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ayx中国官方网站·郑磊教授:基于细胞外囊泡的生物学技术及治疗方法研究
发布时间:2024-02-29 13:57:46 来源:Ayx爱游戏官方在线登录 作者:ayx爱游戏体育网页版入口


  细胞外囊泡(Extracellular Vesicles,EVs)是一类微小的细胞分泌物,携带着丰富的生物分子,如蛋白质、核酸和脂质等。作为一种信息传递的工具,EVs能够通过体液传输生物分子,实现细胞间的远距离沟通,这种独特的通讯方式为疾病的诊断和治疗提供了新的视角,成为生物学研究和疾病治疗方法开发领域的热点之一。

  今天,检验君为大家分享的是南方医科大学南方医院郑磊教授团队近期关于细胞外囊泡的生物学技术及治疗方法研究前沿。

  EVs是一种磷脂双分子层包裹的微纳米级生物颗粒,通过传递各种生物分子进而调节细胞通讯。植物来源的囊泡样纳米颗粒(PDVLNs)是从植物中分离出来的囊泡状纳米结构颗粒,因其在生物医学和疾病治疗领域的应用潜力,而成为跨物种科学研究的热点。

  日前,南方医科大学南方医院郑磊教授团队的一篇综述详细的阐述了PDVLNs在不同植物和哺乳动物疾病生物治疗中的潜在应用以及PDVLNs标准化研究建议。该文发表在Advanced Materials(IF:29.4)。

  PDVLNs具有许多与哺乳动物来源EV相似的物理特征,包括形态、颗粒大小、浓度、Zeta电位等。为了进一步阐明PDVLNs维持健康或治疗疾病的具体分子机制,许多研究也集中于PDVLNs所携带的有效功能物质,包括脂质、蛋白质、核酸和其他代谢物质等。

  文章指出,植物源性的PDVLNs作为治疗药物有几个明显的优势:一是来自大多数可食用植物的PDVLNs已被证明没有可检测到的毒性或免疫原性;二是PDVLNs由于其绿色和可持续的植物来源而保证其环保性;三是植物可以相对容易地获取;四是植物没有人类致病病原体,安全性可能更高。

  近年来,一些研究证明PDVLNs参与植物细胞本身的病理生理过程,并可抵抗病原微生物的感染,具有保护植物细胞组织的功能。此外,不同植物来源的PDVLNs已被用作生物治疗药物或药物载体,用于多种人类疾病治疗。

  虽然目前PDVLNs的研究正处于蓬勃发展阶段,为了将其更好地应用于维持人类健康,还有一些关键问题有待解决。例如,探索PDVLNs的稳定性和保存条件是推进其生物治疗应用的关键;此外,需要确定PDVLNs的生物发生机制,充分了解PDVLNs的特点,并对其提取纯化工艺进行标准化,使其成为生物治疗的有效工具。

  总之,该文综述探讨了PDVLNs的生物发生和命名方法建议,全面总结了PDVLNs的制备方法、理化特性、生物安全、稳定性和保存等方面的研究进展,最后讨论了PDVLNs的潜在生物治疗应用前景,并提出对PDVLNs研究领域的建议,以期为植物囊泡研究提供参考,加速该领域研究的健康发展。

  EVs是细胞间通讯的重要媒介,在肿瘤的发生发展中发挥着重要的作用,具有广阔的临床应用前景。然而,目前,越来越多的研究表明,EVs异质性显著,给EVs的精准监测带来了巨大的挑战。

  日前,南方医科大学南方医院郑磊教授团队与香港科技大学姚舒怀教授团队的一项研究报道了一种基于液滴数字免疫PCR(ddiPCR)的单囊泡膜蛋白表达谱分析技术,实现了特定EVs亚群的定量检测分析,为EVs亚群检测辅助临床癌症诊断提供了新的策略。该研究发表在Chemical Engineering Journal(IF:15.1)。

  ddiPCR是免疫PCR和液滴数字PCR(ddPCR)的整合。免疫PCR具有免疫测定的高特异性和分子扩增的敏感性的共同优点,ddPCR利用将核酸封装成离散的微滴和泊松统计来实现核酸的绝对定量分析。因此,ddiPCR可以实现目标蛋白的单分子绝对定量分析,这对于检测极低丰度的蛋白标志物用于疾病诊断具有重要意义。

  通过对乳腺癌队列中的CD9/CD63/CD81、HER2、EpCAM和肝细胞癌队列中的CD9/CD63/CD81、GPC-3、EpCAM的EV蛋白进行同步分析,验证了ddiPCR分析的临床应用。结果表明,多亚群EVs计数可以显著区分乳腺癌、肝细胞癌患者与健康对照组。此外,在机器学习算法的帮助下,在sEV亚群的最佳组合下,该方法在区分乳腺癌和健康个体方面表现出很好的性能。

  总的来说,该方法有以下优点:一是既具有ddPCR的单分子数字定量的优点,又具有ELISA抗原-抗体反应的高度特异性;二是作为单EV水平的蛋白检测通用性平台,不受EVs形态和直径差异的影响,可以覆盖包括sEVs和lEVs在内的所有EVs;三是操作过程简便、准确、可靠,可用于临床应用。

  文章指出,进一步将ddiPCR与机器学习相结合,可以进一步增强其在疾病诊断中的应用,后续有望扩展应用于EV蛋白生物标志物的筛选、癌症的早期诊断、治疗监测、预后评估和肿瘤复发预测等。

