Wir haben die aufregendsten neuen Forschungen auf dem Gebiet der Genetik und Zellforschung der letzten Woche zusammengestellt.
Exosomen und microRNAs als Mediatoren der Bewegung
MicroRNAs (miRNAs), auch bekannt als Mikroribonukleinsäuren, sind kleine Moleküle, die in bestimmten Geweben vorkommen und für die Aufrechterhaltung der richtigen Kontrolle von Genen und zellulären Prozessen unerlässlich sind. Umweltfaktoren, wie z.B. körperliche Betätigung, können die miRNA-Expression modulieren und gezielte Veränderungen in der Gentranskription hervorrufen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über den derzeitigen Wissensstand zu den wichtigsten miRNAs, die durch körperliche Aktivität in verschiedenen Geweben und Körperflüssigkeiten beeinflusst werden. Zahlreiche Forschungsprojekte haben den bedeutenden Einfluss der miRNAs auf die Kontrolle der durch körperliche Aktivität hervorgerufenen biologischen Veränderungen hervorgehoben. Diese Moleküle spielen eine wichtige Rolle bei wichtigen Prozessen wie dem Wachstum von Skelettmuskel- und Herzmuskelzellen, der Bildung von Mitochondrien, der Entwicklung des Gefäßsystems und der Regulierung des Stoffwechsels. Studien haben gezeigt, dass körperliche Anstrengung die Beiträge von miR-1, miR-133, miR-206, miR-208 und miR-486 zur Revitalisierung und Wiederherstellung des Skelettmuskelgewebes nutzt. Darüber hinaus kann der Nachweis von Veränderungen in den miRNA-Spiegeln und deren Verknüpfung mit den spezifischen Ergebnissen verschiedener Trainingsroutinen und -intensitäten als Indikator für die körperliche Anpassung und die Reaktion auf körperliche Aktivität bei Langzeiterkrankungen dienen. Zahlreiche Studien haben bestätigt, dass extrazelluläre Vesikel(EVs), die sich aus verschiedenen Bestandteilen wie Exosomen zusammensetzen, die Fähigkeit haben, Entzündungen durch die Aktivierung des Nuklearfaktor Kappa B(NF-κB-Weg ) zu reduzieren. Darüber hinaus hat körperliche Aktivität einen großen Einfluss auf die Konzentration spezifischer miRNAs in Exosomen, die aus der Skelettmuskulatur stammen. Daher zielen die exosomalen miRNAs auf einige Signalwege ab, die mit Wachstum und Entwicklung zusammenhängen, wie z.B. Wnt/β-Catenin, PI3K/AKT und der insulinähnliche Wachstumsfaktor 1 (IGF1). Auch die Exosomen, die bei körperlicher Betätigung entstehen, wurden als wichtige Vermittler bei der Förderung positiver Effekte im gesamten Körper identifiziert. Das Ziel dieser Übersichtsarbeit ist es, die Wirkung von Sport auf die Funktion von miRNAs und Exosomen zusammenzufassen.
Exosomen: Historische Entwicklung und aufkommende Rollen in der Dermatologie
Hintergrund
Exosomen sind extrazelluläre Vesikel in Nanogröße, die aus verschiedenen Zelltypen stammen und für verschiedene klinische Anwendungen untersucht wurden, darunter die Funktion als Biomarker und die Verwendung als direkte Therapeutika. Angesichts der Rolle, die Exosomen in verschiedenen pathophysiologischen Prozessen spielen, und der potenziellen praktischen Anwendungen haben sie in der wissenschaftlichen Gemeinschaft großes Interesse geweckt, aber es ist noch vieles über ihre Entwicklung und Verwendung unbekannt.
Ziele
Diese Literaturübersicht befasst sich mit dem Hintergrund, den Wirkungsmechanismen, der Verwendung als Biomarker, den Anwendungsmethoden und den direkten therapeutischen Anwendungen von Exosomen.
Methoden
Es wurde eine Literaturübersicht über den Hintergrund und die Verwendung von Exosomen erstellt. Die wichtigsten Artikel, die die pathophysiologischen Wege und Anwendungen von Exosomen beschreiben, wurden zusammengefasst und beschrieben.
Ergebnisse
Exosomen beeinflussen mehrere zelluläre Signalwege, wodurch sie als Biomarker für bösartige Erkrankungen und entzündliche Dermatosen fungieren und zu nützlichen Therapeutika für Hautverjüngung, Haarausfall und Wundheilung werden können. Zu den Einschränkungen von Exosomen gehören das unvollständige Verständnis ihrer Funktionen und Auswirkungen sowie die mangelnde Standardisierung ihrer Herstellung und Anwendung.
