ABSTRACT The last decade has seen a sharp increase in the number of scientific publications describing physiological and pathological functions of extracellular vesicles (EVs), a collective term covering various subtypes of cell‐released, membranous structures, called exosomes, microvesicles, microparticles, ectosomes, oncosomes, apoptotic bodies, and many other names. However, specific issues arise when working with these entities, whose size and amount often make them difficult to obtain as relatively pure preparations, and to characterize properly. The International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) proposed Minimal Information for Studies of Extracellular Vesicles (“MISEV”) guidelines for the field in 2014. We now update these “MISEV2014” guidelines based on evolution of the collective knowledge in the last four years. An important point to consider is that ascribing a specific function to EVs in general, or to subtypes of EVs, requires reporting of specific information beyond mere description of function in a crude, potentially contaminated, and heterogeneous preparation. For example, claims that exosomes are endowed with exquisite and specific activities remain difficult to support experimentally, given our still limited knowledge of their specific molecular machineries of biogenesis and release, as compared with other biophysically similar EVs. The MISEV2018 guidelines include tables and outlines of suggested protocols and steps to follow to document specific EV‐associated functional activities. Finally, a checklist is provided with summaries of key points.

The release of RNA-containing extracellular vesicles (EV) into the extracellular milieu has been demonstrated in a multitude of different in vitro cell systems and in a variety of body fluids. RNA-containing EV are in the limelight for their capacity to communicate genetically encoded messages to other cells, their suitability as candidate biomarkers for diseases, and their use as therapeutic agents. Although EV-RNA has attracted enormous interest from basic researchers, clinicians, and industry, we currently have limited knowledge on which mechanisms drive and regulate RNA incorporation into EV and on how RNA-encoded messages affect signalling processes in EV-targeted cells. Moreover, EV-RNA research faces various technical challenges, such as standardisation of EV isolation methods, optimisation of methodologies to isolate and characterise minute quantities of RNA found in EV, and development of approaches to demonstrate functional transfer of EV-RNA in vivo. These topics were discussed at the 2015 EV-RNA workshop of the International Society for Extracellular Vesicles. This position paper was written by the participants of the workshop not only to give an overview of the current state of knowledge in the field, but also to clarify that our incomplete knowledge - of the nature of EV(-RNA)s and of how to effectively and reliably study them - currently prohibits the implementation of gold standards in EV-RNA research. In addition, this paper creates awareness of possibilities and limitations of currently used strategies to investigate EV-RNA and calls for caution in interpretation of the obtained data.

The aim of this study was to examine the effect of continuous positive airway pressure (CPAP) therapy on atrial fibrillation (AF) recurrence in patients with obstructive sleep apnea (OSA) undergoing pulmonary vein isolation (PVI).OSA is a predictor of AF recurrence following PVI. However, the impact of CPAP therapy on PVI outcome in patients with OSA is poorly known.Among 426 patients who underwent PVI between 2007 and 2010, 62 patients had a polysomnography-confirmed diagnosis of OSA. While 32 patients were "CPAP users" the remaining 30 patients were "CPAP nonusers." The recurrence of any atrial tachyarrhythmia, use of antiarrhythmic drugs, and need for repeat ablations were compared between the groups during a follow-up period of 12 months. Additionally, the outcome of patients with OSA was compared to a group of patients from the same PVI cohort without OSA.CPAP therapy resulted in higher AF-free survival rate (71.9% vs. 36.7%; p = 0.01) and AF-free survival off antiarrhythmic drugs or repeat ablation following PVI (65.6% vs. 33.3%; p = 0.02). AF recurrence rate of CPAP-treated patients was similar to a group of patients without OSA (HR: 0.7, p = 0.46). AF recurrence following PVI in CPAP nonuser patients was significantly higher (HR: 2.4, p < 0.02) and similar to that of OSA patients managed medically without ablation (HR: 2.1, p = 0.68).CPAP is an important therapy in OSA patients undergoing PVI that improves arrhythmia free survival. PVI offers limited value to OSA patients not treated with CPAP.

ABSTRACT Rationale Given its rising prevalence in both the adult and pediatric populations, obesity has become an increasingly important risk factor in the development of atrial fibrillation. However, a better mechanistic understanding of obesity-related atrial fibrillation is required. Serum glucocorticoid kinase 1 (SGK1) is a kinase positioned downstream of multiple obesity-related pathways, and prior work has shown a pathologic role for SGK1 signaling in ventricular remodeling and arrhythmias. Objective To determine the mechanistic basis of obesity associated atrial fibrillation and explore the therapeutic potential of targeting SGK1 in this context. Methods and Results We utilized a mouse model of diet induced obesity to determine the atrial electrophysiologic effects of obesity using electrophysiologic studies, optical mapping, and biochemical analyses. In C57BL/6J mice fed a high fat diet, there was upregulation of SGK1 signaling along with an increase in AF inducibility determined at electrophysiology (EP) study. These changes were associated with an increase in fibrotic and inflammatory signaling. Transgenic mice expressing a cardiac specific dominant negative SGK1 (SGK1 DN) were protected from obesity-related AF as well as the fibrotic and inflammatory consequences of AF. Finally, optical mapping demonstrated a shorter action potential duration and patch clamp revealed effects on I Na , with a decreased peak current as well as a depolarizing shift in activation/inactivation properties in atrial myocytes. Conclusions Diet induced obesity leads to increased cardiac SGK1 signaling as well as an increase in AF inducibility in obese mice. Genetic SGK1 inhibition reduced AF inducibility, and this effect may be mediated by effects on inflammation, fibrosis, and cellular electrophysiology.

