Mazi, bet vareni — eksosomas, jauni starpšūnu vēstneši neirodeģenerācijā, 2. daļa

Diferenciālā ultracentrifugēšana: ultracentrifugēšanas metode jau sen tiek uzskatīta par “zelta standartu” eksosomu izolēšanai [10,78], un tā ir visbiežāk izmantotā metode. Džonstons un kolēģi vispirms ziņoja par ultracentrifugēšanu, lai izolētu eksosomas no retikulocītu barotnes [10].

Šķiet, ka starp diferenciālo ultracentrifugēšanu un atmiņu nav tiešas saiknes, taču starp tām ir dažas netiešas saiknes.

Pirmkārt, diferenciālā ultracentrifugēšana var palīdzēt mums uzturēt veselīgu ķermeni un smadzenes, tādējādi uzlabojot atmiņu. Pētījumi liecina, ka fiziskie vingrinājumi var veicināt savienojumus starp neironiem smadzenēs un uzlabot smadzeņu darbību, tostarp atmiņu. Kā augstas intensitātes vingrinājumu metode diferenciālā ultracentrifugēšana var veicināt sirds un asinsvadu veselību, muskuļu spēku un izturību, kas var vēl vairāk veicināt mūsu atmiņu.

Otrkārt, diferenciālā ultracentrifugēšana var mums palīdzēt mazināt stresu un uzlabot garastāvokli, kas arī pozitīvi ietekmē atmiņu. Kad mēs jūtamies nervozi, nemierīgi vai saspringti, mūsu smadzenes izdala dažas negatīvas emocionālas ķīmiskas vielas, kas var ietekmēt mūsu atmiņu un kognitīvās spējas. Izmantojot diferencētu ultracentrifugēšanas vingrinājumu, mēs varam atbrīvot ķermeni no stresa un veicināt neirotransmiteru sekrēciju smadzenēs, tādējādi uzlabojot garastāvokli un kognitīvās spējas.

Turklāt diferenciālā ultracentrifugēšana var mums palīdzēt palielināt mūsu pašapziņu un pašefektivitāti, ko var atspoguļot arī atmiņas uzlabošana. Kad mēs jūtamies pārliecināti un veiksmīgi, mūsu smadzenes izdala dažas pozitīvas emocionālas ķīmiskas vielas, kas var uzlabot mūsu izziņas un atmiņas spējas. Izmantojot tādus vingrinājumus kā diferenciālā ultracentrifugēšana, mēs varam uzlabot savu sportisko līmeni un fiziskās spējas, uzlabot savu pašapziņu un pašefektivitāti un tādējādi efektīvāk uzlabot atmiņu.

Kopumā nav tiešas korelācijas starp diferenciālo ultracentrifugēšanas vingrinājumu un atmiņu, taču starp tiem patiešām pastāv daži netieši savienojumi. Vingrojot, mazinot stresu, uzlabojot garastāvokli un vairojot pašapziņu, mēs varam uzlabot atmiņu un kognitīvās spējas, vienlaikus sniedzot labumu fiziskajai un garīgajai veselībai. Tāpēc diferenciālā ultracentrifugēšana ir pozitīvs vingrinājumu veids, kas var sniegt lielāku labumu mūsu fiziskajai un garīgajai veselībai un atmiņai. Var redzēt, ka mums ir jāuzlabo atmiņa, un Cistanche var ievērojami uzlabot atmiņu, jo Cistanche ir antioksidanta, pretiekaisuma un pretnovecošanās iedarbība, kas var palīdzēt samazināt oksidatīvās un iekaisuma reakcijas smadzenēs, tādējādi aizsargājot cilvēka veselību. nervu sistēma. Turklāt Cistanche var veicināt nervu šūnu augšanu un atjaunošanos, tādējādi uzlabojot neironu tīklu savienojamību un darbību. Šie efekti var palīdzēt uzlabot atmiņu, mācīšanās spējas un domāšanas ātrumu, kā arī var novērst kognitīvo disfunkciju un neirodeģeneratīvo slimību rašanos.

