Solunulkoiset rakkulat

Solunulkoiset vesikkelit  ovat pieniä solunulkoisia rakkuloita, jotka erittävät soluja eri kudoksista tai elimistä ympäristöönsä. [1] [2] [3] Niitä löytyy erilaisista kehon nesteistä, kuten plasmasta, virtsasta, syljestä, lapsivedestä, rintamaidosta ja nesteestä, joka kerääntyy keuhkopussin askitekseen. Solunulkoiset rakkulat voidaan luokitella neljään pääluokkaan: [4] [5] [6] (I) ektosomit , (II) eksosomit , (III) apoptoottiset kappaleet ja (IV) retroviruksen kaltaiset hiukkaset/mikrovesikkelit.

Ektosomit (mikrovesikkelit)

Ektosomit eli orastavat mikrovesikkelit ovat melko suuria rakkuloita (halkaisijaltaan 50-1000 nm). [7] Ne muodostuvat plasmakalvon työntymisestä ulos solusta ulospäin, minkä jälkeen tuloksena oleva vesikkeli erottuu solukalvosta. [8] Eri solut, mukaan lukien kasvainsolut, polymorfonukleaariset leukosyytit, vanhenevat punasolut ja aktivoidut verihiutaleet, erittävät ektosomeja. [9] Yksi ektosomien tunnusomaisista piirteistä on fosfatidyyliseriinin (PS) ilmestyminen niiden kalvon pinnalle. [8] Toisin kuin eksosomit, ektosomit sitoutuvat hyvin anneksiini V:hen ja voivat sitoutua protrombiiniin ja hyytymistekijä X :ään muodostaen protrombinaasikompleksin [10]

Joidenkin tutkijoiden (toistaiseksi kiistanalaisen) mielipiteen mukaan ektosomit, eivät eksosomit, ovat nukleiinihappojen kantajia solujen välillä [11]

Eksosomit

Eksosomit  ovat suhteellisen pieniä kalvorakkuloita (halkaisijaltaan 40-100 nm), jotka muodostuvat endosomaalisista multivesikulaarisista kappaleista niiden fuusioitumisen seurauksena solun pintakalvon kanssa. [12]

Apoptoottiset kappaleet

Apoptoosin seurauksena fragmentoituneista soluista vapautuu apoptoottisia kappaleita. Niiden halkaisija on luokkaa 50-5000 nm ja ne ovat kuolevien solujen fragmentteja. Ektosomien tapaan niille ominaista piirre on fosfatidyyliseriinin (PS) ilmestyminen niiden kalvon pinnalle.

Suuret onkosomit

Apoptoosin aikana vapautuvien erittäin suurten solunulkoisten rakkuloiden lisäksi syöpäsolut, hermosolut ja muut solut voivat tuottaa mikronin kokoisia ekstrasellulaarisia vesikkelejä. Kun syöpäsolut tuottavat näitä hiukkasia, niitä kutsutaan "suuriksi onkosomeiksi" [13] [14] ja ne voivat saavuttaa yksittäisiä soluja verrattavissa olevan koon sillä erolla, että ne eivät sisällä kokonaisia ​​ytimiä. Niiden on osoitettu edistävän etäpesäkkeiden muodostumista eturauhassyövän hiirimallissa ja viljellyissä ihmisen fibroblastisoluissa [15] . Suurten onkosomien solujen sisäistäminen (solujen absorptio) voi ohjelmoida normaalit aivosolut patologisiksi, mikä aktivoi niiden kykyä jakautua ja vaeltaa. Todettiin, että glioblastooman myöhäisissä vaiheissa potilaiden verinäytteissä on huomattavasti suurempi määrä suuria onkosomeja kuin varhaisissa. [16]

Exophers

Eksoferit ovat luokka suuria solunulkoisia rakkuloita, joiden halkaisija on noin neljä mikronia ja joita havaitaan mallieliöissä Caenorhabditis elegansista [ 17] hiiriin. [18] [19] Niiden oletetaan olevan mekanismi ei-toivotun solumateriaalin, mukaan lukien proteiiniaggregaatteja ja vaurioituneita organelleja, poistamiseen [17] [19] Eksoferit voivat pysyä yhteydessä solun runkoon ohuella kalvofilamentilla, joka muistuttaa tunnelinanoputkea [17] . ] [19] .

