2018-03-23至2018-03-24 上海
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近期外泌体研究进展一览

来源:整理自网络

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【1】Nature子刊:外泌体miR-21成为神经性疼痛的治疗靶点

伦敦国王学院的一项新研究揭示了神经病理性疼痛中神经元和免疫细胞之间未曾发现的细胞通讯机制。研究人员发现了一种治疗小鼠神经性疼痛的新方法,与目前含有阿片类药物和抗癫痫药物的治疗相比,这种方法更为安全有效。

神经性疼痛是一种通常由神经损伤引起的慢性疼痛,但在损伤愈合后疼痛持续很久。 神经性疼痛可能发生在手术或车祸后,或在某些情况下肢体被截肢。

目前唯一可用于神经性疼痛的药物是阿片类药物或抗癫痫药物。 阿片类药物,如吗啡和曲马多,成瘾性很高,最近NHS对这些药物的过度用药感到担忧,因为现在阿片类药物用量相比十年前增加了一倍以上。

这使得寻找新的机制和治疗靶标成为亟待解决的问题。

【2】复旦大学发表首个人类血液外泌体长链RNA数据库

最近Nucleic Acids Research杂志在线发表了首个人类血液外泌体长链RNA数据库exoRBase(www.exoRBase.org),收录了上万条环状RNA(circRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)和mRNA。该数据库由复旦大学附属肿瘤医院/肿瘤研究所(复旦肿瘤所)黄胜林课题组完成,这是该课题组继2015年Cell Research首次报道环状RNA富集于外泌体并存在于血液中的工作延续。

外泌体是近年的研究热点,作为纳米级别的小囊泡却有强大的功能和应用前景,特别是存在于体液中,是目前液体活检关注的重要领域。外泌体是由活细胞分泌的,包裹着细胞来源的核酸和蛋白等活性分子,具有介导细胞间的通讯等作用,由于携带了反映来源细胞的特异性信息,是理想的生物标志物。长链RNA包括mRNA、lncRNA和circRNA等,这些RNA数量多且存在很多组织细胞特异表达信息,以往认为它们主要在细胞内,不会存在于体液中(体液中存在很多RNA酶),近年发现它们可能被外泌体包裹释放到体液中,可作为外泌体RNA在疾病中的诊断标志物或功能靶点。与以往研究较多的miRNA相比,长链RNA数量远远大于miRNA(血液miRNA不足1000个),而且可能携带来源细胞的特异性信息,对外泌体长链RNA的研究正越来越受关注。

【3】用外泌体修补“破碎”的心脏

干细胞移植治疗是一种很有前景的修复损伤心脏组织并使其再生的辅助手段;然而,由于缺血心脏中移植细胞的存活不佳,一般仅能观察到心脏功能的适度改善。因此,对于可以帮助减轻心脏损伤的新疗法亟待出现。最近的研究已经证明干细胞释放的外泌体可以作为心脏修复的潜在的无细胞治疗剂。曾经一度被认为仅仅是一种细胞废物的外泌体或细胞外纳米粒子已被证明在包括短距离和长距离的细胞间通讯在内的生理功能中起着至关重要的作用。

近日,来自俄亥俄州立大学Wexner医学中心的研究人员概述了一些研究,这些研究证实了外泌体在改善心脏功能、减轻心脏纤维化、刺激血管生成和调节miRNA表达方面有潜在作用。此外,外泌体携带重要的miRNA和蛋白质货物,可以作为心肌梗塞后心血管疾病的诊断标志物并发挥重要作用。虽然有临床前研究的证据表明,干细胞释放的外泌体可以作为心肌修复的潜在无细胞治疗剂,但目前将外泌体完全用作心脏修复治疗剂之前还是有很多核心问题需要解决。

【4】肿瘤微环境维持细胞存活 外泌体是重要手段

来自美国莱斯大学,MD安德森癌症中心,贝勒医学院等多个研究单位的研究人员共同揭示了肿瘤微环境通过外泌体为癌细胞提供营养物质帮助癌细胞度过营养匮乏等情况的新机制。相关研究结果发表在国际学术期刊eLife上。

外泌体广泛存在并分布于各种体液中,携带和传递重要的信号分子,形成了一种全新的细胞间信息传递系统,影响细胞的生理状态并与多种疾病的发生与进程密切相关。2013年,发现细胞囊泡运输的调节机制的科学家们,荣获了当年诺贝尔生理学或医学奖。作为人体内一类重要囊泡,外泌体(exosomes)已成为科研热点。

