Extracelluláris vezikulák

Az extracelluláris vezikulák  apró extracelluláris vezikulák, amelyek különféle szövetekből vagy szervekből választanak ki sejteket a környezetükbe. [1] [2] [3] Különféle testnedvekben találhatók, beleértve a plazmát, vizeletet, nyálat, magzatvizet, anyatejjel és a pleurális ascitesben felhalmozódó folyadékot. Az extracelluláris vezikulák négy fő osztályba sorolhatók: [4] [5] [6] (I) ektoszómák , (II) exoszómák , (III) apoptotikus testek és (IV) retrovírusszerű részecskék/mikrovezikulák.

Ektoszómák (mikrovezikulák)

Az ektoszómák vagy bimbózó mikrovezikulák meglehetősen nagy vezikulák (50-1000 nm átmérőjű). [7] Úgy jönnek létre, hogy a plazmamembrán a sejtből kifelé nyúlik ki, majd a keletkező vezikula elválik a sejtmembrántól. [8] Az ektoszómákat különféle sejtek választják ki, beleértve a daganatsejteket, a polimorfonukleáris leukociták, az öregedő eritrociták és az aktivált vérlemezkék. [9] Az ektoszómák egyik jellemző sajátossága a foszfatidil-szerin (PS) megjelenése a membránjuk felületén. [8] Az exoszómákkal ellentétben az ektoszómák jól kötődnek az annexin V-hez, és kötődhetnek a protrombinhoz és az X véralvadási faktorhoz , így protrombináz komplexet alkotnak [10]

Egyes kutatók (eddig ellentmondásos) véleménye szerint nem az exoszómák, hanem az ektoszómák azok, amelyek nukleinsavhordozók a sejtek között [11]

Exoszómák

Az exoszómák  viszonylag kicsi (40-100 nm átmérőjű) membránvezikulák, amelyek endoszómális multivezikuláris testekből alakulnak ki a sejtfelszíni membránnal való egyesülés eredményeként. [12]

Apoptotikus testek

Az apoptózis következtében fragmentált sejtekből apoptotikus testek szabadulnak fel. Nagyságrendileg 50-5000 nm átmérőjűek, és haldokló sejtek töredékei. Az ektoszómákhoz hasonlóan jellemző jellemzőjük a foszfatidil-szerin (PS) megjelenése a membránjuk felületén.

Nagy onkoszómák

Az apoptózis során felszabaduló nagyon nagy extracelluláris vezikulákon kívül rákos sejtek, neuronok és más sejtek is előállíthatnak mikron méretű extracelluláris vezikulákat. Amikor ezeket a részecskéket a rákos sejtek termelik, „nagy onkoszómáknak” [13] [14] nevezik , és az egyes sejtekhez hasonló méretűek lehetnek, azzal a különbséggel, hogy nem tartalmaznak teljes sejtmagot. Kimutatták, hogy elősegítik a metasztázis kialakulását a prosztatarák egérmodelljében és tenyésztett humán fibroblaszt sejtekben [15] . A nagy onkoszómák celluláris internalizációja (sejtabszorpciója) a normál agysejteket patológiássá programozhatja át, aktiválva osztódási és migrációs képességüket. Megállapítást nyert, hogy a glioblasztóma késői stádiumában a betegek vérmintáiban szignifikánsan több nagyméretű onkoszóma található, mint a koraiban. [16]

Exophers

Az exopherek a nagy, körülbelül négy mikron átmérőjű extracelluláris vezikulák egy osztálya, amelyeket modellszervezetekben figyeltek meg a " Caenorhabditis elegans " -tól [17] az egerekig. [18] [19] Feltételezik, hogy a nemkívánatos sejtanyagok eltávolítására szolgáló mechanizmusok, beleértve a fehérje-aggregátumokat és a sérült organellumokat [17] [19] Az exopherek a sejttesthez kapcsolódhatnak egy vékony membránszálon keresztül, amely alagút nanocsőre emlékeztet [17] ] [19] .

Migraszómák

A migraszómák nagy, membránhoz kötött extracelluláris vezikulák, 0,5-3 mikron átmérőjűek, amelyek a sejtvándorlás után visszahúzódó rostok végein képződnek a migracitózisnak nevezett folyamat során. A migraszómák továbbra is megtelhetnek citoszollal és kitágulhatnak még akkor is, ha az eredeti sejtet eltávolítják. Először tenyésztett patkányvesesejtekben mutatták ki a migrszómákat, de egér- és emberi sejtek is termelik őket. [húsz]

Feltételezzük, hogy ezeknek az extracelluláris vezikuláknak a funkcionális szerepe a mitokondriális homeosztázisban van. Segítségükkel a sérült mitokondriumok kiszoríthatók a migraszómák belsejében vándorló sejtekből [21] .