Noklikšķiniet uz zināt bagātinātājiem, lai uzlabotu atmiņu

Šī tehnika ir balstīta uz centrbēdzes spēku izmantošanu, lai secīgi atdalītu daļiņas, pamatojoties uz to izmēru un blīvumu. Lielākām un blīvām daļiņām vispirms ir nepieciešams mazs centrbēdzes spēks, lai tās nogulsnētu [44,84].

Atkarībā no parauga rakstura, pirmā zemā ātruma centrifugēšana ar ātrumu 300–2{5}} × izņem peldošās šūnas, de, ad un apoptotiskā Lielāka ātruma centrifugēšana ar ātrumu 10 000 × izņem lielus pūslīšus un šūnu atliekas.

Eksosomas tiek granulētas, ultracentrifugējot pie 100,000 × g. Eksosomu izolācijas efektivitāte ir atkarīga no vairākiem faktoriem, tostarp paātrinājuma (g), izmantotā rotora veida un tā īpašībām (k koeficients, rotācijas rādiuss) un sākuma parauga beigu viskozitātes. Eksosomu sedimentācijas efektivitāte samazinās, palielinoties viskozitātei.

Tāpēc e, eksosomu izolēšanai no seruma/asinīm ir nepieciešami lielāka ātruma centrifugēšanas posmi ilgāku laiku, salīdzinot ar eksosomu izolāciju no šūnu kultūras barotnes. Atkarībā no izmantotā rotora var apstrādāt salīdzinoši lielus paraugu apjomus. Ultracentrifugēšanai eksosomu izolācijai ir nepieciešams minimāls reaģentu un palīgmateriālu daudzums, un tai ir laba reproducējamība, taču tas prasa vairāk laika un dārgas iekārtas.

Olbaltumvielu agregātu un citu neeksosomālu daļiņu granulēšanas potenciāls lika izmantot gradienta ultracentrifugēšanu, kas ļauj izolēt eksosomas, pamatojoties uz to peldošo blīvumu.

Izopikniskajai centrifugēšanai parasti izmanto saharozi, joks,ol un jodiksanolu [85,86]. Šī metode ir laikietilpīga, tai ir jāizmanto neliels parauga tilpums, jo rotācijas caurules nevar pārslogot, un tā nodrošina nelielu eksosomu attīrīšanas daudzumu.

Ultrafiltrācija: šīs metodes pamatā ir hidrofilu porainu membrānu izmantošana ar noteiktu poru vai molekulmasas robežlielumu, lai notvertu noteikta izmēra vai masas daļiņas. Paraugi, piemēram, barotne vai bioloģiskie šķidrumi, tiek secīgi filtrēti caur membrānām ar poru izmēru samazināšanos. Tas ļauj saglabāt lielas daļiņas katrā filtrēšanas posmā, un aizturētais tiek bagātināts ar specifiskiem daļiņu izmēriem.

Eksosomas tiek atgūtas no gala aiztures ar ultracentrifugēšanu. Šī procedūra ir ātra un ir ieguvusi popularitāti [69]. Ultrafiltrācija ir saistīta ar dažiem trūkumiem membrānas aizsērēšanas un eksosomu slazdošanas dēļ, kā rezultātā tiek iegūta mērena eksosomu raža. Milzīgaiserstress of filtration var sabojāt eksosomas.Izmēru izslēgšanas hromatogrāfija: šīs metodes princips ir balstīts uz proteīnu attīrīšanu ar hromatogrāfiju.

Kolonnas ir piepildītas ar porainām polimēru lodītēm vai sveķiem, piemēram, Sephacryl S-1000, Sepharose 2B un Sepharose CL-2B [71,83–89]. Kad paraugs tiek ielādēts kolonnā, tas šķērso sveķus. Lielākas daļiņas pārvietojas cauri kolonnai, jo tās ir pārāk lielas, lai iekļūtu sveķos, un tās pirmās izplūst (sauktas arī par caurplūdi).

Mazās daļiņas, kas nonāk porainajos sveķos, tiek eluētas ar bufera caurlaidību caur kolonnu. Šī atdalīšana ir stingri balstīta uz izmēru vai molekulmasu un tādējādi visu eksosomu apakšpopulāciju attīrīšanu. Lieluma izslēgšanahromatogrāfija ir ātra un reproducējama metode, kas netraucē eksosomu integritāti. Vienīgais brīdinājums par šo metodi ir tāds, ka neliela daļa augsta blīvuma lipoproteīnu holesterīna un proteīnu eluējas kopā ar eksosomām [87].

