外囊泡研究年度值得关注文献

经过近10年的高速发展，细胞外囊泡领域重磅成果叠出。大浪淘沙，该领域已经从过去的无序发展模式转向了高质量发展模式。2023年的细胞外囊泡领域，多了些许稳健，也多了些许沉淀，更多了些许可以应用到实际的进展。这一年里，细胞外囊泡领域在基础和应用前沿都有了不少新的发现。回顾2023年，细胞外囊泡领域依旧围绕细胞通讯、生物标志物、药物递送三大方向发展。同时，近两年也产生了大量的细胞外囊泡分析新技术新方法。在此，小编为大家整理了2023年值得关注的研究进展，希望借此拾遗补艺，总结过去。也希望能够抛砖引玉，引起大家的讨论。

中枢神经系统来源的细胞外囊泡与神经退行性疾病

1、

Neuronally Derived Extracellular Vesicle α-Synuclein as a Serum Biomarker for Individuals at Risk of Developing Parkinson Disease.

神经元衍生的细胞外囊泡 α-突触核蛋白作为有患帕金森病风险的个体的血清生物标志物。[JAMA Neurol] PMID: 38048087

这是一项扎实的多队列研究。该研究从血清中免疫捕获 L1CAM 阳性细胞外囊泡 (L1EV)，通过电化学发光测量α-突触核蛋白和syntenin-1，95% CI 的受试者工作特征 (ROC) 曲线下面积 (AUC) 评估了生物标志物的性能。研究结果表明血清 L1EV α-突触核蛋白的派生阈值可将患有前驱 PD 的可能性超过 80% 的参与者与可能性低于 5% 的参与者分开（AUC = 0.80；95% CI，0.71-0.89）。在所有队列中，L1EV α-突触核蛋白将具有超过80% 概率患有前驱 PD 的参与者与当前和历史健康对照人群区分开来（AUC = 0.90；95% CI，0.87-0.93）。在脑脊液种子扩增检测呈阳性的高危参与者中，L1EV α-突触核蛋白升高，并且在表型转化为 PD 或相关痴呆的 80% 病例 (n = 40) 中，L1EV α-突触核蛋白高于确定的阈值。

中枢神经退行性疾病抑制缺少有效的生物标志物，多年前的研究就已经表明中枢神经系统来源的囊泡可以穿过血脑屏障，但是一直缺乏系统性的研究来论证外周血分离中枢神经来源细胞外囊泡是否可以用于神经退行性疾病诊断。这项研究一定程度上补充这一空白，确认了外周血细胞外囊泡在中枢神经系统疾病诊断中的应用潜力。

2、

ATP1A3 as a target for isolating neuron-specific extracellular vesicles from human brain and biofluids.

ATP1A3 作为从人脑和生物体液中分离神经元特异性细胞外囊泡的靶标。[Sci Adv] PMID: 37713494

如何从外周血中分离纯化中枢神经系统来源的细胞外囊泡一直存在一定的争议。L1CAM是目前推定的中枢神经系统来源细胞外囊泡的潜在生物标志物。但是先前也有研究质疑过L1CAM作为标志物的准确性。因此，丰富中枢神经系统来源细胞外囊泡的标志物是亟待解决的问题。这项研究系统的分析了神经元、大脑、脑脊液和血浆中分离的细胞外囊泡，证实了中枢神经系统来源的细胞外囊泡具有高水平的ATP1A3标记，这一研究，丰富了从外周血分离纯化中枢神经系统来源细胞外囊泡时的标志物选择，也将提升未来通过外周血分析中枢神经系统来源细胞外囊泡的精准度。

细胞外囊泡在心脏疾病中的潜在治疗策略

3、

Knockdown of deleterious miRNA in progenitor cell-derived small extracellular vesicles enhances tissue repair in myocardial infarction.