  饥饿疗法被认为是癌症治疗中一种有前途的策略,用于改变肿瘤微环境(TME)并引起一系列治疗效果。然而,建立一种精确有效地剥夺肿瘤营养的治疗策略仍然极具挑战性。

  近日,南方医科大学南方医院郑磊教授团队与南方医科大学基础医学院白晓春教授团队合成了一种葡萄糖氧化酶(GOx)和凝血酶(thrombin)结合的红细胞囊泡(EV),并通过循环(Arg-Gly-Asp)(cRGD)肽修饰,命名为EV@RGT,用于精确剥夺肿瘤营养并依次诱导第二近红外区(NIR-II)光热疗法(PTT)和免疫激活。该研究发表在ACS Nano(IF:17.1)。

  EV@RGT能够特异性地积聚在肿瘤部位,并在酸性的TME释放酶。GOx和凝血酶的组合在同时耗尽肿瘤葡萄糖并阻断营养供应,导致肿瘤细胞内能量严重不足和反应性氧化物质(ROS)的富集。随后,肿瘤血管中丰富的凝血红细胞在血红蛋白的作用下呈现出显著的局部NIR-II PTT,用于肿瘤根除。

  此外,增强型饥饿疗法产生的大量ROS通过DNA损伤诱导的STING/NF-κB途径将驻留的巨噬细胞极化为抗肿瘤的M1表型,最终有助于肿瘤的消除。因此,工程化的EV@RGT基于精确的营养剥夺、连续NIR-II PTT和免疫激活效应展示了强大的抗肿瘤效能。该研究提供了一种基于酶增强饥饿疗法的有效抗肿瘤策略。

  在癌症领域,一种名为程序性死亡配体-1(PD-L1)膜蛋白阳性EVs的亚群最近引起了广泛关注。这些囊泡被认为在临床癌症诊断和免疫治疗监测中具有巨大的潜力。然而,对于在各种癌症中快速、高效地分离和分析血浆中的PD-L1 EVs仍然是一项具有挑战性的任务。

  近日,南方医科大学南方医院郑磊教授团队与伦敦玛丽女王大学王文教授团队构建了一种基于适配体功能化金属有机框架和胆固醇触发信号放大的荧光适配体传感器——EV-ANCHOR,可用于分离和检测PD-L1 EVs。该研究发表在Chemical Engineering Journal(IF:15.1)。

  EV-ANCHOR采用了一种荧光适配体传感器,其中包括寡核苷酸修饰的金属-有机框架和胆固醇触发的信号放大。EV-ANCHOR首先通过特异的适配体快速锚定PD-L1 EVs,并在不使用超速离心的情况下将其分离。然后,利用胆固醇锚定EVs脂质双层的特性,EV-ANCHOR触发了大量链寡核苷酸在EVs表面锚定,激活了一种限制内切酶(Nt.BstNBI)的单链切割活性,从而产生了放大的荧光信号。

  在癌症的临床队列中,EV-ANCHOR表现出优异的诊断效能,可以通过量化循环PD-L1 EVs,快速而准确地区分癌症患者和健康捐赠者。该技术还被证明在免疫治疗中具有潜在的监测效果,为免疫检查点疗法组提供了一种工具,有助于实时评估治疗效果。

  总之,EV-ANCHOR技术的引入为癌症诊断和免疫治疗监测带来了新的可能性。其高效的分离和灵敏的检测能力为早期癌症诊断提供了强有力的支持,同时在免疫治疗领域也具备巨大的潜在应用前景。这一创新性技术为癌症研究和治疗开辟了新的道路,为医学领域的进步贡献着重要的一环。

  子痫前期(PE)是一种多系统疾病,产妇发病率和死亡率都较高。目前,除了早期分娩外,尚无切实有效的治疗方法可阻止PE的进展。肠道菌群失调与PE的发展有关,已有报道指出,PE患者的肠道益生菌Am丰度低于血压正常的孕妇。

  日前,南方医科大学南方医院郑磊教授团队与南方医科大学南方医院黄莉萍教授团队的一项研究表明,Am来源的细胞外囊泡(AmEVs)从胃肠道转移到胎盘,可促进胎盘形成并减轻先兆子痫症状。该研究发表在Journal of Extracellular Vesicles(IF:16.0)。

  该研究通过构建PE小鼠模型进行探究。观察到PE小鼠模型中Am的丰度下降。更为重要的是,研究人员发现给予Am能够显著减轻PE小鼠的收缩压,促进胎儿生长,并改善胎盘病理。此外,AmEVs从胃肠道传递到胎盘,缓解了PE小鼠的子痫前期症状。

  通过进一步探索,发现上述这些有益效果是通过加强胎盘细胞对螺旋动脉的侵袭以及通过激活表皮生长因子受体(EGFR)-磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)-蛋白激酶B(AKT)信号通路重塑螺旋动脉而介导的。AmEVs不仅能够纠正PE小鼠的生理异常,还通过促进特定信号通路的激活,为胎儿和胎盘的正常发育创造了有利的环境。该研究不仅揭示了Am在治疗PE中的潜在益处,还强调了宿主-微生物之间重要的相互作用。

  总之,通过深入研究肠道微生物的作用,研究人员发现Am及其细胞外囊泡AmEVs可能成为治疗PE的潜在策。


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