Nepieciešama papildu attīrīšana ar blīvuma gradienta centrifugēšanu, lai noņemtu olbaltumvielu agregātus un lipīdus, lai iegūtu tīru eksosomu preparātu. Imūnafinitātes uztveršana: šīs metodes pamatā ir antivielu izmantošana pret eksosomu virsmas proteīniem, piemēram, tetraspanīna proteīniem [78,90,91]. Magnētiskās lodītes, kas kovalenti pārklātas ar streptavidīnu, tiek inkubētas ar biotinilētām antivielām pret eksosomu virsmas proteīniem, ko dēvē arī par “tveršanas antivielām”.

Magnētisko lodīšu uztveršanas antivielu kompleksi tiek inkubēti ar parauga nesaistīto paraugu, kas tiek noņemts, magnetizējot lodītes. Mazgātas lodītes tiek tieši apstrādātas tālākai lietošanai, neeluējot eksosomas. Šī ir viegli lietojama metode un nodrošina tīru eksosomu apakšpopulāciju sagatavošanu. Tomēr šo metodi nevar izmantot regulāri, jo antivielas ir dārgas, un šai metodei ir nepieciešamas iepriekšējas zināšanas par eksosomu virsmas proteīniem, un tā ir atkarīga no antivielu pieejamības pret tām.

Šai metodei ir grūtības ar neskartu eksosomu eluēšanu. Tomēr, kad tas ir izveidots, to var izmantot tādiem lietojumiem kā audzēja eksosomu skrīnings plazmā.

Papildus magnētiskajām lodītēm vairākas citas platformas, piemēram, ļoti porainas monolītas silīcija mikroshēmas, plastmasas plāksnes, celulozes filtri, membrānas afinitātes filtri, agarozes sorbents un mikrofluidierīces, izmanto uz afinitāti balstītu eksosomu attīrīšanu. Mikrofluidikas ierīce: eksploitārās un bioķīmiskās īpašības ir nanomērogā.

Mikrofluidikas ierīcei ir nepieciešams neliels parauga tilpums. Paraugs tiek novirzīts plūsmai pa mikroizmēra kanāliem, un eksosomas tiek uztvertas, izmantojot imūnafinitātes metodes vai porainu struktūru iesprostošanu [67], izmēra filtrēšanu, nanovadu slazdošanu, sānu pārvietošanu, akustisko nanofiltrāciju un nesen viskoelastīgās plūsmas šķirošanu [82].

Šīs ierīces ir izraisījušas lielu interesi par nepieciešamajiem reaģentiem mikrolitros, tās ir pārnēsājamas, un eksosomu izolācijas process ir ļoti ātrs un efektīvs. Tādējādi mikrofluidiskās ierīces var izstrādāt ātrai klīniskai skrīningam un diagnostikai. Vienīgais šīs metodes trūkums ir zemā paraugu ņemšanas jauda.

Plūsmas citometrija, asimetriskā plūsmas lauka plūsmas frakcionēšana, gradienta ultracentrifugēšana un polimēru izgulsnēšana ir dažas papildu metodes, kas ir izveidotas foreksosomu attīrīšanai [92–94].

No pašreizējo izolācijas metožu kopsavilkuma izriet, ka neviena konkrēta pieeja nav piemērota visām eksosomu izolācijas prasībām.

Eksosomu izolācijai izmantojamās metodes standartizācija ir ļoti svarīga.

Optimalizācijas metode būs atkarīga no parauga veida, sākuma parauga tilpuma un pakārtotā lietojuma. Ideāla izolācijas metode būtu vēlama vienkārša un neprasa sarežģītu vai dārgu aprīkojumu. Klīniskā vidē eksosomeizolācijai jābūt mērogojamai, rentablai un ātrai.