Migrasomit

Migrasomit ovat suuria, kalvoon sitoutuneita solunulkoisia rakkuloita, joiden halkaisija on 0,5–3 mikronia ja jotka muodostuvat soluvaellusprosessin jälkeen jäljelle jääneiden vetäytyskuitujen päihin migrasytoosiksi kutsutussa prosessissa. Migrasomit voivat jatkaa täyttymistä sytosolilla ja laajentua, vaikka alkuperäinen solu poistetaan. Migrasomit havaittiin ensin viljellyissä rotan munuaissoluissa, mutta niitä tuottavat myös hiiren ja ihmisen solut. [kaksikymmentä]

Näiden ekstrasellulaaristen rakkuloiden toiminnallisen roolin oletetaan olevan mitokondrioiden homeostaasissa. Niiden avulla vaurioituneet mitokondriot voidaan pakottaa ulos migrasomien sisällä liikkuvista soluista [21] .

Rooli kehossa

Solunulkoisten rakkuloiden avulla solujen välinen kommunikaatio tapahtuu paikallisesti soluraon tasolla ja systeemisesti kehon tasolla - ( signaaliinformaation ristiinvaihto ) suurten biomolekyylien , kuten RNA :n ja proteiinien  , muodossa. entsyymit [22] . Tärkeä rooli kehon kehityksessä , uudistamisessa ja sellaisissa elintärkeissä toimissa kuin aineenvaihdunta ja monien solujen määrätietoinen liikkuminen tiettyyn suuntaan on erityisesti solunulkoisten rakkuloiden avulla suoritettu parakriininen säätely , nimeltään "Fenotyyppinen solusynkronointi". "lyhennettynä PSyC (Phenotypic Synchronony of Cells), jonka ansiosta lähellä olevat solut synkronoivat erilaistumisvaiheet ja solufenotyypit [ 23 ] [24]

Rooli diagnoosissa

Solunulkoisista rakkuloista peräisin oleva DNA sisältää samoja syöpään liittyviä geneettisiä mutaatioita kuin kasvaimesta otetut syöpäsolut. Siksi verinäytteistä saatujen solunulkoisten rakkuloiden DNA-analyysi voi auttaa määrittämään syöpäkasvaimen esiintymisen kehossa ja jopa tunnistamaan spesifisiä mutaatioita ilman, että potilaalle on tehtävä kallista ja vaarallista biopsiaa kasvainnäytteestä [25] . Yksinkertainen ja halpa mikrofluidilaite " laboratorio sirulla " -tyyppinen - "ExoChip" on kehitetty eksosomeilla rikastettujen solunulkoisten rakkuloiden eristämiseen suoraan veriseerumista, mikä mahdollistaa eksosomien lukumäärän laskemisen ja eristämisen vahingoittumattomana ( ehjä) RNA:ta mikroRNA:n "profiilin" tutkimiseksi. Tästä laitteesta oletetaan tulevan prototyyppi onkologisten sairauksien pikadiagnostiikkaa varten tarkoitetun mikrolaboratorion kehittämisessä [26] .


