Exosomes are small extracellular 40-100 nm diameter membrane vesicles of late endosomal origin that can mediate intercellular transfer of RNAs and proteins to assist premetastatic niche formation. Using primary (SW480) and metastatic (SW620) human isogenic colorectal cancer cell lines we compared exosome protein profiles to yield valuable insights into metastatic factors and signaling molecules fundamental to tumor progression. Exosomes purified using OptiPrep™ density gradient fractionation were 40-100 nm in diameter, were of a buoyant density ~1.09 g/mL, and displayed stereotypic exosomal markers TSG101, Alix, and CD63. A major finding was the selective enrichment of metastatic factors (MET, S100A8, S100A9, TNC), signal transduction molecules (EFNB2, JAG1, SRC, TNIK), and lipid raft and lipid raft-associated components (CAV1, FLOT1, FLOT2, PROM1) in exosomes derived from metastatic SW620 cells. Additionally, using cryo-electron microscopy, ultrastructural components in exosomes were identified. A key finding of this study was the detection and colocalization of protein complexes EPCAM-CLDN7 and TNIK-RAP2A in colorectal cancer cell exosomes. The selective enrichment of metastatic factors and signaling pathway components in metastatic colon cancer cell-derived exosomes contributes to our understanding of the cross-talk between tumor and stromal cells in the tumor microenvironment.

SUMMARY The human uterus is a highly dynamic tissue that undergoes repeated damage repair and regeneration during the menstrual cycle, which make it ideal model to study tissue regeneration and pathological process. Stem/progenitors were speculated to be involved in the regeneration of endometrial epithelial and pathogenesis of endometriosis. But the identity, microenvironment and regulatory mechanisms of the uterus epithelial stem/progenitors in vivo remain unclear. Here, we dissected the cell heterogeneities of the full-thickness human uterus epithelial cells (11 clusters), stroma cells (6 clusters), endothelial cells (5 clusters), smooth muscle cells (2 clusters), myofibroblasts (2 clusters) and immune cells (6 clusters) from 2735 single cell by single cell RNA-seq. Further analysis identified a unique ciliated epithelial cell cluster showing characteristics of stem/progenitors with properties of epithelial-mesenchymal transition (EMT) that mainly localized in the upper functionalis of the endometrium. Ordering the cell subpopulations along the pseudo-space revealed cell clusters possess cellular states of stress, inflammation and apoptosis in the upper functionalis cellular ecosystem of the endometrium. Connectivity map between the human uterus subpopulations revealed potential inflammatory (cytokines and chemokines) and developmental (WNT, FGF, VEGF) signals within the upper functionalis cellular ecosystem of the endometrium, especially from other epithelial clusters, regulating cell plasticity of the EMT-epithelial clusters. This study reconstructed the heterogeneities, space-specific distribution and connectivity map of human uterus atlas, which would provide insight in the regeneration of uterus endometria and reference for the pathogenesis of uterus.

The Chimera antigen receptor (CAR)-T cell therapy has gained great success in the clinic. However, there are still major challenges for its wider applications in a variety of cancer types including lack of effectiveness due to the highly complex tumor microenvironment, and the forbiddingly high cost due to personalized manufacturing procedures. In order to overcome these hurdles, numerous efforts have been spent focusing on optimizing Chimera Antigen Receptors, engineering and improving T cell capacity, exploiting features of subsets of T cell or NK cells, or making off-the-shelf universal T cells. Here, we developed induced pluripotent stem cells (iPSCs)-derived, CAR-expressing macrophage cells (CAR-iMac). These cells showed antigen-dependent macrophage functions such as expression and secretion of cytokines, polarization toward the pro-inflammatory/anti-tumor state, and phagocytosis of tumor cells, as well as some in vivo anti-cancer cell activity for both liquid and solid tumors. This technology platform for the first time provides an unlimited source of iPSC-derived engineered CAR-macrophage cells which could be utilized to eliminate cancer cells or modulate the tumor microenvironment in liquid and solid tumor immunotherapy.