Eksosomu attīrīšana no smadzenēm: eksosomām ir liels solījums kā slimību klīniskie diagnostikas marķieri un kā prognostiskie biomarķieri. Pašreizējās eksosomu izolācijas metodes no bioloģiskajiem šķidrumiem, tostarp asinīm, urīnu un cerebrospinālo šķidrumu, lai arī ne bez problēmām, tiek veiktas diezgan regulāri. Tomēr, lai pilnībā izmantotu eksosomu potenciālu, ir jāizstrādā metodes eksosomu ekstrakcijai no cietajiem audiem.neirodeģeneratīvām slimībām primārā patoloģija bieži tiek lokalizēta nespecifiskā smadzeņu reģionā, bet toksiskās olbaltumvielas pēc tam izplatās citos smadzeņu reģionos. Pašreizējie toksisko proteīnu izplatīšanās mehānismi uz citiem smadzeņu reģioniem nav pilnībā izprotami. Eksosomas, visticamāk, ir kandidātes, jo tās ir iesaistītas starpšūnu komunikācijā. Ļoti iespējams, ka eksosomāla krava dažādos smadzeņu reģionos atšķiras.

Tāpēc eksosomu izolēšana no interesējošajiem smadzeņu reģioniem var būt ļoti informatīva. Viens no agrākajiem ziņojumiem par eksosomu izolāciju no smadzeņu audiem nāca no Peresa Gonzalezleza un viņa kolēģiem [95]. Viņi attīrīja eksosomas neatkarīgi no svaigām un saldētām peles smadzenēm un saldētiem cilvēka smadzeņu audiem.

Izolācijas metode ietvēra sākotnējo audu apstrādi ar papapaīnu, kam sekoja filtrēšana, lai izmestu šūnas un atliekas. Pēc tam homogenāti tika pakļauti virknei zema ātruma centrifugēšanas, kam sekoja ātrgaitas centrifugēšanas sērija. Eksosomas tika tālāk attīrītas, frakcionējot saharozes gradientu. Izmantojot šo protokolu, autori ziņo par neskartu eksosomu izolāciju no smadzenēm [95].

Līdzīgu metodi izmantoja Vella un kolēģi, izņemot to, ka paraugs netika filtrēts [96]. Šīs pētniecības grupas izmantotās metodoloģijas rezultātā tika izolētas eksosomas, kas atbilst visiem eksosomu raksturošanas kritērijiem, nodrošinot svarīgu instrumentu neirozinātniekiem. Interesantu un atšķirīgu pieeju eksosomu izolācijai izmantoja cita pētījumu grupa.

Apgalvojot, ka ultracentrifugēšana noārda "nevēlamos šķīstošos proteīnus un agregātus", Gallart-Palau un kolēģi homogenizēja svaigas peles smadzenes un sasaldētu cilvēka priekšējo daivu 0.1M amonija acetāta buferšķīdumā, kas papildināts ar anti-proteāzēm.

Apvienotie supernatanti tika sajaukti ar četrām daļām atdzesēta acetona, lai izgulsnētu hidrofilos proteīnus un līdzīgas audu makromolekulas, atstājot šķīdumā hidrofobas eksosomas [97]. Mūsuprāt, šai metodei ir vairāki trūkumi. Pirmkārt, maz ticams, ka amonija acetāts var uzturēt neitrālu pH, jo etiķskābes pKa ir aptuveni pH 4,75 un amonija pKa ir aptuveni pH 9,25.

Tādējādi smadzeņu audi tiek homogenizēti, izmantojot buferšķīdumu ar nestabilu pH, un tas var ietekmēt makromolekulu lādiņu [98].

Otrkārt, lai gan acetons var atdalīt hidrofilos proteīnus un citas hidrofilās molekulas no supernatantiem, tas var mainīt fosfolipīdu divslāni, jo mēs, treškārt, palielināsim plazmas membrānas plūstamību, kas liecina par nejaušu eksosomu satura noplūdi [99].

3. Eksosomu loma centrālajā nervu sistēmā (CNS)

Sarežģīta mijiedarbība starp neironiem un glia ir priekšnoteikums normālai nervu sistēmas darbībai (4. attēls) [100]. Komunikācija CNS ir aprakstīta kā multimodāla un iedalīta vadu pārraidē (vienā pārraide) un apjoma pārraidē no daudzām pārraidēm) [101].

