导读
细胞外囊泡 (EVs) 是单膜囊泡，在远程细胞间通讯中发挥重要作用。 EV 研究主要通过细胞培养系统进行探索，但尚不清楚生理 EV 如何在体内发挥稳态或病理功能。
2022年5月20日，北京大学尹玉新团队在Journal of Extracellular Vesicles（IF=26）在线发表题为“Extracellular vesicles from lung tissue drive bone marrow neutrophil recruitment in inflammation”的研究论文，该研究报告肺 EVs 通过传递双链 DNA (dsDNA) 促进骨髓中中性粒细胞的趋化性。该研究已经使用新开发的方法鉴定并表征了含有从人和鼠肺组织中收集的 dsDNA 的 EV。
该研究对 EV 蛋白质组学和单细胞 RNA 测序数据的分析表明，II 型肺泡上皮细胞是肺 EV 的主要来源。此外，该研究证明了肺 EV 在骨髓中积累并在炎症条件下增强中性粒细胞募集。此外，肺 EV-DNA 通过 DNA-TLR9 信号传导刺激中性粒细胞释放趋化因子 CXCL1 和 CXCL2。总之，该研究结果建立了肺 EV 增强宿主对细菌感染的免疫反应的分子基础，并为理解囊泡介导的系统通信提供了新的见解。
另外，2022年2月8日，北京大学尹玉新团队在Molecular Cancer（IF=27）在线发表题为“circPTEN1, a circular RNA generated from PTEN, suppresses cancer progression through inhibition of TGF-β/Smad signaling”的研究论文，该研究鉴定了一种由 PTEN 基因产生的环状 RNA，称为 circPTEN1，它在结直肠癌中经常被下调，而 circPTEN1 的表达降低预示着较差的存活率。circPTEN1 的低表达促进了体内 PDX 模型的转移并加速了体外癌细胞的侵袭，而 circPTEN1 的过表达则表现出相反的作用。从机制上讲，该研究发现 circPTEN1 能够结合 Smad4 的 MH2 结构域以破坏其与 Smad2/3 的物理相互作用，从而减少 Smad 复合物的形成和随后的核易位，因此在 TGF-β 刺激下抑制其与上皮间质转化相关的下游基因的表达。此外，该研究发现 eIF4A3 通过直接与 circPTEN1 侧翼区域结合来抑制 circPTEN1 的环化。总之，该研究揭示了一种新的PTEN基因产生的具有肿瘤抑制功能的circRNA，并进一步揭示了circPTEN1在TGF-β介导的CRC转移中的机制。circPTEN1的鉴定为PTEN研究提供了新的方向，阐明circPTEN1/TGF-β/Smad信号可能为开发抑制癌症进展的潜在治疗策略铺平道路（点击阅读）。
2022年2月2日，北京大学尹玉新及王俊共同通讯在Science Translational Medicine （IF=17.96）在线发表题为“Lung cancer scRNA-seq and lipidomics reveal aberrant lipid metabolism for early-stage diagnosis”的研究论文，该研究对不同的早期肺癌进行了单细胞 RNA 测序，发现脂质代谢在不同细胞类型中广泛失调，其中甘油磷脂代谢是改变最多的脂质代谢相关途径。在一个由 311 名参与者组成的探索性队列中进行了非靶向脂质组学。通过基于支持向量机算法和基于质谱的特征选择，该研究确定了九种脂质（溶血磷脂酰胆碱 16:0、18:0 和 20:4；磷脂酰胆碱 16:0–18:1、16:0–18:2 , 18:0–18:1, 18:0–18:2 和 16:0–22:6；以及甘油三酯 16:0–18:1–18:1) 作为早期癌症最重要的特征检测。使用这九个特征，该研究开发了一种基于液相色谱-质谱 (MS) 的靶向测定，使用多反应监测。该目标测定在独立验证队列中实现了 100.00% 的特异性。在通过低剂量计算机断层扫描检查的 1036 名参与者的基于医院的肺癌筛查队列和包含 109 名参与者的前瞻性临床队列中，该测定达到了超过 90.00% 的敏感性和 92.00% 的特异性。因此，基质辅助激光解吸/电离 MS 成像证实所选脂质在早期肺癌组织中原位差异表达。该方法被命名为肺癌人工智能检测器，可用于肺癌的早期检测或高危人群的大规模筛查以预防癌症（点击阅读）。