癌症相关成纤维细胞是组成多数实体瘤肿瘤微环境的一个主要细胞类型。大量研究证明细胞代谢改变是癌症的一个显着特征,但大都将研究重点放在肿瘤细胞自身的适应性变化过程。

在这项研究中,研究人员发现病人来源的癌症相关成纤维细胞分泌的外泌体在被癌细胞摄入后能够明显地改变癌细胞的代谢机制,使其发生代谢重编程。他们还发现癌症相关成纤维细胞来源的外泌体能够抑制癌细胞内的线粒体氧化磷酸化,同时增加糖酵解和谷氨酰胺依赖性的还原性羧化作用。

【5】Cell:糖尿病研究新突破!脂肪组织巨噬细胞分泌的外泌体能够调节胰岛素抵抗性

doi:10.1016/j.cell.2017.08.035

由肥胖导致的慢性组织炎症是胰岛素抵抗性和2型糖尿病产生的一种根本原因。但是这种发生的机制在此之前一直是未知的。

在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校和中国医学科学院/北京协和医学院的研究人员鉴定出外泌体(exosome)是其中缺失的一环。相关研究结果于2017年9月21日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Adipose Tissue Macrophage-Derived Exosomal miRNAs Can Modulate In Vivo and In Vitro Insulin Sensitivity”。

论文通信作者、加州大学圣地亚哥分校医学院内分泌新陈代谢内科医学教授Jerrold Olefsky博士说,“当外泌体在组织之间迁移时,它们诱导的反应可能是导致糖尿病中的代谢错乱的细胞间通信的一种根本原因。通过对细胞进行荧光标记,我们能够观察到外泌体和它们携带的微RNA(microRNA, miRNA)从脂肪组织经过血液,渗透到肌肉组织和肝组织中。”

在慢性炎症期间,发炎的主要组织是脂肪组织。在肥胖中,40%的脂肪组织是由巨噬细胞(一类促进组织炎症的特定免疫细胞)组成的。巨噬细胞接着产生和分泌外泌体。

【6】揭示疟原虫感染小鼠血浆外泌体抑制肿瘤血管生成的分子机制

doi:10.1038/oncsis.2017.52

6月26日,自然出版集团系列期刊Oncogensis在线发表了中国科学院广州生物医药与健康研究院陈小平课题组的最新研究成果Exosomes from Plasmodium-infected hosts inhibit tumor angiogenesis in a murine Lewis lung cancer model。该研究首次发现疟原虫感染小鼠血浆外泌体(exosomes)能够抑制肿瘤血管生成,并初步阐明其分子机制。该研究加深了对疟原虫感染宿主所分泌的外泌体与肿瘤血管生成之间的相互作用的认识,为开发疟原虫感染来源的外泌体作为一种新型抗肿瘤制剂奠定了基础。该成果是博士研究生杨一峻等在研究员陈小平等指导下完成的。

外泌体是细胞外膜泡,在细胞与细胞间通讯中起作用。在病原体感染宿主时,外泌体也发挥重要作用。但是,在上述论文发表之前,科学家们并不清楚疟原虫感染宿主所产生的外泌体是否能够抑制肿瘤血管生成,更不知道其中的分子机制。

【7】Nature:用外泌体抑制KRAS突变 治疗胰腺癌

doi:10.1038/nature22341

许多已知的致癌基因并不是一个好的药物靶点,这可能由很多原因导致,比如说没有理想的小分子结合部位,或者药物可能同时抑制与其相似的其它蛋白的功能而导致副作用。其中一个很好的例子就是胰腺癌中常见的KRAS突变基因。胰腺癌是一种非常凶险的癌症,死亡率极高,但是又没有有效的药物。研究显示超过90%的胰腺癌带有KRAS突变,KRAS突变不仅能引发癌症,还能加速肿瘤生长和转移。

令人遗憾的是,KRAS蛋白是一个“不可成药”的靶点,许多寻找靶向药物的尝试都失败了。近来RNA干扰(RNAi)技术的发展给癌症靶向治疗又带来的新希望。使用小分子RNA可以选择性地阻止致癌基因的表达,同时又不影响正常基因的功能,理论上是一种理想的靶向治疗方法。不过,由于RNA分子的高度不稳定性,如何将RNA送到肿瘤是一个新难题。研究者尝试了病毒、脂质体、纳米颗粒都多种手段,却遭遇了运送效率低,以及引起免疫反应导致载体被清除出系统等问题。