Szerep a testben

Az extracelluláris vezikulák segítségével az intercelluláris kommunikáció lokálisan a sejtrés szintjén és szisztémásan a test szintjén történik - ( jelinformációk keresztcseréje ) nagy biomolekulák , például RNS és fehérjék formájában  . enzimek [22] . A fejlődésben , a regenerációban és a szervezet olyan létfontosságú tevékenységeiben , mint az anyagcsere és számos sejt egy bizonyos irányú céltudatos mozgása fontos szerepet játszik, különösen az extracelluláris vezikulák segítségével végrehajtott parakrin szabályozás , az úgynevezett "fenotipikus sejtszinkronizálás". " rövidítve PSyC (Phenotypic Synchrony of Cells), aminek köszönhetően a közeli sejtek szinkronizálják egymással a differenciálódás és a sejtfenotípusok szakaszait [23] [24]

Szerep a diagnózisban

Az extracelluláris vezikulákból származó DNS ugyanazokat a rákkal összefüggő genetikai mutációkat hordozza, mint a daganatból vett rákos sejtek. Ezért a vérmintákból nyert extracelluláris vezikulák DNS-elemzése segíthet meghatározni a rákos daganat jelenlétét a szervezetben, és akár specifikus mutációkat is azonosítani anélkül, hogy a beteg számára költséges és nem biztonságos daganatminta biopsziája lenne szükséges [25] . Exoszómákkal dúsított extracelluláris vezikulák közvetlen vérszérumból történő izolálására fejlesztették ki a " laboratórium chipen " típusú egyszerű és olcsó mikrofluidikus eszközt - "ExoChip", amely lehetővé teszi az exoszómák számának megszámlálását és sértetlen izolálását ( ép) RNS tőlük a mikroRNS "profiljának" tanulmányozására. Feltételezhető, hogy ez az eszköz prototípus lesz az onkológiai betegségek expressz diagnosztikájára szolgáló mikrolaboratórium fejlesztéséhez [26] .


