Wir haben die aufregendsten neuen Forschungen auf dem Gebiet der Genetik und Zellforschung der letzten Woche zusammengestellt.
Aus Pflanzen gewonnene Exosomen-ähnliche Nanovesikel: Aktuelle Fortschritte und Aussichten
Abstrakt
Exosomen sind kleine extrazelluläre Vesikel mit einer Größe von 30 bis 150 nm, die aus verschiedenen Zelltypen gewonnen werden können. In den letzten Jahren wurden Exosomen aus Säugetieren ausgiebig untersucht und es wurde festgestellt, dass sie eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der interzellulären Kommunikation spielen und dadurch die Entwicklung und das Fortschreiten zahlreicher Krankheiten beeinflussen. In der traditionellen chinesischen Medizin werden seit Tausenden von Jahren pflanzliche Heilmittel eingesetzt, und immer mehr Hinweise deuten darauf hin, dass Exosomen-ähnliche Nanovesikel (PELNs) aus Pflanzen in Bezug auf ihre Struktur und Funktion Ähnlichkeiten mit Exosomen aus Säugetieren aufweisen. In dieser Übersicht geben wir einen Überblick über die jüngsten Fortschritte bei der Erforschung von PELNs und ihre möglichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. Insbesondere fassen wir die Rolle von PELNs bei Atemwegs-, Verdauungs-, Kreislauf- und anderen Krankheiten zusammen. Darüber hinaus haben wir die potenziellen Mängel und Herausforderungen der aktuellen Forschung in Bezug auf den Wirkmechanismus, die Sicherheit, die Verabreichungswege, die Isolierungs- und Extraktionsmethoden, die Charakterisierungs- und Identifizierungstechniken sowie die Möglichkeiten der Wirkstoffbeladung eingehend untersucht. Auf der Grundlage dieser Überlegungen schlagen wir Empfehlungen für zukünftige Forschungsrichtungen vor. Insgesamt unterstreicht unsere Übersicht das Potenzial von PELNs als vielversprechendes Forschungsgebiet mit weitreichenden Auswirkungen auf die Behandlung menschlicher Krankheiten. Wir gehen davon aus, dass das Interesse an diesem Gebiet anhalten wird, und hoffen, dass unsere Zusammenfassung der jüngsten Erkenntnisse die weitere Erforschung der Auswirkungen von PELNs auf die menschliche Gesundheit anregen wird.
Exosomen aus mesenchymalen Stammzellen des Knochenmarks stabilisieren Atherosklerose durch Hemmung der Pyroptose
Abstrakt
Zielsetzung: Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen von aus Knochenmark mesenchymalen Stammzellen (BMSCs) gewonnenen Exosomen (BMSC-EXO) auf die Atherosklerose (AS) und die ihr zugrunde liegenden Mechanismen zu untersuchen.
Methoden: Exosomen wurden aus Maus-BMSCs isoliert und durch Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Nanosight (NTA) und Western Blot identifiziert. Ein Maus-AS-Modell wurde etabliert und die Exosomen wurden in die Schwanzvene injiziert. Gesamtcholesterin (TC) und Triglyceride (TG) wurden mit den entsprechenden Assay-Kits nachgewiesen. Der Gehalt an IL-1β und IL-18 im Serum wurde mittels ELISA bestimmt. Die mRNA- und Proteinexpression von GSDMD, Caspase1 und NLRP3 wurde mittels qRT-PCR und Western Blot nachgewiesen. Schließlich wurde das Aortengewebe der Modell- und der BMSC-EXO-Gruppe zur Sequenzierung eingeschickt.
Ergebnisse: TEM, NTA und Western Blot zeigten eine erfolgreiche Isolierung der Exosomen. Im Vergleich zur Kontrollgruppe waren die TC- und TG-Gehalte sowie die IL-1β- und IL-18-Konzentrationen der Mäuse in der Modellgruppe signifikant erhöht; dennoch waren sie nach der Injektion von BMSC-EXO signifikant niedriger als in der Modellgruppe (p < 0,05). Im Vergleich zur Kontrollgruppe wurde die Expression von NLRP3, Caspase-1 und GSDMD in der Modellgruppe signifikant hochreguliert (p < 0,05), während die Expression von NLRP3, Caspase-1 und GSDMD durch BMSC-EXO signifikant herunterreguliert wurde. Durch Sequenzierung wurden insgesamt 3852 DEGs zwischen der Modell- und der BMSC-EXO-Gruppe identifiziert. Sie waren in verschiedenen biologischen Prozessen und Signalwegen, die mit der mitochondrialen Funktion, dem Stoffwechsel, der Entzündung und der Immunantwort zusammenhängen, signifikant angereichert.
Schlussfolgerung: AS kann Pyroptose auslösen, und BMSC-EXO kann die Entzündung reduzieren und das Fortschreiten von AS lindern, indem es NLRP3/Caspase-1/GSDMD im Pyroptose-Weg hemmt.