Muistiinpanot

  1. ↑ Kalra H. , Simpson RJ , Ji H. , Aikawa E. , Altevogt P. , Askenase P. , Bond VC , Borràs FE , Breakefield X. , Budnik V. , Buzas E. , Camussi G. , Clayton A. , Cocucci E. , Falcon-Perez JM , Gabrielsson S. , Gho YS , Gupta D. , Harsha HC , Hendrix A. , Hill AF , Inal JM , Jenster G. , Krämer-Albers EM , Lim SK , Llorente A. , Lötvall J. , Marcilla A. , Mincheva-Nilsson L. , Nazarenko I. , Nieuwland R. , Nolte-'t Hoen EN , Pandey A. , Patel T. , Piper MG , Pluchino S. , Prasad TS , Rajendran L. , Raposo G. , Record M. , Reid GE , Sánchez-Madrid F. , Schiffelers RM , Siljander P. , Stensballe A. , Stoorvogel W. , Taylor D. , Thery C. , Valadi H. , van Balkom BW , Vázquez J. . , Vidal M. , Wauben M. , Yáñez-Mó M. , Zoeller M. , Mathivanan S. Vesiclepedia: kokoelma ekstrasellulaarisille vesikkeleille jatkuvalla yhteisön huomautuksilla.  (englanti)  // Public Library of Science Biology. - 2012. - Vol. 10, ei. 12 . — P. e1001450. - doi : 10.1371/journal.pbio.1001450 . — PMID 23271954 .
  2. ↑ György B. , Szabó TG , Pásztói M. , Pál Z. , Misják P. , Aradi B. , László V. , Pállinger E. , Pap E. , Kittel A. , Nagy G. , Falus A. , Buzás EI Kalvorakkulat, nykyinen huipputekniikka: solunulkoisten vesikkelien nouseva rooli.  (englanti)  // Cellular and molecular life sciences : CMLS. - 2011. - Voi. 68, nro. 16 . - P. 2667-2688. - doi : 10.1007/s00018-011-0689-3 . — PMID 21560073 .
  3. ↑ Katsuda T. , Kosaka N. , Takeshita F. , Ochiya T. Mesenkymaalisten kantasoluista peräisin olevien ekstrasellulaaristen rakkuloiden terapeuttinen potentiaali.  (englanniksi)  // Proteomiikka. - 2013. - Vol. 13, ei. 10-11 . - s. 1637-1653. - doi : 10.1002/pmic.201200373 . — PMID 23335344 .
  4. ↑ van der Pol E. , Böing AN , Harrison P. , Sturk A. , Nieuwland R. Ekstrasellulaaristen vesikkelien luokittelu, toiminnot ja kliininen merkitys.  (englanniksi)  // Farmakologiset arviot. - 2012. - Vol. 64, nro. 3 . - s. 676-705. - doi : 10.1124/pr.112.005983 . — PMID 22722893 .
  5. ↑ Akers JC , Gonda D. , Kim R. , Carter BS , Chen CC Solunulkoisten rakkuloiden (EV) biogeneesi: eksosomit, mikrovesikkelit, retroviruksen kaltaiset vesikkelit ja apoptoottiset kappaleet.  (Englanti)  // Journal of neuro-oncology. - 2013. - Vol. 113, nro. 1 . - s. 1-11. - doi : 10.1007/s11060-013-1084-8 . — PMID 23456661 .
  6. ↑ Fang DY , King HW , Li JY , Gleadle JM Exosomes ja munuainen: sanansaattajan syyttäminen.  (englanti)  // Nefrologia (Carlton, Vic.). - 2013. - Vol. 18, ei. 1 . - s. 1-10. - doi : 10.1111/nep.12005 . — PMID 23113949 .
  7. ↑ Théry C. , Ostrowski M. , Segura E. Kalvorakkulat immuunivasteiden kuljettajina .  (englanniksi)  // Luontoarvostelut. Immunologia. - 2009. - Vol. 9, ei. 8 . - s. 581-593. - doi : 10.1038/nri2567 . — PMID 19498381 .