Jegyzetek

  1. ↑ Kalra H. , Simpson RJ , Ji H. , Aikawa E. , Altevogt P. , Askenase P. , Bond VC , Borràs FE , Breakefield X. , Budnik V. , Buzas E. , Camussi G. , Clayton A. , Cocucci E. , Falcon-Perez JM , Gabrielsson S. , Gho YS , Gupta D. , Harsha HC , Hendrix A. , Hill AF , Inal JM , Jenster G. , Krämer-Albers EM , Lim SK , Llorente A. , Lötvall J. , Marcilla A. , Mincheva-Nilsson L. , Nazarenko I. , Nieuwland R. , Nolte-'t Hoen EN , Pandey A. , Patel T. , Piper MG , Pluchino S. , Prasad TS , Rajendran L. , Raposo G. , Record M. , Reid GE , Sánchez-Madrid F. , Schiffelers RM , Siljander P. , Stensballe A. , Stoorvogel W. , Taylor D. , Thery C. , Valadi H. , van Balkom BW , Vázquez J . , Vidal M. , Wauben MH , Yáñez-Mó M. , Zoeller M. , Mathivanan S. Vesiclepedia: a compendium for extracelluláris vezikulák folyamatos közösségi annotációval.  (angol)  // Public Library of Science Biology. - 2012. - Kt. 10, sz. 12 . — P. e1001450. - doi : 10.1371/journal.pbio.1001450 . — PMID 23271954 .
  2. ↑ György B. , Szabó TG , Pásztói M. , Pál Z. , Misják P. , Aradi B. , László V. , Pállinger E. , Pap E. , Kittel A. , Nagy G. , Falus A. , Buzás EI Membránvezikulák, a technika jelenlegi állása: az extracelluláris vezikulák új szerepe.  (angol)  // Sejt- és molekuláris élettudományok : CMLS. - 2011. - Kt. 68. sz. 16 . - P. 2667-2688. - doi : 10.1007/s00018-011-0689-3 . — PMID 21560073 .
  3. ↑ Katsuda T. , Kosaka N. , Takeshita F. , Ochiya T. A mesenchymal stem cell-derived extracelluláris vezikulák terápiás potenciálja.  (angol)  // Proteomika. - 2013. - Kt. 13. sz. 10-11 . - P. 1637-1653. - doi : 10.1002/pmic.201200373 . — PMID 23335344 .
  4. ↑ van der Pol E. , Böing AN , Harrison P. , Sturk A. , Nieuwland R. Az extracelluláris vezikulák osztályozása, funkciói és klinikai jelentősége.  (angol)  // Farmakológiai áttekintések. - 2012. - Kt. 64. sz. 3 . - P. 676-705. - doi : 10.1124/pr.112.005983 . — PMID 22722893 .
  5. ↑ Akers JC , Gonda D. , Kim R. , Carter BS , Chen CC Az extracelluláris vezikulák (EV) biogenezise: exoszómák, mikrovezikulák, retrovírus-szerű vezikulák és apoptotikus testek.  (angol)  // Journal of neuro-oncology. - 2013. - Kt. 113. sz. 1 . - P. 1-11. - doi : 10.1007/s11060-013-1084-8 . — PMID 23456661 .
  6. ↑ Fang DY , King HW , Li JY , Gleadle JM Exosomes és a vese: a hírnök hibáztatása.  (angol)  // Nephrology (Carlton, Vic.). - 2013. - Kt. 18, sz. 1 . - P. 1-10. - doi : 10.1111/nep.12005 . — PMID 23113949 .
  7. ↑ Théry C. , Ostrowski M. , Segura E. Membránvezikulák, mint immunválaszok szállítói.  (angol)  // Természetismertetők. Immunológia. - 2009. - 1. évf. 9, sz. 8 . - P. 581-593. - doi : 10.1038/nri2567 . — PMID 19498381 .
  8. ↑ 1 2 Cocucci E. , Racchetti G. , Meldolesi J. Shedding mikrovezikulák: artefacts no more.  (angol)  // Trends in cell biology. - 2009. - 1. évf. 19, sz. 2 . - P. 43-51. - doi : 10.1016/j.tcb.2008.11.003 . — PMID 19144520 .
  9. ↑ Heijnen HF , Schiel AE , Fijnheer R. , Geuze HJ , Sixma JJ Az aktivált vérlemezkék kétféle membrán hólyagot szabadítanak fel: mikrovezikulákat felszíni leválás útján és exoszómákat, amelyek multivezikuláris testek és alfa-granulátumok exocitózisából származnak.  (angol)  // Blood. - 1999. - 1. évf. 94. sz. 11 . - P. 3791-3799. — PMID 10572093 .
  10. ↑ Sadallah S. , Eken C. , Schifferli J.A. Az ektoszómák mint a gyulladás és az immunitás modulátorai.  (angol)  // Klinikai és kísérleti immunológia. - 2011. - Kt. 163. sz. 1 . - P. 26-32. - doi : 10.1111/j.1365-2249.2010.04271.x . — PMID 21039423 .
  11. ↑ Kanada M. , Bachmann MH , Hardy JW , Frimannson DO , Bronsart L. , Wang A. , Sylvester MD , Schmidt TL , Kaspar RL , Butte MJ , Matin AC , Contag CH A célsejtekbe extracelluláris vezikuláris sejteken keresztül eljuttatott biomolekulák eltérő sorsai .  (angol)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2015. - Kt. 112. sz. 12 . - P. 1433-1442. - doi : 10.1073/pnas.1418401112 . — PMID 25713383 .
  12. ↑ Février B. , Raposo G. Exosomes: endoszomális eredetű vezikulák, amelyek extracelluláris üzeneteket szállítanak.  (angol)  // Jelenlegi vélemény a sejtbiológiában. - 2004. - 20. évf. 16. sz. 4 . - P. 415-421. - doi : 10.1016/j.ceb.2004.06.003 . — PMID 15261674 .
