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不再存在細胞“垃圾”-外來體在治療和診斷腦部疾病方面顯示出潛力

就像從噴氣式飛機的腹部卸下的超大行李箱一樣,被稱為外來體的分子挎包不斷從體內所有細胞中展開,每個細胞都充滿了另一種細胞可能解包和使用的各種物品。通過釋放這些生物包裹,細胞通過共享的蛋白質和遺傳物質彼此通信。

外來體曾經被簡單地認為是細胞“垃圾”的微觀麻袋,但現在被認為對我們的健康極為重大樂透中2個號碼多少錢要。近年來大量研究甚至表明,它們可以轉運與癌症和神經退行性疾​​病(例如阿爾茨海默氏病)擴散相關的分子。然而,直到最近,它們在大腦發育中的作用仍是一個謎。

在發表的新研究中 美國國家科學院院刊,Scripps Research的Hollis Cline博士及其同事通過證明外泌體不僅是神經元和神經迴路發育不可或缺的組成部分,而且還可以使受發育性疾病影響的腦細胞恢復健康,從而填補了這一知識鴻溝。

“在大腦發育的不同階段,細胞之間的信號傳導絕對必不可少,”斯克里普斯研究中心神經科學系聯席主席,克萊恩斯研究中心主任克萊恩說。新球網娛樂城 Dorris神經科學中心。 “我們發現外來體是細胞傳遞這些信號的方式之一。”

我們的身體使用稱為“囊泡”的球形容器在細胞內和細胞間運輸不同的物質。外來體是一種囊泡,專門負責將各種生物貨物(脂質,蛋白質,RNA)從一個細胞轉運到另一個細胞。克萊恩(Cline)的研究確定,蛋白質尤其是導致細胞線上娛樂城外泌體的11種信號傳導能力。

她的研究小組檢查了來自健康人類神經元和疾病模型的外泌體i88娛樂城瑞特綜合症(Rett syndrome)的一種,它是一種遺傳驅動的發育性腦部疾病,可導致自閉症樣症狀。

Cline實驗室的神經科學家Pranav Sharma博士設計了實驗,以清楚地識別和比較健康神經元和患病神經元的外泌體生物活性。通過多種細胞和功能測定,他們發現受Rett影響的外泌體不含任何有害蛋白質,但在健康的外泌體中也沒有必需的信號傳導蛋白質。夏爾馬說:“他們沒有壞東西,但缺少好東西。”

作為實驗的一部分,研究小組使用CRISPR基因編輯技術糾正了引起Rett綜合徵的突變,然後檢查了神經外泌體的信號傳導功能是否得到恢復。沙爾瑪說:“解決突變逆轉了赤字。”

他們還測試了將健康的外泌體添加到Rett綜合徵的培養皿模型中是否可以提供治療效果。它做了。 

克萊恩說:“這也許是我們最令人興奮的發現:健康細胞的外泌體確實可以挽救Rett綜合徵細胞的神經發育缺陷。” “由於許多需要發育的神經發育障礙,我們認為這是非常有前途的大發網時間。對於這些疾病,我們已經對潛在的基因缺陷有了深刻的了解,但仍然缺乏針對疾病本身的療法。”

Sharma說,這項研究依賴於Rett患者誘導的多能幹細胞(iPSC)衍生的人類神經元hoya娛樂城在實驗的這一方面,研究小組利用了加利福尼亞大學聖地亞哥分校的神經科學和乾細胞專家Alysson Muotri539中二合多少錢博士的專業知識。為了獲得表徵外泌體所需的豐富而可量化的蛋白質組學數據,研究團隊與Scripps Research的其他幾位研究人員合作,包括質譜技術先驅John Yates III博士和科學家Daniel Yelp實驗室在Yates實驗室中。

夏爾馬說:“大腦是一個非常複雜的器官,神經元比正常細胞還要復雜。” “我們不想迷失在復雜性上,因此我們決定採用簡化論方法來測試這些囊泡的功能和所含的物質。”

他們還將健康的外泌體注射到小鼠海馬體中(參與學習和記憶的大腦區域),並觀察到神經元增殖增加。該研究的體內方面證明,在細胞培養物中看到的外泌體生物活性可轉移到動物模型中。

有了他們的傑出發現,Cline和她的團隊現在打算更深入地研究他們的結果,並探索一系列與外泌體生物活性和潛在臨床應用相關的新問題:能否在血液測試中測量外泌體以檢測疾病或治療功效?這些發現是否還適用於自閉症譜系障礙(ASD)和其他神經發育疾病,例如脆性X?有一天基於外泌體的療法可以幫助患有腦部疾病的患者嗎?

克萊恩說:“這項研究與許多與大腦發育有關的疾病有著密切的聯繫。” “這是一個非常有趣的生物學,許多科學家對這種可能性感到興奮。”

參考:Sharma等。 2019.外來體調節神經發生和電路組裝。 PNAS。 https://doi.org/10.1073/pnas.1902513116。 

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