Exosome-cargoed microRNAs: Potential therapeutic molecules for diabetic wound healing

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脐带间充质干细胞分泌的外泌体对骨性关节炎模型大鼠的镇痛作用

目的观察脐带间充质干细胞分泌的外泌体对骨性关节炎模型大鼠疼痛行为、软骨修复及背根神经节(DRG)中转录激活因子3(ATF-3)及生长相关蛋白43(GAP-43)表达的影响, 并探讨外泌体治疗关节炎疼痛的可能机制。方法采用随机数字表法将54只雄性SD大鼠分为假手术组、模型组和外泌体组, 每组18只, 除假手术组外, 其余2组均于左后肢膝关节腔注射4 mg/50 μl单碘乙酸钠(MIA)建立疼痛模型, 假手术组大鼠关节腔注射50 μl生理盐水作为对照。造模14天后, 假手术组和模型组大鼠左后肢膝关节腔注射50 μl生理盐水, 外泌体组大鼠注射50 μl外泌体。于造模前1天、造模后第7、14天及给药后第7、14、28天对各组大鼠机械痛阈和热痛阈进行测定;于测试后取出相应时间点DRG, 采用免疫蛋白印迹法检测ATF-3及GAP-43表达情况;并取出相应时间点各组大鼠膝关节, 采用苏木素伊红(HE)染色检测软骨修复情况。结果与模型组比较, 外泌体组在给药后第7天时, 机械痛阈值及热痛阈值均明显增加, 直到给药后第28天时差异均具有统计学意义(P<0.05);DRG水平ATF-3蛋白表达显著...     

脑胶质瘤干细胞衍生的外泌体lncRNA HOXA-AS2促进脑胶质瘤的增殖、迁移、侵袭和干细胞特性

背景与目的：外泌体是介导肿瘤微环境中肿瘤细胞与受体细胞间相互作用的重要信使。然而，细胞外泌体长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）在脑胶质瘤干细胞（glioma stem cell，GSC）和脑胶质瘤细胞的细胞间通信中的作用尚不清楚。本研究探究外泌体衍生的lncRNA对脑胶质瘤增殖、迁移、侵袭和干细胞特性的影响。方法：从中国脑胶质瘤基因组图谱（the Chinese Glioma Genome Atlas，CGGA）和癌症基因组图谱（the Cancer Genome Atlas，TCGA）数据库下载包含低级别脑胶质瘤（low-grade glioma，LGG）和高级别脑胶质瘤（high-grade glioma，HGG）lncRNA表达数据的数据集，识别LGG和HGG组织之间的差异表达lncRNA（differentially expressed lncRNA，DelncRNA），并分析HOXA-AS2水平与胶质瘤患者总生存期（overall survival，OS）之间的关系。从人胶质瘤细胞系SHG44中分离GSC，用流式细胞术检测CD133⁺富集的细胞，再用蛋白质印迹法（Western blot）检测干细胞相关蛋白（CD133、SOX2和OCT4）的表达水平。提取和识别SHG44-GSC衍生的外泌体，并用PKH26细胞膜染料进行荧光标记；再将转染了Cy3标记HOXA-AS2的SHG44-GSC与SHG44细胞进行间接共培养；后用实时荧光定量聚合酶链反应（real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction，RTFQ-PCR）检测SHG44-GSC和SHG44-GSC衍生外泌体中HOXA-AS2的水平。使用pLVX-IRES-PURO HOXA-AS2慢病毒质粒和含靶向HOXA-AS2质粒的慢病毒shRNA进行慢病毒转染。采用细胞计数试剂盒-8（cell counting kit-8，CCK-8）和transwell实验检测SHG44-GSC衍生的外泌体HOXA-AS2对SHG44细胞增殖和侵袭能力的影响。结果：HOXA-AS2在胶质瘤中呈现高表达，且与患者较差的OS相关（P<0.01）。SHG44-GSC中CD133⁺细胞比例明显高于SHG44细胞（P<0.000 1），SHG44-GSC中干细胞相关蛋白（CD133、SOX2和OCT4）的表达水平明显高于亲代SHG44细胞（P<0.000 1），并且SHG44-GSC中HOXA-AS2水平显著升高（P<0.000 1）。PKH26标记的外泌体被SHG44细胞吸收，且SHG44细胞中可观察到Cy3标记的HOXA-AS2；HOXA-AS2 OE转染的SHG44-GSC细胞（SHG44-GSC/HOXA-AS2 OE）和SHG44-GSC/HOXA-AS2 OE衍生的外泌体（SHG44-GSC/HOXA-AS2 OE-Exo）中HOXA-AS2水平显著升高（P<0.01），在与SHG44-GSC/HOXA-AS2 OE细胞共培养的SHG44细胞中HOXA-AS2水平显著升高（P<0.01）。SHG44-GSC/HOXA-AS2 OE-Exo可显著促进SHG44细胞增殖、迁移和侵袭。结论：来自SHG44-GSC的外泌体HOXA-AS2能显著促进胶质瘤细胞增殖、迁移、侵袭和干细胞特性，提示HOXA-AS2可能是脑胶质瘤潜在的治疗靶点。     