【8】Nature:重大突破!利用靶向KRAS突变基因的外泌体治疗胰腺癌

doi:10.1038/nature22341

外泌体(exosome)是所有细胞释放出的病毒大小的颗粒。它们天然地存在于血液中。根据来自美国德州大学MD安德森癌症中心的一项新的研究,对外泌体进行基因操纵可能提供一种新的胰腺癌治疗方法。相关研究结果于2017年6月7日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Exosomes facilitate therapeutic targeting of oncogenic KRAS in pancreatic cancer”。论文通信作者为德州大学MD安德森癌症中心癌症生物学系研究员Raghu Kalluri博士。

德州大学MD安德森癌症中心的早期研究已证实外泌体可被用来检测胰腺癌,但是这些最新的发现揭示出作为一种潜在新的疗法,经过基因改造的外泌体可被用来直接地和特异性地靶向经常与胰腺癌相关的KRAS突变基因。

在这项新的研究中,经过基因修饰的外泌体(被称作iExosome)能够运送特异性地靶向KRAS突变基因的小RNA分子,从而导致胰腺癌模式小鼠病情缓解,增加它们的总存活率。这些研究人员采用了一种被称作RNA干扰(RNAi)的靶向方法:利用这些天然的纳米颗粒(即外泌体)运送小干扰RNA(siRNA)或短发夹RNA(shRNA)分子来靶向胰腺癌细胞中的KRAS突变基因,从而影响多种胰腺癌模型的肿瘤负荷和存活。他们证实外泌体能够作为一种高效的RNAi载体发挥作用,这是因为这些纳米大小的囊泡(即外泌体)轻松地在体内迁移和进入靶细胞(包括癌细胞)中。

【9】外泌体——引起I型糖尿病的长期“攻击”信号

doi:10.2337/db16-0671

在I型糖尿病中,免疫系统会攻击胰岛β细胞——位于胰腺的朗格汉斯区域能够产生胰岛素的细胞。

外泌体资讯网 讯/ 美国Live Science网站12月27日报道 在I型糖尿病患者中,身体免疫系统对胰腺中的某些细胞进行了无情的破坏,因为它错误地将它们认为是外来入侵者。现在,根据瑞士的一项新研究,研究人员可能发现了触发这种长期“攻击”的原因之一。

被破坏的细胞,称为β细胞,其可以分泌一些包含蛋白质的小包裹,这被称为外泌体。新的研究发现,当细胞遇到麻烦时,如感染或其他紧急情况后,这些小包裹会产生化学修饰发出警告信号,这便成为了诱导免疫细胞攻击的目标。

瑞士洛桑联邦理工学院的生物化学家Steinunn Baekkeskov说:“当β细胞受到压力时,会释放更高的水平的外泌体,在其中就含有能够给予免疫系统警示信号的蛋白质。

【10】肿瘤微环境通过外泌体向癌细胞传授生存技巧

doi:10.1038/onc.2016.353

根据国际学术期刊Cancer Research上的一项研究,胰腺癌是导致癌症相关死亡的第三大癌症类型,预计到2030年将上升为第二。胰腺癌病人的5年生存率只有8%,是唯一一个生存率仅为个位数的主要癌症类型。虽然胰腺癌病人的死亡率很高,但是对胰腺癌的研究和资助仍然不足,目前通过FDA审批用以治疗这种疾病的方法仍然很少。

由于美国圣母诺丹特大学Dr. Reginald Hill领导的研究团队取得了一项最新研究进展,受胰腺癌折磨的病人未来将有更好的治疗选择。Hill的研究重点在已经通过FDA 审批的一些药物,他们希望通过研究找出药物对胰腺癌病人不起作用的原因。

“胰腺肿瘤由大约10%的癌细胞和90%的支持细胞组成。支持细胞掌握了如何在化疗中存活下来的技巧,”Hill这样说道。“在化疗过程中,支持细胞会释放出包裹着遗传物质的外泌体,教会癌细胞如何存活,导致肿瘤发生化疗抵抗。”(生物谷Bioon.com)


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