Wir haben die aufregendsten neuen Forschungen auf dem Gebiet der Genetik und Zellforschung der letzten Woche zusammengestellt.
Exosomen aus dem programmierten Zelltod: Mechanismus und biologische Bedeutung
Exosomen sind nanoskalige extrazelluläre Vesikel, die in Körperflüssigkeiten vorhanden sind und durch die Übertragung bioaktiver Moleküle die interzelluläre Kommunikation vermitteln und dadurch eine Reihe physiologischer und pathologischer Prozesse regulieren. Exosomen können von fast allen Zelltypen sezerniert werden, und die biologische Funktion von Exosomen ist heterogen und hängt von der Art und dem Zustand der Spenderzelle ab. Jüngste Forschungen haben gezeigt, dass die Menge an Exosomen, die aus dem endosomalen System freigesetzt werden, in Zellen, die dem programmierten Zelltod unterliegen, ansteigt. Diese Exosomen spielen bei Krankheiten wie Entzündungen, Tumoren und Autoimmunkrankheiten eine entscheidende Rolle. Allerdings mangelt es derzeit an systematischer Forschung zu den Unterschieden in der Biogenese, den Sekretionsmechanismen und der Zusammensetzung von Exosomen bei verschiedenen Modalitäten des programmierten Zelltods. Diese Übersichtsarbeit unterstreicht das Potenzial von Exosomen als lebenswichtige Vermittler von Prozessen des programmierten Zelltods und beleuchtet die Verbindung zwischen der Biosynthese von Exosomen und den Regulationsmechanismen, die Zelltodprozesse steuern. Darüber hinaus heben wir die Aussicht hervor, Exosomen für die Entwicklung innovativer Biomarker und therapeutischer Strategien für verschiedene Krankheiten zu nutzen.
Von Fettstammzellen stammende Exosome fördern die Wundheilung durch Regulierung der let-7i-5p/GAS7-Achse
Hintergrund
Verletzungen des Hautgewebes haben verheerende Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, so dass es dringend notwendig ist, Strategien zur Beschleunigung der Wundheilung zu entwickeln. Die normale Wundheilung ist ein komplexer Prozess, der sich überschneidende Schritte umfasst, darunter Hämostase, Entzündungsreaktion, Proliferation und Matrixumbau. In dieser Studie wurden die Auswirkungen von aus Fettstammzellen gewonnenen Exosomen (ADSC-Exos) auf die Wundheilung und die zugrunde liegenden Mechanismen untersucht.
Methoden
Zu diesem Zweck wurden in vitro mit Wasserstoffperoxid (H2O2) behandelte menschliche Keratinozyten (HaCaT) Zelllinien und in vivo Tierwundmodelle hergestellt. Die Zellmigration wurde mit Hilfe von Transwell- und Wundheilungstests bewertet, während die Expression von Exosomen-Biomarkern mittels Western Blot untersucht wurde. Darüber hinaus wurden die Fettstammzellen mit Hilfe von Durchflusszytometrie, Alizarinrot S und Ölrot O Färbung sowie Transmissionselektronenmikroskopie identifiziert.
Ergebnisse
Die Ergebnisse zeigten, dass eine H2O2-Behandlung die Zelllebensfähigkeit und Migration von HaCaT-Zellen hemmte, während sie von ADSC-exos gefördert wurde. Mechanistische Untersuchungen ergaben, dass die microRNA-let-7i-5p (let-7i-5p) in ADSC-exos in die HaCaT-Zellen eingeschleust wurde und die Expression von growth arrest-specific-7 (GAS7) hemmte. Rettungsexperimente bestätigten diese Ergebnisse, die darauf hinwiesen, dass die Überexpression von GAS7 die Wirkung von let-7i-5p auf die Lebensfähigkeit und Migration von HaCaT-Zellen umkehrte, was darauf hindeutet, dass ADSC-exos die Wundheilung über die let-7i-5p/GAS7-Achse förderte.
Fazit
Aus Fettstammzellen gewonnene Exos verbesserten die Lebensfähigkeit und Migration von HaCaT durch die Übertragung von let-7i-5p und die Ausrichtung auf GAS7 und förderten so die Wundheilung bei Ratten.