细胞外囊泡在头颈部肿瘤中的研究进展

肿瘤的增殖和转移能力是由肿瘤微环境(TME)中细胞间的“相互对话”介导的。细胞外囊泡(EVs)是细胞主动分泌、可以介导细胞间通信的一种囊泡状小体,几乎来自所有类型的细胞,是癌细胞及其微环境之间的关键信号介质,在实现TME细胞间物质转运和信息传递方面发挥着重要作用。肿瘤细胞来源的EVs可以通过激活多种信号通路改变靶细胞生理状态,影响肿瘤微环境等方式参与肿瘤细胞的增殖与迁移。EVs在头颈部肿瘤(HNCs)中的分子机制和临床应用尚处于早期阶段,有待进一步研究。以头颈肿瘤的TME为研究重心,阐明EVs复杂的信号网络参与介导肿瘤增殖、侵袭转移、血管生成和肿瘤耐药的相关机制。     

肝细胞癌患者血清外泌体mRNA表达谱及临床意义分析

背景与目的:外泌体是包含了复杂RNA和蛋白质的小膜泡,其中肿瘤细胞分泌的外泌体中的mRNA携带了大量肿瘤细胞遗传信息,因此对外泌体中特异性mRNA的分析,有望找到肿瘤诊断的新型分子标志物和治疗靶点。本研究通过高通量筛选与生物信息学方法探讨肝细胞癌(HCC)患者血清外泌体mRNA的表达特征及其潜在功能。方法:采集3例HCC患者及3例正常人的静脉血,用外泌体提取试剂盒提取血清外泌体,用Magen试剂盒提取外泌体RNA,对血清外泌体mRNA进行纯化、行反转录形成cDNA、PCR扩增、测序,最后将对所得数据质量进行评价后与参考数据进行比对,分析得到差异表达外泌体mRNA,并采用GO和KEGG通路富集分析对差异基因进行功能与通路注释。结果:与正常人比较,HCC患者有397个外泌体mRNA表达上调,192个外泌体mRNA表达下调;其中,NRGN、PF4、RGS18等17个基因表达明显上调,CXCL8、MORF4L2、SYCP1等14个基因显明显下调。GO富集分析显示,表达上调的外泌体mRNA的靶基因与蛋白质结合、蛋白质异二聚化活性、免疫系统过程的调节、胞外囊泡、细胞外细胞器、应激反应等有关,表达下调的外泌体mRNA的靶基因与嗅觉受体活性、细胞因子活性、CXCR趋化因子受体结合、中间丝、中间丝状细胞骨架等有关;KEGG通路分析显示,在上调的外泌体mRNA中,30条通路被显著富集,在下调的外泌体mRNA中9条通路被显著富集,其中,在上调的外泌体mRNA中,血小板激活、Rap 1信号通路、吞噬体、病毒致癌、肌动蛋白细胞骨架的调节与抗原处理和呈递等是最丰富和最有意义的通路;在下调的外泌体mRNA中,基础转录因子和细胞因子-细胞因子受体相互作用分别是最丰富和最有意义的通路。结论:HCC患者与正常人的血清外泌体mRNA表达特征存在较大差异,其与HCC发生、发展、转移可能密切相关,这为寻找新的诊断标志物及治疗靶点提供了依据。     

外泌体作为靶向治疗载体的研究进展

外泌体是来源于细胞内膜的纳米级的囊泡，包含有核酸、蛋白和脂质等生命物质，作为一种细胞间交流的机制，在生命活动中发挥着重要作用。相对于脂质体载体，外泌体更稳定，生物相容性好，免疫原性低，而且可以渗透生物屏障，例如血脑屏障、胎盘屏障等。重点介绍外泌体载体靶向性的基础、外泌体载体装载负荷的方法及外泌体载体目前的应用进展和前景。     

Different expression levels of exosomal miR-503 in peritoneal dialysis effluent from patients of different peritoneal transport characteristics and bioinformatics analysis