Vadu pārraide ietver neirotransmisiju, izmantojot elektriskās un ķīmiskās sinapses, kas nodrošina mazu molekulu un jonu pārnešanu caur spraugas savienojumiem. No otras puses, skaļuma pārraidi atvieglo signālu parakrīna pārraide caur intersticiālu telpu vai cerebrospinālo šķidrumu. Tomēr pēdējos gados kļuva skaidrs, ka eksosomas veicina starpšūnu komunikāciju CNS [102].

Eksosomas sasniedz savu šūnu-šūnu komunikatoru lomu, iedarbojoties ar dažādu mehānismu palīdzību. Eksosomas var ierosināt signālu transdukcijas kaskādes, aktivizējot virsmas receptorus vai piegādājot to nukleīnskābju, olbaltumvielu, lipīdu un citu mazu molekulu kravu, izraisot funkcionālas sekas saņēmēju šūnās.

Eksosomu izdalīšanās un uzņemšana ir divvirzienu, kas ļauj koordinēt bioloģiskos notikumus. Eksosomas atbrīvo visas CNS šūnas, tostarp mikroglijas, oligodendrocīti, astrocīti, tes un neironi [103. Eksosomu izdalīšanos parasti kontrolē neirotransmitera signāli smadzenēs.

Iedarbība uz ierosinošā neirotransmitera glutamāta stimulē eksosomu izdalīšanos no nobriedušiem garozas un hipokampu neironiem, kas kultivēti in vitro. Un otrādi, AMPA receptoru vai NMDA receptoru antagonisti maina ierosmes aktivitāti ar samazinātu eksosomu izvadi. Šie dati liecina, ka eksosomu izdalīšanos modulē ierosinošā sinaptiskā aktivitāte.

Turklāt eksosomu izdalīšanos veicina neironaldepolarizācija un kalcija pieplūdums pēc apstrādes ar kalcija jonoforu, jonomicīnu [49]. Adenozīna trifosfāts (ATP), kas izdalās sinapsēs, darbojas kā kotransmiteru aktivizējoši glia purinerģiski receptori.

ATP veicina astrocītu un mikrogliju šūnu eksosomu izdalīšanos. Eksosomu izdalīšanās saistīšana ar neirotransmitera izdalīšanos liecina, ka šīs bioloģiskās nanodaļiņas var būt labāk lokalizētas smadzeņu reģionos ar augstu neironu aktivitāti, iespējams, pateicoties lielākai starpšūnu komunikācijai un šūnu aktivitātes koordinācijai šajos reģionos [100]Vairāki pārskati par šo tēmu sniedzde detalizēts pārskats par šūnu un šūnu saziņu, izmantojot eksosomas [52,53,104–108]. 2. tabulā ir īsi apkopota eksosomu loma starpšūnu komunikācijā smadzeņu iekšienē. Zemāk mēs īsi aprakstām eksosomu mediētu starpšūnu saziņu starp smadzeņu šūnām.

4. attēls. Eksosomu mediēta starpšūnu komunikācija starp smadzeņu šūnām. Eksosomām no pamatšūnas smadzenēs var būt vairākas mērķa (vai saņēmēja) šūnas, lai nodrošinātu homeostāzes uzturēšanu. (A) Eksosomu izdalīšanās CNS notiek, reaģējot uz neirotransmitera signālu, un tāpēc to kontrolē elektriskā aktivitāte.

Piemēram, kālija hlorīda iedarbība depolarizē neironus, ko bieži sauc par elektriski aktīviem neironiem. Depolarizētie neironi atbrīvo glutamātu, kas saistās ar AMPA un NMDA receptoriem uz oligodendrocītiem un stimulē tos. Glutamāta receptoru aktivizēšana palielina intracelulāro kalcija līmeni oligodendrocītos. Intracelulārā kalcija palielināšanās izraisa oligodendrocītu eksosomu izdalīšanos [109].

ATP izraisīta P2 purinoreceptoru apakštipa P2X7 stimulācija stimulē eksosomu izdalīšanos ar mikrogliju [110] un astrocītiem [111]. Serotonīns arī stimulē eksosomu izdalīšanos ar mikrogliju [112]. (B) Neironi regulē noteiktas neironu, astrocītu un endotēlija šūnu funkcijas, atbrīvojot eksosomas [113].