  8. ↑ 1 2 Cocucci E. , Racchetti G. , Meldolesi J. Mikrorakkuloiden irtoaminen : artefakteja ei enää.  (englanti)  // Solubiologian suuntaukset. - 2009. - Vol. 19, ei. 2 . - s. 43-51. - doi : 10.1016/j.tcb.2008.11.003 . — PMID 19144520 .
  9. ↑ Heijnen HF , Schiel AE , Fijnheer R. , Geuze HJ , Sixma JJ Aktivoidut verihiutaleet vapauttavat kahden tyyppisiä kalvorakkuloita: mikrovesikkeleitä pinnan irtoamisen kautta ja eksosomeja, jotka ovat peräisin multivesikulaaristen kappaleiden ja alfarakeiden eksosytoosista.  (englanniksi)  // Veri. - 1999. - Voi. 94, nro. 11 . - s. 3791-3799. — PMID 10572093 .
  10. ↑ Sadallah S. , Eken C. , Schifferli J.A. Ektosomit tulehduksen ja immuniteetin modulaattoreina.  (englanti)  // Kliininen ja kokeellinen immunologia. - 2011. - Voi. 163, nro 1 . - s. 26-32. - doi : 10.1111/j.1365-2249.2010.04271.x . — PMID 21039423 .
  11. ↑ Kanada M. , Bachmann MH , Hardy JW , Frimannson DO , Bronsart L. , Wang A. , Sylvester MD , Schmidt TL , Kaspar RL , Butte MJ , Matin AC , Contag CH Kohdesoluihin solunulkoisten rakkuloiden kautta toimitettujen biomolekyylien erilaiset kohtalot .  (englanti)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America. - 2015. - Vol. 112, nro. 12 . - s. 1433-1442. - doi : 10.1073/pnas.1418401112 . — PMID 25713383 .
  12. ↑ Février B. , Raposo G. Eksosomit: endosomaalisista johdetuista rakkuloista, jotka lähettävät solunulkoisia viestejä.  (Englanti)  // Nykyinen mielipide solubiologiassa. - 2004. - Voi. 16, ei. 4 . - s. 415-421. - doi : 10.1016/j.ceb.2004.06.003 . — PMID 15261674 .
  13. ↑ Morello M, Minciacchi VR, de Candia P, Yang J, Posadas E, Kim H, et ai. (2013). "Suuret onkosomit välittävät toiminnallisen mikro-RNA:n solujen välistä siirtoa" . Solusykli . 12 (22): 3526-36. DOI : 10,4161/cc.26539 . PMC  3906338 . PMID24091630  _ _
  14. ↑ Meehan B, Rak J, Di Vizio D (2016). "Onkosomit - suuret ja pienet: mitä ne ovat, mistä ne tulivat?" . Journal of Extracellular Vesicles . 5 :33109. doi : 10.3402 /jev.v5.33109 . PMC  5040817 . PMID27680302  _ _
  15. ↑ Minciacchi VR, Spinelli C, Reis-Sobreiro M, Cavallini L, You S, Zandian M, Li X, Mishra R, Chiarugi P, Adam RM, Posadas EM, Viglietto G, Freeman MR, Cocucci E, Bhowmick NA, Di Vizio D (2017). "MYC välittää suurta onkosomin aiheuttamaa fibroblastien uudelleenohjelmointia eturauhassyövässä." syöpätutkimus . 77 (9): 2306-2317. DOI : 10.1158/0008-5472.CAN-16-2942 . PMID  28202510 .
  16. ↑ Bertolini I, Terrasi A, Martelli C, Gaudioso G, Di Cristofori A, Storaci AM, Formica M, Braidotti P, Todoerti K, Ferrero S, Caroli M, Ottobrini L, Vaccari T, Vaira V (2019). "GBM:n kaltainen V-ATPaasi-allekirjoitus ohjaa solu-solukasvainsignalointia ja uudelleenohjelmointia suurten onkosomien kautta . " EBiMedicine . 41 : 225-235. DOI : 10.1016/j.ebiom.2019.01.051 . PMC  6441844 . PMID  30737083 .
