Dendritic cells (DCs) are the most potent APCs. Whereas immature DCs down-regulate T-cell responses to induce/maintain immunologic tolerance, mature DCs promote immunity. To amplify their functions, DCs communicate with neighboring DCs through soluble mediators, cell-to-cell contact, and vesicle exchange. Transfer of nanovesicles (< 100 nm) derived from the endocytic pathway (termed exosomes) represents a novel mechanism of DC-to-DC communication. The facts that exosomes contain exosome-shuttle miRNAs and DC functions can be regulated by exogenous miRNAs, suggest that DC-to-DC interactions could be mediated through exosome-shuttle miRNAs, a hypothesis that remains to be tested. Importantly, the mechanism of transfer of exosome-shuttle miRNAs from the exosome lumen to the cytosol of target cells is unknown. Here, we demonstrate that DCs release exosomes with different miRNAs depending on the maturation of the DCs. By visualizing spontaneous transfer of exosomes between DCs, we demonstrate that exosomes fused with the target DCs, the latter followed by release of the exosome content into the DC cytosol. Importantly, exosome-shuttle miRNAs are functional, because they repress target mRNAs of acceptor DCs. Our findings unveil a mechanism of transfer of exosome-shuttle miRNAs between DCs and its role as a means of communication and posttranscriptional regulation between DCs.

Abstract Exosomes are nanovesicles released by leukocytes and epithelial cells. Although their function remains enigmatic, exosomes are a source of antigen and transfer functional major histocompatibility complex (MHC)–I/peptide complexes to dendritic cells (DCs) for CD8+ T-cell activation. Here we demonstrate that exosomes also are internalized and processed by immature DCs for presentation to CD4+ T cells. Endocytosed exosomes are sorted into the endocytic compartment of DCs for processing, followed by loading of exosome-derived peptides in MHC-II molecules for presentation to CD4+ T cells. Targeting of exosomes to DCs is mediated via milk fat globule (MFG)–E8/lactadherin, CD11a, CD54, phosphatidylserine, and the tetraspanins CD9 and CD81 on the exosome and αv/β3 integrin, and CD11a and CD54 on the DCs. Circulating exosomes are internalized by DCs and specialized phagocytes of the spleen and by hepatic Kupffer cells. Internalization of blood-borne allogeneic exosomes by splenic DCs does not affect DC maturation and is followed by loading of the exosome-derived allopeptide IEα52-68 in IAb by host CD8α+ DCs for presentation to CD4+ T cells. These data imply that exosomes present in circulation or extracellular fluids constitute an alternative source of self- or allopeptides for DCs during maintenance of peripheral tolerance or initiation of the indirect pathway of allorecognition in transplantation.

Apoptosis resistance commonly occurs in cancers, preventing activation of Caspase family cell death proteases. XIAP is an endogenous inhibitor of Caspases overexpressed in many cancers. We developed an enzyme derepression assay, based on overcoming XIAP-mediated suppression of Caspase-3, and screened mixture-based combinatorial chemical libraries for compounds that reversed XIAP-mediated inhibition of Caspase-3, identifying a class of polyphenylureas with XIAP-inhibitory activity. These compounds, but not inactive structural analogs, stimulated increases in Caspase activity, directly induced apoptosis of many types of tumor cell lines in culture, and sensitized cancer cells to chemotherapeutic drugs. Active compounds also suppressed growth of established tumors in xenograft models in mice, while displaying little toxicity to normal tissues. These findings validate IAPs as targets for cancer drug discovery.

The growth of dendrites and water-induced side reactions on the zinc (Zn) metal anode surface present significant challenges to the practical application of aqueous zinc ion batteries (AZIBs). To address...