在祖细胞衍生的小细胞外囊泡中敲除有害 miRNA 可增强心肌梗塞的组织修复。[Sci Adv] PMID: 36867699

心脏领域的细胞外囊泡研究起步是非常早的，早期的研究多集中在通过外周血细胞外囊泡来分析心脏疾病的进展及预后。之后的一些研究开始关注到细胞外囊泡在心脏疾病中的潜在治疗策略。这项研究则从另一个角度强调了细胞外囊泡在心脏疾病中的潜在治疗策略。c-kit阳性细胞 (CPC)对心肌损伤具有很好的修复功能，一部分贡献要归功于其产生的细胞外囊泡。这项研究证实了CPC来源的细胞外囊泡中还存在着一些对治疗有副作用的miRNA，敲除它们可以带来更好的治疗效果。这一成果为精准的工程化改造细胞外囊泡用于疾病治疗提供了新思路。

细胞外囊泡作为胚胎与母体通讯的桥梁

4、

Priming of macrophage by glycosphingolipids from extracellular vesicles facilitates immune tolerance for embryo-maternal crosstalk.

来自细胞外囊泡的鞘糖脂对巨噬细胞的调控促进了对胚胎-母体串扰的免疫耐受。[Dev Cell] PMID: 37989081

胚胎与母体的通讯一直是大家希望深入认识的问题。近些年的研究强调了细胞外囊泡在胚胎与母体通讯中的重要作用。细胞外囊泡的研究通常集中在细胞外囊泡携带的蛋白质和RNA方面，而脂质在细胞外囊泡发挥功能方面的研究确实不多见，这篇文章介绍了细胞外囊泡鞘糖脂在胚胎免疫耐受中的调节作用，丰富了我们对细胞外囊泡脂质功能的认识。

植物与病原体的双向通讯

5、

Plant mRNAs move into a fungal pathogen via extracellular vesicles to reduce infection.

植物mRNA 通过细胞外囊泡进入真菌病原体以减少感染。[Cell Host Microbe] PMID: 38103543

近些年有不少研究关注微生物来源的细胞外囊泡对宿主的影响。不少研究介绍了病原体来源的囊泡通过特定的机制影响宿主植物的正常生理过程，从而促进病原体对宿主植物的感染。而这项工作则关注了宿主植物的反应，研究表明宿主植物可以通过细胞外囊泡将特定mRNA传递给病原体，从而减弱病原体的感染。这也提示一种潜在的农作物抗击病虫害的策略，有利于未来新型抗病虫害策略的研发。

细胞外囊泡异质性分析——未来细胞外囊泡基础研究的重要方向

6、

SEVtras delineates small extracellular vesicles at droplet resolution from single-cell transcriptomes.

SEVtras以液滴分辨率从单细胞转录组中描绘出小的细胞外囊泡。[Nat Methods] PMID: 38049696

随着细胞外囊泡基础研究的不断深入，细胞外囊泡的异质性逐渐被学界认识。精准医学研究呼唤细胞外囊泡异质性分析技术的发展，目前也已经报道了一些细胞外囊泡异质性的分析策略，但是相对通量较低。

单细胞测序是这几年新兴的技术，10X技术可以标记750万个小液滴，一次可以分析1万个左右的单细胞。这项研究很巧妙的利用现有的单细胞测序平台开发了新的算法，该算法可以从单细胞测序数据中寻找包裹了细胞外囊泡的液滴，并进一步分析其RNA组成。这一算法与已有的单细胞测序数据兼容，将极大方便我们对细胞外囊泡异质性的研究。

利用细胞外囊泡进行基因编辑系统的递送

7、

Engineered Extracellular Vesicle-Delivered CRISPR/CasRx as a Novel RNA Editing Tool.

工程细胞外囊泡递送 CRISPR/CasRx 作为新型 RNA 编辑工具。[Adv Sci (Weinh)] PMID: 36727818

CRISPR/CAS系统是强大的基因编辑工具，目前已经发展出可以编辑基因组和RNA的多种工具。但是如何在个体水平递送编辑系统到特定细胞一直是悬而未决的事。一些使用细胞外囊泡进行编辑系统递送的研究展示了可行性。这项研究验证了利用细胞外囊泡递送RNA编辑系统的策略，丰富了细胞外囊泡递送编辑系统的领域。

细胞外囊泡可以作为损伤线粒体控制的替代途径

8、

Mitochondria are secreted in extracellular vesicles when lysosomal function is impaired.