  17. ↑ 1 2 3 Melentijevic I, Toth ML, Arnold ML, Guasp RJ, Harinath G, Nguyen KC, et ai. (helmikuu 2017). "C. elegansin neuronit irrottavat proteiiniaggregaatteja ja mitokondrioita neurotoksisen stressin alaisena . luonto . 542 (7641): 367-371. Bibcode : 2017Natur.542..367M . DOI : 10.1038/luonto21362 . PMC  5336134 . PMID28178240  _ _
  18. ↑ Nicolás-Ávila JA, Lechuga-Vieco AV, Esteban-Martínez L, Sánchez-Díaz M, Díaz-García E, Santiago DJ jne. (2020). "Makrofagien verkosto tukee mitokondrioiden homeostaasia sydämessä." solu . 183 (1): 94-109. DOI : 10.1016/j.cell.2020.08.031 . PMID  32937105 .
  19. ↑ 1 2 3 Siddique, I., Di, J., Williams, CK, Markovic, D., Vinters, HV ja Bitan, G. (2021). Eksoferit ovat osa nisäkässolun neurobiologiaa terveyden ja sairauksien alalla. bioRxiv. doi : 10.1101/2021.12.06.471479
  20. ↑ Ma L, Li Y, Peng J, Wu D, Zhao X, Cui Y, Chen L, Yan X, Du Y, Yu L (2015). "Migrasomin, solun vaeltamisen aikana välittävän organellin, löytäminen " Solututkimus . 25 (1): 24-38. DOI : 10.1038/cr.2014.135 . PMC  4650581 . PMID  25342562 .
  21. ↑ Jiao H, Jiang D, Hu X, Du W, Ji L, Yang Y, Li X, Sho T, Wang X, Li Y, Wu YT, Wei YH, Hu X, Yu L (2021). "Mitosytoosi, migrasomivälitteinen mitokondrioiden laadunvalvontaprosessi." solu . 184 (11): 2896-2910. DOI : 10.1016/j.cell.2021.04.027 . PMID  34048705 .
  22. ↑ Mir, B. ja Goettsch, C. (2020). Solunulkoiset rakkulat tietyn solulastin kuljetusvälineinä. Cells, 9(7), 1601. PMID 32630649 PMC 7407641 doi : 10.3390/cells9071601
  23. ↑ Minakawa, T., Matoba, T., Ishidate, F., Fujiwara, TK, Takehana, S., Tabata, Y., & Yamashita, JK (2021). Solunulkoiset rakkulat synkronoivat erilaistuvien solujen solufenotyypit. Journal of extracellular vesicles, 10(11), e12147. doi : 10.1002/jev2.12147
  24. ↑ Dzhagarov D. (2013). Eksosomi on mekanismi kehon solujen koordinointiin ja keskinäiseen apuun. Arkistoitu 2. lokakuuta 2021 Wayback Machinessa . Biomolekyyli.
  25. ↑ Kahlert C. , Melo SA , Protopopov A. , Tang J. , Seth S. , Koch M. , Zhang J. , Weitz J. , Chin L. , Futreal A. , Kalluri R. Kaksijuosteisen genomisen DNA:n tunnistaminen joka kattaa kaikki kromosomit, joissa on mutatoitunut KRAS ja p53 DNA haimasyöpäpotilaiden seerumin eksosomeissa.  (englanti)  // The Journal of Biological Chemistry. - 2014. - Vol. 289, nro. 7 . - s. 3869-3875. doi : 10.1074 / jbc.C113.532267 . — PMID 24398677 .
  26. ↑ Kanwar SS , Dunlay CJ , Simeone DM , Nagrath S. Mikrofluidilaite (ExoChip) sirussa olevien eksosomien eristämiseen, kvantifiointiin ja karakterisointiin.  (englanniksi)  // Lab on siru. - 2014. - Vol. 14, ei. 11 . - P. 1891-1900. - doi : 10.1039/c4lc00136b . — PMID 24722878 .

Kirjallisuus

Katso myös

Linkit