Exosomen fördern die Bildung prämetastatischer Nischen bei kolorektalem Krebs
Es ist bekannt, dass Darmkrebs (CRC) eine hohe Morbidität, eine schlechte Prognose, wenn er metastasiert, und eine stark verkürzte 5-Jahres-Überlebensrate hat. Daher ist es nach wie vor wichtig, den Mechanismus der Tumormetastasierung zu verstehen. Auf der Grundlage der Theorie von „Saat und Boden“ wurde das Konzept der „prämetastatischen Nische (PMN)“ von Kaplan et al. eingeführt. Die komplexe Interaktion zwischen Primärtumoren und dem metastatischen Organ bietet eine günstige Mikroumgebung für die Ansiedlung von Tumorzellen in der Ferne. Mit der weiteren Erforschung der PMN haben Exosomen allmählich das Interesse der Forscher auf sich gezogen. Exosomen sind extrazelluläre Vesikel, die von Zellen abgesondert werden, verschiedene biologische Informationen enthalten und an der Kommunikation zwischen Zellen beteiligt sind. Als Schlüsselmolekül in den PMN stehen Exosomen in engem Zusammenhang mit der Metastasierung von Tumoren. In diesem Artikel haben wir Informationen durch eine umfassende Suche in akademischen Datenbanken wie PubMed und Web of Science unter Verwendung relevanter Schlüsselwörter erhalten. Es wurden nur neuere, von Experten begutachtete und in englischer Sprache veröffentlichte Artikel berücksichtigt. Diese Studie zielt darauf ab, eingehend zu untersuchen, wie Exosomen die Bildung einer prämetastatischen Mikroumgebung (PMN) bei Darmkrebs fördern und welche Mechanismen dabei eine Rolle spielen.
Exosomen aus ITGB1-modifizierten Telozyten lindern LPS-induzierte Entzündungen und oxidativen Stress durch die YAP1/ROS-Achse
Ziele
Frühere Studien haben eine signifikante Hochregulierung von Integrin Beta 1 (ITGB1) in Telozyten gezeigt. Ziel dieser Studie ist es, die Rolle und die zugrunde liegenden Mechanismen von ITGB1 bei Entzündungen und oxidativem Stress nach der Verabreichung von Lipo-Polysaccharid (LPS) in Telozyten zu untersuchen.
Methoden
Wir beobachteten einen Anstieg der Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), begleitet von einem Rückgang der ITGB1-Spiegel nach der LPS-Behandlung.
Ergebnisse
Vor allem die Hemmung der ROS-Synthese reduzierte die LPS-induzierte ITGB1-Expression deutlich. Darüber hinaus milderte die ektopische ITGB1-Expression die LPS-induzierte Entzündung und den oxidativen Stress, was sich in einer Verringerung der pro-inflammatorischen Marker wie Tumor-Nekrose-Faktor-alpha (TNF-α), Interleukin (IL)-1β, IL-6 und Monocyte Chemoattractant Protein (MCP)-1 zeigte. Die Deletion des endothelialen Yes-Associated Protein 1 (YAP1) verringerte die Werte der Entzündungsmarker und die ROS-Produktion deutlich. Darüber hinaus förderten Exosomen, die von ITGB1-modifizierten Telozyten sezerniert wurden, die Proliferation von menschlichen Nabelvenenendothelzellen (HUVECs) und hemmten die Apoptose. In-vivo-Experimente zeigten, dass Exosomen aus ITGB1-modifizierten Telozyten funktionelle und strukturelle Veränderungen sowie Entzündungsreaktionen bei akuter Lungenverletzung (ALI) modulierten.
Fazit
Diese Ergebnisse unterstreichen die kritische Rolle der YAP1/ROS-Achse bei LPS-induzierten Telozyten-Verletzungen und verdeutlichen das therapeutische Potenzial eines Angriffs auf ITGB1 zur Abschwächung von Entzündungen und oxidativem Stress in diesen Zellen.
Entwickelte Exosomen und zusammengesetzte Biomaterialien für die Geweberegeneration
Exosomen, kleine Vesikel, die von einer Lipiddoppelschicht umschlossen sind und von vielen Zelltypen freigesetzt werden, sind weit verbreitet und haben im Bereich der regenerativen Medizin aufgrund ihrer Fähigkeit, als Indikatoren für Krankheiten und Wirkstoffe mit therapeutischem Potenzial zu dienen, zunehmende Aufmerksamkeit erlangt. Exosomen spielen eine entscheidende Rolle bei der Vermittlung der interzellulären Kommunikation durch den Transfer vieler Biomoleküle, darunter Proteine, Lipide, RNA und andere molekulare Bestandteile, zwischen den Zellen. Der gezielte Transport von Proteinen und Nukleinsäuren zu bestimmten Zellen hat das Potenzial, bestimmte biologische Funktionen zu verbessern oder zu beeinträchtigen. Exosomen haben viele Anwendungsmöglichkeiten und können allein oder in Kombination mit anderen therapeutischen Ansätzen eingesetzt werden. Die Untersuchung der einzigartigen Eigenschaften und zahlreichen Funktionen dieser Faktoren hat sich zu einem bedeutenden Forschungsgebiet im Bereich der biomedizinischen Forschung entwickelt. Dieses Manuskript fasst die Ursprünge und Eigenschaften von Exosomen zusammen, einschließlich ihrer strukturellen, biologischen, physikalischen und chemischen Aspekte. Es bietet eine umfassende Untersuchung der jüngsten Fortschritte in der Gewebereparatur und der regenerativen Medizin und hebt die möglichen Auswirkungen dieser Methoden auf bevorstehende Versuche der Geweberegeneration hervor.
