adv Mater
2. Extracellular vesicles in cancer - implications for future improvements in cancer care. 從腫瘤中的EV看未來癌癥護理的改善
IF: 20.7 PMID: 29795272 期刊: Nat Rev Clin Oncol
3. Antigen Presentation by Extracellular Vesicles from Professional Antigen-Presenting Cells. 專職性抗原呈遞細胞的EV也可呈遞抗原
IF: 22.7 PMID: 29400984 期刊: Annu Rev Immunol
4. Emerging Nanotechnologies for Liquid Biopsy: The Detection of Circulating Tumor Cells and Extracellular Vesicles. 液體活檢亟需納米技術檢測循環(huán)腫瘤細胞和EV
IF: 21.9 PMID: 30589111 期刊: Adv Mater
2018年外泌體于臨床應用方面出現(xiàn)了更大的曙光，與醫(yī)學、腫瘤繼續(xù)息息相關，重磅文章目不暇給。2019年，外泌體研究不妨與其他研究熱點相結合，如外泌體RNA甲基化。新的一年，期待外泌體帶給我們更多的驚喜。
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