Objective To compare the expression level of exosomal miR-503 in peritoneal dialysis effluent (PDE) from patients of different peritoneal transport characteristics, predict the target genes of miR-503 and provide bioinformatic data for researches of peritoneal transport characteristics. Methods Twenty-four stable peritoneal dialysis (PD) patients were selected and divided into high transport group (H group, n=12) and low transport group (L group, n=12) according to the results of peritoneal equilibration tests (PET). The 500 ml PDE that was left on the patient's abdomen overnight was collected and concentrated using ultrafiltration cell. Exosomes in PDE were resuspended in phosphate buffered saline (PBS) after ultracentrifugation and the characteristics of PDE exosomes were identified by transmission electron microscope (TEM), nanoparticle tracking analysis (NTA), Western blotting and fluorescent staining. MicroRNAs were extracted from PDE exosomes. The expression levels of PDE exosomal miR-503 in the two groups were detected by quantitative real-time PCR. Then the relations between the relative quantity of PDE exosomal miR-503 and PET values or 24 h ultrafiltration volume (UF) were analyzed. Targetscan and miRDB databases were used to predict the target genes of miR-503. Gene ontology (GO) functional enrichment and Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) signaling pathway analysis were relied on DAVID (https://david.ncifcrf.gov/). Results The exosomes in PDE showed a round and cup-shaped morphology under TEM, and the diameters were approximately 100 nm measured by NTA. The specific biomarkers of exosomes, CD63, CD81 and heat shock protein -70 (HSP-70) were all detected by Western blotting. The internalization and uptake of the exosomes was observed after fluorescent staining. The relative expression level of PDE exosomal miR-503 in H group was found to be significantly higher than that in L group (P=0.002), and the relative quantity of PDE exosomal miR-503 was significantly positively correlated with PET values (r=0.547, P=0.006), but not 24 h UF (r=-0.297, P=0.159). There were 156 target genes of miR-503 in total that could be predicted by two different databases at the same time. GO analysis of these 156 target genes was mainly focused on kinase binding, regulation of protein modification and catabolic process as well as regulation of epithelial cell proliferation. KEGG enriched many tumor associated or classical signaling pathways, including transforming growth factor-β (TGF-β) signaling pathway and vascular endothelial growth factor (VEGF) signaling pathway. The prediction showed that vascular endothelial growth factor A (VEGFA) was a direct target gene of miR-503 and it was also related to many proteins involved in fibrosis mechanism. Conclusions The expression level of PDE exosomal miR-503 is significantly higher in H group, and positively correlates with PET values, which may regulate the angiogenesis of peritoneal vessels by targeting VEGFA.     

外泌体miRNA在卵巢癌中的研究进展

卵巢癌(ovarian cancer,OC)致死率在女性生殖系统肿瘤中位居第一,因其早期无典型症状,大多数患者在晚期才得到诊断。此外,由于癌细胞易对化疗药物产生耐药,多数患者会出现复发,导致患者预后很差。因此寻找有效的早期诊断及治疗方法对OC的早期预测、疗效评估、预后及复发判断等具有重要意义。外泌体(exosome)是近年来研究的热点,其富含脂质、蛋白质、RNA和DNA,通过与细胞膜融合将内容物释放到细胞外环境,影响相邻或远处细胞的生物学行为。研究认为外泌体可参与肿瘤微环境中细胞间通讯,通过传递癌或抑癌信息分子,影响肿瘤的进程。微小RNA(miRNA)可被包裹在外泌体中传递至受体细胞,影响肿瘤细胞的增殖、转移、耐药等,在肿瘤进展中发挥重要作用。本文对外泌体miRNA在OC中的研究进行综述。     

外泌体的生物学特征及其作为靶向药物载体在恶性肿 瘤的应用

肿瘤治疗过程中会出现很多严重的不良反应，如何将药物特异性导向癌细胞就成为了肿瘤治疗中亟需解决的问 题。外泌体是由细胞分泌的、纳米级别的、双层脂质的盘状囊泡结构。正常细胞与肿瘤细胞均可分泌外泌体，供体细胞分泌的 外泌体携带着蛋白质、脂质和核糖核酸（包括microRNA和lncRNA），可直接被同组织内其周围的受体细胞所吸收；同时外泌体 几乎存在于唾液、血液、尿液、脑脊髓液等所有体液中，通过体液运输被不同组织内受体细胞所吸收，为受体细胞的生长提供必 要的营养物质。肿瘤细胞中往往可对外释放出高于正常组织的外泌体，在肿瘤发展过程中外泌体对肿瘤的生长、转移和血管 生成起到重要的作用；同时癌细胞所分泌的外泌体中有着可用来区别与其他细胞外泌体不同的特征性分子，可作为肿瘤临床 诊断的分子标志物，也可作为肿瘤分级、精准治疗及预后评估的重要依据。鉴于此，本文收集国外内相关研究资料，对外泌体 的生物学特征进行总结，并综述了其在临床肿瘤诊断、治疗中的作用及应用潜力，并对外泌体进一步的发展方向进行展望，以 期能为外泌体在临床肿瘤精准治疗中的应用提供理论支持。