2021年12月22日，北京大学尹玉新，郭丽梅，解放军总医院曾强和江苏省人民医院蒋奎荣共同通讯作者共同通讯在Science Advances 在线发表题为”Metabolic detection and systems analyses of pancreatic ductal adenocarcinoma through machine learning, lipidomics, and multi-omics“的研究论文，该研究介绍了一种使用机器学习 (ML) 和脂质组学来检测 PDAC 的微创方法。该研究通过贪心算法和质谱特征选择，优化了17个特征代谢物作为检测特征，并开发了基于液相色谱-质谱的靶向检测。在这项研究中，检查了 1033 名处于不同阶段的 PDAC 患者。这种方法在大型外部验证队列中实现了 86.74% 的准确度，曲线下面积 (AUC) 为 0.9351，在前瞻性临床队列中实现了 85.00% 的准确度和 0.9389 AUC。因此，应用了单细胞测序、蛋白质组学和质谱成像，该研究揭示了 PDAC 组织中选定脂质的显著变化。该研究建议将 ML 辅助的脂质组学方法用于 PDAC 的早期检测（点击阅读）。
细胞外囊泡 (EV) 越来越多地被认为是疾病的生物标志物和体内远程细胞间通讯的载体。根据其生化和生物物理特性以及亚细胞来源，EVs 可分为微泡、凋亡小体和外泌体。细胞外囊泡已成为生物体的一种新型信息传递系统，可介导细胞间和器官间的通信，以及维持多细胞生物体的体内平衡和健康。
迄今为止，大多数研究都使用了从细胞培养基中分离出来的 EV。专注于直接从组织中分离的 EV 的研究有望提供更多相关信息；然而，目前从完整组织中分离 EV 的技术并不理想。肺是一个与外部环境直接相连的复杂器官，在气体交换、氧化代谢和维持免疫稳态中起关键作用。
即使在没有局部转移的情况下，肺肿瘤也可以远程激活骨骼中的成骨细胞，并从骨髓中诱导 Siglec-Fhigh 中性粒细胞促进肿瘤生长。此外，肺源性 EV 可以在体外被骨髓细胞内化。这些发现表明，肺是一个复杂的器官，它与其他器官具有未发现的潜在串扰。因此，重要的是要建立可靠且经过验证的方法，根据其独特的特性从肺组织中收集 EV，以产生有关肺 EV 的生理特征和远程调节作用的有价值信息。
EV 货物种类繁多，包括蛋白质和核酸。多项研究报告称，EV确实含有 DNA，包括单链 DNA、双链 (ds) DNA、基因组 DNA 以及线粒体 DNA。基于 EV 的 DNA 分泌被提议通过从细胞中排出有害 DNA 来促进细胞稳态和线粒体损伤的减弱，并且可能是一种有用的诊断肿瘤生物标志物。然而，其他研究报道，细胞外 DNA 通过自噬和 MVE 依赖性但不依赖外泌体的机制分泌。显然，需要进一步研究以更好地了解 EV 在 DNA 分泌中的作用。
在这里，该研究建立了一种从人和鼠肺组织中收集高质量 EV 的有效方法。囊泡根据其大小、形态、密度和蛋白质组含量被严格表征并定义为 EV，满足国际细胞外囊泡协会提出的 EV 实验要求。肺 EV 蛋白质组学结合单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 数据分析表明，肺 EV 的主要来源是 II 型肺泡上皮 (ATII) 细胞。
此外，该研究证实 dsDNA 存在于肺 EV 的内部和外部。然后检查了肺 EV 在长距离运输中的功能，该研究发现它们在体内特异性地积累在骨髓中，并促进了趋化剂诱导的中性粒细胞迁移。最后，该研究证明来自肺 EV 的 dsDNA 可以被 toll 样受体 9 (TLR9) 感知，进而诱导中性粒细胞中 CXCL1 和 CXCL2 的表达，从而增强趋化性。总之，该研究发现肺 EV 含有蛋白质和 dsDNA 成分，它们在细菌感染的早期阶段在中性粒细胞募集中起关键作用。
参考消息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/jev2.12223
转自：帮研网科研学术
如有侵权，请联系本站删除！