当溶酶体功能受损时，线粒体会在细胞外囊泡中分泌。[Nat Commun] PMID: 37596294

功能失调的线粒体会产生活性氧（ROS）从而损伤细胞正常功能，因此损伤线粒体控制是细胞维持正常功能的必要措施。损伤线粒体通常会通过溶酶体途径降解，这项研究表明，在溶酶体降解损伤线粒体途径受到抑制时，细胞外囊泡会作为损伤线粒体控制的替代途径，损伤线粒体会进入细胞外囊泡排出细胞。这项报道丰富了我们对线粒体质量控制途径的理解，也一定程度上明确了细胞外囊泡可以携带线粒体的特定情况。

植物如何识别自身和病原微生物来源的细胞外囊泡

9、

Divergent sequences of tetraspanins enable plants to specifically recognize microbe-derived extracellular vesicles.

四跨膜蛋白的不同序列使植物能够特异性识别微生物来源的细胞外囊泡。[Nat Commun] PMID: 37573360

植物和病原微生物都会产生细胞外囊泡，但是植物如何识别来自自身和来自病原微生物的细胞外囊泡呢？这是一个植物免疫中的重要问题，这项研究报道表明，植物细胞是通过识别细胞外囊泡表面PsTET1 和 PsTET3等四次跨膜蛋白序列来区分自我和非我的。该报道深化了我们对植物免疫的理解。

细胞外囊泡的纯度一直是未来应用中需要解决的关键问题之一

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Hyaluronic acid: An overlooked extracellular vesicle contaminant.

透明质酸：一种被忽视的细胞外囊泡污染物。[J Extracell Vesicles] PMID: 37712345

从细胞外囊泡领域走进研究人员的视野开始，如何获得高纯度的细胞外囊泡样品就一直是被大家广泛讨论的问题，高纯度的细胞外囊泡样品也是临床应用中梦寐以求的。但是目前受制于技术限制，细胞外囊泡的纯度还不够高。这篇研究报道了凝胶排阻层析和切向流过滤策略分离细胞外囊泡可能会存在透明质酸聚合物共分离的现象，而超速离心和聚合物沉淀策略可以一定程度避免透明质酸聚合物共分离问题。这一研究提示，细胞外囊泡样品制备过程中需要根据样本特性，慎重选择分离纯化策略。

11、

Extracellular vesicles and co-isolated endogenous retroviruses from murine cancer cells differentially affect dendritic cells.

从鼠癌细胞培养液中分离的细胞外囊泡和共同分离的内源性逆转录病毒对树突状细胞的影响不同。[EMBO J] PMID: 38073509

从细胞培养上清中分离纯化细胞外囊泡是目前使用的研究策略。但是，细胞外囊泡分离纯化过程中会有不同的颗粒与细胞外囊泡共分离。这项研究报道了与细胞外囊泡共分离的内源逆转录病毒的作用，并提示逆转录病毒对树突细胞的影响与细胞外囊泡截然不同。这一研究表明，我们需要慎重选择细胞外囊泡分离策略，慎重阐述自己的研究发现。

细胞内囊泡：线粒体来源囊泡的新认知

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Mitochondrial-derived vesicles retain membrane potential and contain a functional ATP synthase.

线粒体来源的囊泡保留膜电位并含有功能性ATP合酶。[EMBO Rep] PMID: 36929726

细胞外囊泡研究进展飞速，但是细胞内囊泡信号传递的研究相对滞后。线粒体是细胞内产生ATP的关键细胞器，这篇文章介绍了在细胞内部的囊泡传递过程。研究表明，线粒体可以产生具有膜电位和ATP合酶的小囊泡，这些小囊泡可以在线粒体间进行传递，这可能是潜在的线粒体再生过程。

兔年的盘点就到这里，希望大家能有所收获。小编涉猎的研究范围较小，肯定也有很多不错的工作没有包含进来，也希望大家能够多多讨论。我们在此抛砖引玉，静候佳音。希望龙年我们能够看到更多优秀的外囊泡文章。