  13. ↑ Morello M, Minciacchi VR, de Candia P, Yang J, Posadas E, Kim H és mások. (2013). „A nagy onkoszómák közvetítik a funkcionális mikroRNS sejtközi átvitelét ” Cell Cycle . 12 (22): 3526-36. DOI : 10,4161/cc.26539 . PMC  3906338 . PMID24091630  . _
  14. ↑ Meehan B, Rak J, Di Vizio D (2016). "Onkoszómák - kicsik és nagyok: mik ezek, honnan jöttek?" . Journal of Extracellular Vesicles . 5 :33109. doi : 10.3402 /jev.v5.33109 . PMC  5040817 . PMID27680302  _ _
  15. ↑ Minciacchi VR, Spinelli C, Reis-Sobreiro M, Cavallini L, You S, Zandian M, Li X, Mishra R, Chiarugi P, Adam RM, Posadas EM, Viglietto G, Freeman MR, Cocucci E, Bhowmick NA, Di Vizio D (2017). „A MYC közvetíti a nagy onkoszóma által kiváltott fibroblasztok átprogramozását a prosztatarákban.” rákkutatás . 77 (9): 2306-2317. DOI : 10.1158/0008-5472.CAN-16-2942 . PMID  28202510 .
  16. ↑ Bertolini I, Terrasi A, Martelli C, Gaudioso G, Di Cristofori A, Storaci AM, Formica M, Braidotti P, Todoerti K, Ferrero S, Caroli M, Ottobrini L, Vaccari T, Vaira V (2019). "A GBM-szerű V-ATPáz aláírás irányítja a sejt-sejt tumor jelátvitelt és az újraprogramozást nagy onkoszómákon keresztül . " EBioMedicine . 41 , 225-235. DOI : 10.1016/j.ebiom.2019.01.051 . PMC  6441844 . PMID  30737083 .
  17. ↑ 1 2 3 Melentijevic I, Toth ML, Arnold ML, Guasp RJ, Harinath G, Nguyen KC, et al. (2017. február). „C. Az elegans neuronok kidobják a fehérje-aggregátumokat és a mitokondriumokat neurotoxikus stressz alatt . természet . 542 (7641): 367-371. Bibcode : 2017Natur.542..367M . DOI : 10.1038/nature21362 . PMC  5336134 . PMID28178240  . _
  18. ↑ Nicolás-Ávila JA, Lechuga-Vieco AV, Esteban-Martínez L, Sánchez-Díaz M, Díaz-García E, Santiago DJ és mások. (2020). "A makrofágok hálózata támogatja a mitokondriális homeosztázist a szívben." sejt . 183 (1): 94-109. DOI : 10.1016/j.cell.2020.08.031 . PMID  32937105 .
  19. ↑ 1 2 3 Siddique, I., Di, J., Williams, CK, Markovic, D., Vinters, HV és Bitan, G. (2021). Az exopherek az emlőssejtek neurobiológiájának összetevői az egészség és a betegségek területén. bioRxiv. doi : 10.1101/2021.12.06.471479
  20. ↑ Ma L, Li Y, Peng J, Wu D, Zhao X, Cui Y, Chen L, Yan X, Du Y, Yu L (2015). „A migraszóma felfedezése, a sejtvándorlás során a citoplazmatikus tartalom felszabadulását közvetítő organellum ” Sejtkutatás . 25 (1): 24-38. DOI : 10.1038/cr.2014.135 . PMC  4650581 . PMID  25342562 .
  21. ↑ Jiao H, Jiang D, Hu X, Du W, Ji L, Yang Y, Li X, Sho T, Wang X, Li Y, Wu YT, Wei YH, Hu X, Yu L (2021). "Mitocitózis, migraszóma által közvetített mitokondriális minőség-ellenőrzési folyamat." sejt . 184 (11): 2896-2910. DOI : 10.1016/j.cell.2021.04.027 . PMID  34048705 .
  22. ↑ Mir, B. és Goettsch, C. (2020). Extracelluláris vezikulák, mint specifikus sejtes rakomány szállítóeszközei. Cells, 9(7), 1601. PMID 32630649 PMC 7407641 doi : 10.3390/cells9071601
  23. ↑ Minakawa, T., Matoba, T., Ishidate, F., Fujiwara, TK, Takehana, S., Tabata, Y. és Yamashita, JK (2021). Az extracelluláris vezikulák szinkronizálják a differenciálódó sejtek celluláris fenotípusait. Journal of extracellular vesicules, 10(11), e12147. doi : 10.1002/jev2.12147
  24. ↑ Dzsagarov D. (2013). Az exoszóma a testsejtek koordinációját és kölcsönös segítségnyújtását szolgáló mechanizmus. Archiválva : 2021. október 2., a Wayback Machine -nél . Biomolekula.
  25. ↑ Kahlert C. , Melo SA , Protopopov A. , Tang J. , Seth S. , Koch M. , Zhang J. , Weitz J. , Chin L. , Futreal A. , Kalluri R. Kétszálú genomiális DNS azonosítása átfogja az összes mutált KRAS-t és p53 DNS-t tartalmazó kromoszómát a hasnyálmirigyrákos betegek szérumexoszómáiban.  (angol)  // The Journal of Biological Chemistry. - 2014. - Kt. 289. sz. 7 . - P. 3869-3875. doi : 10.1074 / jbc.C113.532267 . — PMID 24398677 .
  26. ↑ Kanwar SS , Dunlay CJ , Simeone DM , Nagrath S. Mikrofluidikus eszköz (ExoChip) keringő exoszómák chipen történő izolálására, mennyiségi meghatározására és jellemzésére.  (angol)  // Laboratórium a chipen. - 2014. - Kt. 14. sz. 11 . - P. 1891-1900. - doi : 10.1039/c4lc00136b . — PMID 24722878 .

Irodalom

Lásd még

Linkek