Jo īpaši neironu eksosomas novērš sinapses un stimulē mikroglia šūnu fagocitozi [114]. Neironu eksosomas atbrīvoja, reaģējot uz sinaptisko aktivāciju, kontrolējot glutamāta transportētāju astrocītu šūnu ekspresiju, lai regulētu ārpusšūnu glutamāta līmeni [115]. (C) No astrocītiem iegūtās eksosomas modulē neironu darbību un veic neiroprotektīvu lomu.

Astrocītu eksosomas aktivizē mikrogliju un spēlē svarīgu lomu oligodendrocītu diferenciācijā. (D) Mikroglijas eksosomas modulē neironu sinaptisko funkciju un sazinās ar astrocītiem, lai izraisītu neiro iekaisumu.

Mikroglijas eksosomas var veicināt gan neiroprotektīvas, gan neirodeģeneratīvas lomas, kas saistītas ar mikrogliju. (E) Matureoligodendrocītu eksosomas veicina aksonu transportu un palīdz uzturēt tīru mikrovidi, izmantojot saziņu caur mikrogliju un astrocītiem. (F) Oligodendrocītu prekursoru šūnu deksosomas palīdz neiroreģenerācijā [116].

Pielāgots ar atļauju no Schnatz, A., Müller, C., Brahmer, A. un Krämer-Albers, E.-M. (2021), Ekstracelulārie pūslīši nervu šūnu mijiedarbībā un CNS homeostāze. FASEB BioAdvances, 3: 577–592 [100]. doi:10.1096/fba.{9}}; Autortiesības © 2022 Autori.

FASEB BioAdvances, ko publicējusi Amerikas Eksperimentālās bioloģijas biedrību federācija. Šis brīvās piekļuves raksts saskaņā ar http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/License (2022. gada 3. marts) noteikumiem, kas atļauj izmantošanu, izplatīšanu un pavairošanu jebkurā datu nesējā, ar nosacījumu, ka oriģinālais darbs ir pareizi citēts un netiek izmantots komerciāliem nolūkiem.

No neironiem iegūtas eksosomas: peļu un cilvēku izcelsmes kultivētie neironi un neironu cilmes šūnas atbrīvo eksosomas [92,117,118].

Interesantu novērojumu veica Chivetand kolēģi, pētot neiroblastomas šūnu atbrīvotās eksosomas. Viņi novēroja šūnām raksturīgu eksosomu internalizāciju.

Eksosomas no neiroblastomas šūnām viegli endocitizēja astrocīti un oligodendrocīti, bet daudz mazākā mērā hipokampu neironi. No otras puses, eksosomas, ko atbrīvo neironi, reaģējot uz sinaptisko aktivitāti, uztvēra tikai neironi, kas liecina par eksosomu mediētās komunikācijas augsto specifiku starp smadzeņu šūnām [119].

Tiek uzskatīts, ka no neironiem iegūtas eksosomas piedalās sinaptiskajā plastiskumā, noņemot novecojušos proteīnus un RNS. Tas tiek panākts, aktivizējot mikroglia fagocītisko funkciju [120]. Kālija izraisīta kultivētu cilvēka neiroblastomas šūnu depolarizācija atbrīvo eksosomas, kas bagātinātas ar ar aktivitāti saistītu miRNS komplektu un sinaptisko proteīnu MAP1b.

MAP1b proteīns ir bagātīgi sastopams inaksonu augšanas konusos un dendritiskos spinos, un tas ir saistīts ar sinaptisko plastiskumu [121]. Depolarizācija stimulē soma-dendritisko eksosomu uzņemšanu blakus esošajās sinapsēs.

Internalizētās eksosomas veicina sinaptisko spēku, ātri pārvēršot mRNS, kas ir saistītas ar sinaptisko aktivitāti postsinaptiskajā reģionā [121]. Papildu atbalstu eksosomu lomai neirotransmisijas modulēšanā sniedz pētījumi, kuros izmantoti primārie embrionālie garozas neironi, kas atbrīvo eksosomas, kas satur divas mikroRNS — Let-7c un miR-21.