Schlussfolgerungen
Exosomen sind ein einzigartiges und neuartiges zelluläres Medium, das vielversprechende diagnostische und therapeutische Möglichkeiten bietet. Auch wenn die Einsatzmöglichkeiten von Exosomen und unser derzeitiges Verständnis von ihnen begrenzt sind, könnten weitere Untersuchungen zusätzliche Anwendungen und eine größere Rolle in der Medizin für Exosomen ergeben.
Die Rolle und das therapeutische Potenzial von exosomalen nicht-kodierenden RNAs in der Mikroglia-vermittelten interzellulären Kommunikation
Exosomen, kleine extrazelluläre Vesikel (sEVs), dienen als vielseitige Regulatoren der interzellulären Kommunikation bei der Entstehung verschiedener Krankheiten, einschließlich neurologischer Störungen. Unter der vielfältigen Fracht, die sie transportieren, spielen nicht-kodierende RNAs (ncRNAs) eine wichtige Rolle bei der Regulierung verschiedener pathophysiologischer Prozesse. Exosomale ncRNAs, die von verschiedenen Zellen stammen, modulieren deren wechselseitigen Austausch lokal oder aus der Ferne und vermitteln so neurologische Krankheiten. Dennoch ist die sich abzeichnende Rolle exosomaler ncRNAs bei Mikroglia-vermittelten Phänotypen noch weitgehend unerforscht. Diese Übersichtsarbeit soll die biologischen Funktionen exosomaler ncRNAs und die molekularen Mechanismen zusammenfassen, die ihrem Einfluss auf die Mikroglia-vermittelte interzelluläre Kommunikation, die Modulation der Neuroinflammation und die synaptischen Funktionen in der Landschaft der neurologischen Erkrankungen zugrunde liegen. Darüber hinaus beschreibt diese Übersichtsarbeit umfassend die potenziellen Anwendungen exosomaler ncRNAs als diagnostische und prognostische Biomarker sowie als innovative therapeutische Ziele für die Behandlung neurologischer Erkrankungen.
Die Rolle von Exosomen bei der Progression, Diagnose und zielgerichteten Therapie von bösartigen Hirngliomen
Das Glioblastom ist der häufigste Primärtumor des zentralen Nervensystems, der sich durch ein infiltratives Wachstumsmuster auszeichnet, was zu einer äußerst ungünstigen Prognose führt. Die durchschnittliche Überlebenszeit von Patienten nach der Diagnose dieses Tumors beträgt in der Regel mehrere Monate, wobei eine vollständige Heilung von Gliomen sehr selten ist. In den letzten Jahren wurde eine bedeutende Beteiligung von Exosomen an der Entstehung von Krebs, einschließlich bösartiger Hirntumoren, entdeckt. Exosomen sind extrazelluläre Vesikel, die Signalmoleküle tragen und an der Kommunikation zwischen Zellen beteiligt sind. Sie beeinflussen das Überleben, die Proliferation, die Migration und die verstärkte Neoangiogenese von Zellen, die alle erheblich zum Wiederauftreten von Tumoren beitragen. Von Exosomen mitgeführte Moleküle gelten als potenzielle diagnostische Marker, die eine frühzeitige Krebsdiagnose und die sofortige Einleitung einer geeigneten Behandlung ermöglichen. Von besonderer diagnostischer Bedeutung sind mikroRNA-Moleküle, die eine erhöhte Zellproliferation und die Hemmung der Apoptose fördern. Zu den ebenso wichtigen exosomalen Transmittern gehören Proteine wie PSMD2 und EGFR, die die Invasivität des Tumors und die Resistenz gegen Chemotherapeutika erhöhen. Jüngste Studien deuten auf die Möglichkeit hin, Exosomen als Träger für neue Krebsmedikamente zu verwenden, wodurch die therapeutische Behandlung von Krebserkrankungen, die gegen Standardbehandlungsmethoden resistent sind, verbessert werden könnte. Ziel dieser Übersichtsarbeit war es, eine umfassende Analyse der jüngsten Forschung zum Glioblastom, der Rolle von Exosomen bei dessen Fortschreiten, des Potenzials von Exosomen als diagnostische Biomarker und ihrer Verwendung als therapeutische Ziele für Patienten, die auf konventionelle Behandlungen nicht angesprochen haben, zu liefern.