Abstract Communication with the hematopoietic system is a vital component of regulating brain function in health and disease. Traditionally, the major routes considered for this neuroimmune communication are either by individual molecules such as cytokines carried by blood, by neural transmission, or in more severe pathologies, by entry of peripheral immune cells into the brain. In addition, functional mRNA from peripheral blood can be directly transferred to neurons via extracellular vesicles (EVs) but the parameters that determine their uptake are unknown. We show that transfer of EVs from blood is triggered by neuronal activity in vivo . Importantly, this transfer occurs not only in pathological stimulation but also by neuronal activation caused by the physiological stimulus of novel object recognition. This discovery suggests a continuous role of EVs under pathological conditions as well as during routine cognitive tasks in the healthy brain.

Abstract Objective The objective of this study was to identify the transcriptional landscape of insulin resistance (IR) in subcutaneous adipose tissue (SAT) in humans across the spectrum of obesity. Methods We used SAT RNA sequencing in 220 individuals with metabolic phenotyping. Results We identified a 35‐gene signature with high predictive accuracy for homeostatic model of IR that was expressed across a variety of non‐immune cell populations. We observed primarily “protective” IR associations for adipocyte transcripts and “deleterious” associations for macrophage transcripts, as well as a high concordance between SAT and visceral adipose tissue (VAT). Multiple SAT genes exhibited dynamic expression 5 years after weight loss surgery and with insulin stimulation. Using available expression quantitative trait loci in SAT and/or VAT, we demonstrated similar genetic effect sizes of SAT and VAT on type 2 diabetes and BMI. Conclusions SAT is conventionally viewed as a metabolic buffer for lipid deposition during positive energy balance, whereas VAT is viewed as a dominant contributor to and prime mediator of IR and cardiometabolic disease risk. Our results implicate a dynamic transcriptional architecture of IR that resides in both immune and non‐immune populations in SAT and is shared with VAT, nuancing the current VAT‐centric concept of IR in humans.

ABSTRACT Exosomes are small extracellular vesicles (sEVs) of ∼30-150 nm in diameter that have the same topology as the cell, are enriched in selected exosome cargo proteins, and play important roles in health and disease. To address large unanswered questions regarding exosome biology in vivo , we created the exomap1 transgenic mouse model. In response to Cre recombinase, exomap1 mice express HsCD81mNG, a fusion protein between human CD81, the most highly enriched exosome protein yet described, and the bright green fluorescent protein mNeonGreen. As expected, cell type-specific expression of Cre induced the cell type-specific expression of HsCD81mNG in diverse cell types, correctly localized HsCD81mNG to the plasma membrane, and selectively loaded HsCD81mNG into secreted vesicles that have the size (∼80 nm), topology (outside out), and content (presence of mouse exosome markers) of exosomes. Furthermore, mouse cells expressing HsCD81mNG released HsCD81mNG-marked exosomes into blood and other biofluids. Using high-resolution, single-exosome analysis by quantitative single molecule localization microscopy, we show here that that hepatocytes contribute ∼15% of the blood exosome population whereas neurons contribute <1% of blood exosomes. These estimates of cell type-specific contributions to blood EV population are consistent with the porosity of liver sinusoidal endothelial cells to particles of ∼50-300 nm in diameter, as well as with the impermeability of blood-brain and blood-neuron barriers to particles >5 nm in size. Taken together, these results establish the exomap1 mouse as a useful tool for in vivo studies of exosome biology, and for mapping cell type-specific contributions to biofluid exosome populations. In addition, our data confirm that CD81 is a highly-specific marker for exosomes and is not enriched in the larger microvesicle class of EVs.

Abstract High‐sensitivity flow cytometers have been developed for multi‐parameter characterization of single extracellular vesicles (EVs), but performance varies among instruments and calibration methods. Here we compare the characterization of identical (split) EV samples derived from human colorectal cancer (DiFi) cells by three high‐sensitivity flow cytometers, two commercial instruments, CytoFLEX/CellStream, and a custom single‐molecule flow cytometer (SMFC). DiFi EVs were stained with the membrane dye di‐8‐ANEPPS and with PE‐conjugated anti‐EGFR or anti‐tetraspanin (CD9/CD63/CD81) antibodies for estimation of EV size and surface protein copy numbers. The limits of detection (LODs) for immunofluorescence and vesicle size based on calibration using cross‐calibrated, hard‐dyed beads were ∼10 PE/∼80 nm EV diameter for CytoFLEX and ∼10 PEs/∼67 nm for CellStream. For the SMFC, the LOD for immunofluorescence was 1 PE and ≤ 35 nm for size. The population of EVs detected by each system (di‐8‐ANEPPS + /PE + particles) differed widely depending on the LOD of the system; for example, CellStream/CytoFLEX detected only 5.7% and 1.5% of the tetraspanin‐labelled EVs detected by SMFC, respectively, and median EV diameter and antibody copy numbers were much larger for CellStream/CytoFLEX than for SMFC as measured and validated using super‐resolution/single‐molecule TIRF microscopy. To obtain a dataset representing a common EV population analysed by all three platforms, we filtered out SMFC and CellStream measurements for EVs below the CytoFLEX LODs as determined by bead calibration (10 PE/80 nm). The inter‐platform agreement using this filtered dataset was significantly better than for the unfiltered dataset, but even better concordance between results was obtained by applying higher cutoffs (21 PE/120 nm) determined by threshold analysis using the SMFC data. The results demonstrate the impact of specifying LODs to define the EV population analysed on inter‐instrument reproducibility in EV flow cytometry studies, and the utility of threshold analysis of SMFC data for providing semi‐quantitative LOD values for other flow cytometers.