Šīs mikroRNS ir ligandi Toll līdzīgajam receptoram 7 (Tlr7). Toll-likereceptor 7 aktivizēšanai ir negatīva loma aksonu un dendrītu augšanā. Neironu inkubācija ar Let-7c un miRhurtt uz dendrītu augšanu normālos neironos, un šī ietekme tika iznīcināta neironos no Tlr7(−/−) nokautajām pelēm [122].

Tādējādi ir pamatoti pieņemt, ka neironu eksosomas var modulēt neirotransmisiju, regulējot neitrītu augšanu neiroloģiskās attīstības laikā. Sinaptoģenēzi un sinapses uzturēšanu ietekmē arī eksosomas.

Ar prolīnu bagāto transmembrānu proteīnu PRR7 atbrīvo neironsīns no aktivitātes atkarīgā veidā, izmantojot eksosomas. PRR7-saturošu eksosomu internalizācija, ko veic blakus esošie neironi, samazina to ierosinošo sinapšu skaitu.

Uzbudinošo sinapsu samazināšana tiek panākta, aktivizējot GSk3, stimulējot PSD proteīnu proteasomu degradāciju un vienlaikus kavējot Wnts eksosomālo sekrēciju [123]. Tādējādi eksosomas ir ietekmīgas, spēlējot rs neironu–neironu un neironu–glia komunikāciju. No astrocītiem iegūtas eksosomas: astrocīti ir visizplatītākais glia šūnu veids smadzenēs.

Tie ir ļoti svarīgi smadzeņu homeostāzes uzturēšanai un nodrošina dzīvībai svarīgas funkcijas, piemēram, neirotrofisku atbalstu, sinaptiskās aktivitātes modulāciju un plastiskumu [124,125].

Astrocītiskie procesi uztur kontaktu ar asins kapilāriem smadzenēs, veicinot asins-smadzeņu barjeras uzturēšanu [126]. Papildus šo svarīgo funkciju veikšanai astrocīti darbojas kā imūnkompetentas CNS šūnas.

Atkarībā no konteksta astrocītu aktivitāte var saasināt iekaisuma reakcijas vai veicināt imūnsupresiju un audu atjaunošanos. CNS audu bojājumu vietās reaktīvie astrocīti veido rētas, kas efektīvi kalpo par funkcionāliem šķēršļiem iekaisuma šūnām, tādējādi kontrolējot CNS iekaisumu [127]. Reaktīvie astrocīti atbrīvo neirotoksiskas vielas un iekaisuma molekulas, piemēram, citokīnus un kemokīnus.

Dažas no šīm astrocītu funkcijām ir daļēji atvieglotas, atbrīvojot eksosomas. Turklāt uzkrājošie pierādījumi apstiprina domu, ka astrocītu neiroprotektīvā loma ir saistīta ar eksosomu starpniecību. Žurku astrocīti, kas kultivēti in vitro, atbrīvo eksosomas, kas satur neiroprotektīvus un neirotrofiskus faktorus.

Jo īpaši astrocītu eksosomas tika bagātinātas ar fibroblastu augšanas faktoru 2 un vaskulāro endotēlija augšanas faktoru [128]. Abas ir angiogēnas molekulas un veicina proliferāciju, aksonu reģenerāciju, neiroģenēzi un sinaptisko plastiskumu [129, 130]. Stress izraisa glikolītiskā enzīma aldolāzes C iekļaušanu astrocītu eksosomās [131].

Paaugstināts aldolāzesC līmenis ne tikai izraisa miR{0}}a-5p ekspresiju astrocītos, bet arī ievērojami paaugstinātu miR-26a-5p līmeni eksosomās. Astrocītu eksosomu internalizācija ar paaugstinātu miR-26a-5p līmeni samazināja MAP2 un GSk3 proteīna līmeni hipokampalneironos, kā rezultātā samazinājās dendrīta sarežģītība [132].

Primāro žurku garozas astrocītu kultūru pakļaušana pro-iekaisuma citokīniem I, L1 un TNF izraisīja eksosomu izdalīšanos, kas bagātinātas ar miRNS, kas ir vērstas pret proteīniem, kas iesaistīti neirotropīna signalizācijā.