Exosomen: Wichtige Botenstoffe, die die Interaktion zwischen Tumorzellen und CD8+ T-Zellen in der Tumormikroumgebung vermitteln
In den letzten Jahren wurde mit dem zunehmenden Verständnis der Mikroumgebung von Tumoren entdeckt, dass die Zellen der Immunumgebung, wie Makrophagen, CD4+T-Zellen und CD8+T-Zellen, mit Tumorzellen auf eine Weise interagieren, die die Tumorentstehung und -progression fördert. Exosomen spielen in diesem Zusammenhang eine zentrale Rolle als wesentliche Vermittler für den interzellulären Materialaustausch und die Signalübertragung. Von Tumorzellen stammende Exosomen, die Fracht wie PD-L1 und ncRNAs tragen, interagieren mit CD8+T-Zellen, um zytotoxische Reaktionen auszulösen und die Umgehung des Immunsystems zu erleichtern, wodurch das Fortschreiten des Tumors gefördert wird. In Kombination mit aktuellen Immun-Checkpoint-Inhibitoren wie der Anti-PD-L1/PD-1-Therapie kann die Verbesserung der CD8+T-Zellfunktion über exosomale Wege bei gleichzeitiger Überwachung und Verstärkung der therapeutischen Wirkung die Wirksamkeit deutlich verbessern. Diese Übersichtsarbeit beschreibt die entscheidende Rolle von Exosomen, die sowohl von Tumorzellen als auch von CD8+T-Zellen in der Mikroumgebung des Tumors stammen, sowie ihre Wirkungsmechanismen auf Tumorzellen und CD8+T-Zellen. Darüber hinaus fasst er das Potenzial für die klinische Behandlung in diesem Bereich zusammen, wenn es mit bestehenden Immuntherapiemethoden integriert wird – insbesondere die Erforschung der Machbarkeit der klinischen Umsetzung zusammen mit technischen Materialwissenschaftstechniken.
Exosomen-Proteomik: Ein Schlüssel zum Verständnis von Krankheitsmechanismen und zur Verbesserung von therapeutischen Interventionen
Exosomen, kleine extrazelluläre Vesikel mit einem Durchmesser von 30-150 nm, sind in den Mittelpunkt der modernen biomedizinischen Forschung gerückt. Diese nanoskaligen Gebilde, die von den meisten Zelltypen sezerniert werden, sind an der zellulären Kommunikation beteiligt und tragen eine Vielzahl von Biomolekülen, wie Proteine, Lipide, RNA und sogar DNA. Ihre biologische Relevanz ist gut dokumentiert, und es gibt immer mehr Hinweise auf ihr Potenzial in der Diagnostik, Krankheitsüberwachung und therapeutischen Anwendung. Unter den vielen bioaktiven Molekülen, die Exosomen enthalten, ist ihre proteomische Fracht besonders wertvoll. Dieser Artikel bietet eine eingehende Erforschung der Exosomen-Proteomik, ihre Anwendungen zum Verständnis von Krankheiten und die sich entwickelnden Herausforderungen und Möglichkeiten bei der Nutzung von aus Exosomen gewonnenen Proteinen für therapeutische Zwecke.
Anwendung von Exosomen für die Regeneration von Hautwunden: Prinzipien, aktuelle Anwendungen und Grenzen
Im medizinischen Bereich stellt die Wundheilung aufgrund ihrer Komplexität und zeitaufwändigen Natur eine große Herausforderung dar. Die zellfreie Wundheilung, insbesondere die Verwendung von Exosomen (EXOs), hat in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Urin, Speichel, Nabelschnur, Blut, mesenchymale Stammzellen und Muttermilchzellen können zur Extraktion und Reinigung von EXOs verwendet werden, bei denen es sich um Lipid-Doppelschicht-Vesikel im Nanobereich handelt. Neben ihrer relativ geringen Toxizität, unspezifischen Immunogenität und ausgezeichneten Biokompatibilität enthalten EXOs auch bioaktive Moleküle wie Proteine, Lipide, microRNAs (miRNAs) und Boten-RNAs (mRNAs). Ihre bioaktiven Verbindungen haben entzündungshemmende Eigenschaften und können die Wundheilung beschleunigen. Auch verschiedene medizinische Wirkstoffe können in den EXOs enthalten sein. Diese Übersicht enthält neue Informationen über die verschiedenen Aspekte von EXOs und bewertet die Anwendung von EXOs als vielversprechende Therapie bei der Regeneration von Hautwunden in aktuellen präklinischen und klinischen Studien.