Mikroumgebung der Gefäßwand: Exosomen, die von adventitialen Fibroblasten abgesondert werden, führen zu Gefäßverkalkung
Abstrakter Hintergrund: Die Photoalterung der Haut wird durch eine langfristige Exposition gegenüber ultravioletter Strahlung verursacht und führt zu einer Vielzahl von Hautveränderungen wie Kapillarerweiterung, verstärkter oder fehlender Pigmentierung, Trockenheit, Erschlaffung und Falten. Stammzellen besitzen eine bemerkenswerte antioxidative Kapazität und die Fähigkeit, sich zu vermehren, zu differenzieren und zu migrieren, und ihre Hauptwirkungsweise ist die parakrine Sekretion, wobei Exosome die primäre Form der Sekretion sind. Von Stammzellen stammende Exosomen enthalten eine Vielzahl von Wachstumsfaktoren und Zytokinen und haben möglicherweise ein großes Potenzial, die Hautreparatur zu fördern und die Hautalterung zu verzögern.
Methoden: Diese Übersicht konzentriert sich auf die Mechanismen der UV-induzierten Lichtalterung der Haut, den Forschungsfortschritt von Stammzell-Exosomen gegen die Lichtalterung der Haut, neue Anwendungsansätze und Grenzen bei der Anwendung der Exosomen-Therapie.
Ergebnis: Exosomen, die aus verschiedenen Stammzellen gewonnen werden, haben das Potenzial, die Lichtalterung der Haut zu verhindern.
Schlussfolgerung: Die Kombination mit neuartigen Materialien könnte ein entscheidender Schritt für ihre praktische Anwendung sein. Dies könnte eine wichtige Richtung für die zukünftige Grundlagenforschung und praktische Anwendungen sein.
Unterschiede zwischen Migrasom, einer ’neuen Organelle‘, und Exosom
Das Migrasom ist eine neue Organelle, die von Professor Yu Li im Jahr 2015 entdeckt wurde. Wenn Zellen wandern, sind die membranartigen Organellen, die am Ende der Retraktionsfasern erscheinen, Migrasomen. Mit der Migration der Zellen reißen die Retraktionsfasern, die Migrasomen und Zellen verbinden, schließlich ab. Die Migrasomen lösen sich von der Zelle und werden in den extrazellulären Raum freigesetzt oder direkt von der Empfängerzelle absorbiert. Der zytoplasmatische Inhalt wird zunächst zum Migrasom transportiert und dann durch das Migrasom aus der Zelle freigesetzt. Dieser Freisetzungsmechanismus, der von der Zellmigration abhängt, wird als ‚Migrazytose‘ bezeichnet. Die Hauptbestandteile des Migrasoms sind extrazelluläre Vesikel, nachdem sie die Zelle verlassen haben, was leicht an das aktuelle heiße Thema der Exosomen erinnert. Exosomen sind extrazelluläre Vesikel, die von einer bimolekularen Lipidschicht umhüllt sind. Dank umfangreicher Forschung haben Exosomen viele Krankheitsprobleme gelöst. Diese Übersichtsarbeit fasst die Unterschiede zwischen Migrasomen und Exosomen in Bezug auf Größe, Zusammensetzung, Eigenschaft und Funktion, Extraktionsmethode und Regulationsmechanismus für die Erzeugung und Freisetzung zusammen. Gleichzeitig wird ein Ausblick auf den aktuellen Hotspot der Migrasomen gegeben, in der Hoffnung, die Literatur für die weitere Erforschung der Generierung und des Freisetzungsmechanismus von Migrasomen und ihre klinische Anwendung in der Zukunft zu unterstützen.
Die Kraft der Exosomen für eine jugendliche Haut nutzen
Während die Welt weiterhin nach wirksamen und innovativen Lösungen zur Bekämpfung der Hautalterung sucht, zeichnet sich eine bahnbrechende Technologie ab, die ein immenses Potenzial im Bereich der Dermatologie besitzt. Exosomen, winzige Bläschen, die von Zellen abgesondert werden, sind aufgrund ihrer regenerativen und immunmodulatorischen Eigenschaften in den Mittelpunkt umfangreicher Forschungen gerückt.
Coya Therapeutics entwickelt erfolgreich von regulatorischen T-Zellen (Treg) abgeleitete Exosomen mit CTLA-4-Protein, die selektiv auf Immunzellen abzielen und das Potenzial haben, gezielte Therapien für verschiedene Krankheiten zu liefern
Mithilfe einer proprietären Technologie zur Modifizierung von Exosomen wurden Treg-Exosomen mit einem Oberflächenprotein, dem zytotoxischen T-Lymphozyten-assoziierten Protein 4 (CTLA-4), ausgestattet, um die selektive Ausrichtung auf Immunzellen zu erhöhen. Diese patentierte Technologie erfordert keine genetischen Modifikationen, überwindet bekannte Beschränkungen der Exosomenmanipulation und ermöglicht die Bindung mehrerer potenzieller Proteine an die Exosomenoberfläche und die Beladung des Exosomeninneren mit therapeutischer Fracht; Mit CTLA-4 manipulierte Treg-Exosomen (CTLA-4-Treg-Exosomen) steigerten das Targeting, die Bindung an, die Internalisierung von und die Aufnahme in Immunzellen, einschließlich Makrophagen und T-Zellen, dramatisch. Diese Technologie kann als Plattform dienen, um die Exosomenoberfläche mit Proteinen von Interesse zu versehen, die auf bestimmte Zell- und Gewebetypen abzielen, um potenziell epitopgetriebene Autoimmunkrankheiten und Krebs zu behandeln.