Konkrēti, miR-125a-5p un miR-16-5p mērķauditorija bija NTKR3 un tā pakārtotais efektorsBcl2. Bcl2 pazemināšanās neironos izraisīja dendrītu augšanas un sarežģītības samazināšanos [133]. Tādējādi astrocīti reaģē uz iekaisuma izaicinājumiem, modulējot sinaptiskajā stabilitātē un neironu uzbudināmībā iesaistīto proteīnu ekspresiju.

Neironu aktivitātes samazināšanās var pozitīvi ietekmēt neironu izdzīvošanu pēc apvainojuma. Eksosomas, ko atbrīvo astrocīti, reaģējot uz IL-1 intracerebrālu injekciju, nonāk perifērajā cirkulācijā un veicina perifēro leikocītu piesaisti. Tādējādi šie dati liecina, ka eksosomas savieno saziņu starp tām un antheperifēriju [134].

No oligodendrocītiem iegūtas eksosomas: ātra un uzticama darbības potenciāla izplatīšanās gar aksoniem ir atkarīga no neironu mielinizācijas. Oligodendrocīti aptver vairākus aksonus. Encanto atjauno mielīna apvalkus trīs reizes 2 stundu stundās135].Mielīns ir īpaši bagātināts ar lipīdiem, taču tajā ir iekļauti vairāki mielīna veidošanās komponenti.

Galvenie mielīna proteīni ir proteolipīdu proteīns (PLP), mielīna bāzes proteīns (MBP), ar mielīnu saistīts glikoproteīns (MAG) un 30-cikliskā nukleotīda30- fosfodiesterāze (CNP) [136]. Divas olbaltumvielas, PLP un MBP, ir sadalītas mielīna apvalkā un ir noderīgas sablīvēšanās procesā, kā rezultātā veidojas cieši saistīta mielīna daudzslāņu struktūra.

Papildus svarīgajai funkcijai mielīna ražošanā, oligodendrocīti nodrošina trofisku atbalstu aksoniem un tādējādi ir būtiski aksonu integritātei [137]. Saziņa starp oligodendrocītiem un neironiem ir būtiska, lai sasniegtu šo svarīgo funkciju. Jaunākie pētījumi liecina, ka oligodendrocītu eksosomas internalizē neironi, lai nodrošinātu trofisku atbalstu aksoniem.

Līdzīgi kā neironiem, eksosomu izdalīšanās no oligodendrocītiem ir atkarīga no aktivitātes. Neirotransmiteraglutamāts, ko izdala aktīvie neironi, stimulē intracelulāro kalcija inoligodendrogliju pieaugumu, izmantojot NMDA un AMPA receptorus.

Paaugstināts citozoliskais Ca{0}} izraisa oligodendrocītu CN-P un PLP bagātinātu eksosomu sekrēciju. Pēc atbrīvošanas eksosomas tiek internalizētas ar neironiem, kas pabeidz divvirzienu tiešu mijiedarbību starp oligodendrocītiem un neironiem [109, 138].

In vitro pētījumi, kuros izmantoti kultivēti neironi, arī parādīja, ka oligodendrocītu atbrīvotās eksosomas palielina neironu izdzīvošanu šūnu stresa apstākļos [109]. Šo pētījumu paplašinājumā Frühbeis un kolēģi parādīja, ka pelēm ar CNP un PLP deficītu ir traucēta eksosomu izdalīšanās no oligodendrocītiem [139].

Svarīgi, ka oligodendrocīti, kas izolēti un kultivēti no CNP mutantu pelēm vai PLP mutantu pelēm, uzrādīja eksosomu izdalīšanās samazināšanos, tādējādi pasliktinot oligodendrocītu neironu komunikāciju.

Saziņas trūkums starp oligodendrocītiem un neironu eksosomām izraisīja aksonu deģenerāciju un samazinātu metabolītu atbalstu neironiem [139]. Šie novērojumi liecina, ka oligodendrocītu eksosomas sniedz nozīmīgu ieguldījumu neironu homeostāzes uzturēšanā.

For more information:1950477648nn@gmail.com