Exosomen: das Insulin unserer Zeit?
Ursprünglich glaubte man, dass es sich dabei um einen Mechanismus handelt, mit dem die Zellen „den Müll rausbringen“. Die neueste Forschung auf dem Gebiet der Exosomen zeigt jedoch, dass winzige extrazelluläre Vesikel, die von allen lebenden Zellen freigesetzt werden, die Macht haben, eine Vielzahl von transformativen Möglichkeiten als Marker für Krankheiten und erfolgreiche Therapeutika zu erschließen.
Die Gemeinschaft der Miller School of Medicine der Universität von Miami kam zu einem speziellen Forschungstreffen zusammen, bei dem vier Exosomenforscher das Thema „Biological and Translational Application of Exosomes“ (Biologische und translationale Anwendung von Exosomen) präsentierten, gefolgt von einer Podiumsdiskussion.
Auf der Klausurtagung wurden aktuelle Informationen über Exosomen mit Mitarbeitern der Miller School aus allen Fachbereichen ausgetauscht. Die Teilnehmer erfuhren, wie das ungenutzte Potenzial von Exosomen sowohl die Forschung als auch die Diagnostik verbessern kann.
Forscher gründen Startup, um die gezielte Verabreichung von Medikamenten mit Hilfe von Milchexosomen zu revolutionieren
Zwei Forscher aus Nebraska haben ein Startup-Unternehmen gegründet, das eine innovative Methode auf den Markt bringen will, um Therapeutika, Gene Editing Tools, Plasmide und mehr an bestimmte Stellen im menschlichen Körper zu bringen.
Das Unternehmen Minovacca, das kürzlich von Janos Zempleni und Jiantao Guo gegründet wurde, wird die Verwendung von universellen Milchexosomen – natürliche, in der Milch enthaltene Nanopartikel – für den Transport von Fracht zu menschlichen Zellen kommerzialisieren. Die Forscher nutzen Techniken der bioorthogonalen Chemie, um die Exosomen chemisch und gentechnisch so zu verändern, dass sie zielgerichtet eingesetzt werden können. NUtech Ventures, die gemeinnützige Kommerzialisierungsgesellschaft der Universität, hat ein Patent für die Technologie angemeldet.
Wirkungen und Mechanismen von Exosomen in der Mikroumgebung der Angiogenese bei Brustkrebs: Eine aktualisierte Übersicht
Exosomen (EXOs) spielen eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Brustkrebs. EXOs, mit einem Durchmesser von etwa 100 nm, haben eine einfache Struktur, aber vielfältige Funktionen und können die Entwicklung von Brustkrebs durch Signaltransduktion und molekulare Übertragung usw. beeinflussen. Die Angiogenese liefert Nährstoffe für das Wachstum und die Metastasierung von Brustkrebs und ist ein entscheidender Bestandteil der Tumorprogression. Der Mechanismus der Tumorangiogenese ist komplex. Der VEGF/VEGFR-Signalweg fördert die Angiogenese durch die Regulierung der Aktivitäten der ECs. Hypoxie, ein häufiges Merkmal der Mikroumgebung von Tumoren, kann als wichtiger Regulator die Angiogenese in mehrfacher Hinsicht beeinflussen, z.B. durch den Transfer von miRNAs in EXOs, den Proteintransport, die Regulierung der extrazellulären Matrix und die metabolische Anpassung. Der Notch-Signalweg hat eine bidirektionale regulatorische Rolle bei der Angiogenese von Brustkrebs, und verschiedene Moleküle können die Angiogenese fördern oder hemmen. Die von Brustkrebszellen ausgeschiedenen EXOs sind reich an angiogenen Faktoren. Bestandteile wie Proteine und Nukleinsäuren in EXOs können die Funktionen und das Verhalten von vaskulären ECs und damit die Angiogenese von Brustkrebs beeinflussen. Die Erforschung der Mechanismen von EXOs bei der Angiogenese von Brustkrebs ist von großer Bedeutung für die Tumorbehandlung. Es wird erwartet, dass EXOs zu Biomarkern für die Diagnose/Prognose von Brustkrebs werden. Diese Forschung bietet potenzielle Ziele für ein tieferes Verständnis der biologischen Merkmale von Brustkrebs und die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien.
