Mali, ali moćni — egzosomi, novi međustanični glasnici u neurodegeneraciji, 2. dio

Diferencijalno ultracentrifugiranje: Metoda ultracentrifugiranja dugo se smatra 'zlatnim standardom' za izolaciju egzosoma [10,78] i najčešće je korištena metoda. Johnston i kolege prvi su izvijestili o ultracentrifugiranju za izolaciju egzosoma iz medija kulture retikulocita [10].

Čini se da ne postoji izravna veza između diferencijalnog ultracentrifugiranja i pamćenja, ali postoje neke neizravne veze između njih.

Prvo, diferencijalno ultracentrifugiranje može nam pomoći u održavanju zdravog tijela i mozga, čime se poboljšava naše pamćenje. Studije su pokazale da tjelesna vježba može pospješiti veze između neurona u mozgu i poboljšati rad mozga, uključujući pamćenje. Kao metoda vježbanja visokog intenziteta, diferencijalna ultracentrifugacija može promicati zdravlje kardiovaskularnog sustava, snagu mišića i izdržljivost, što može dodatno pospješiti naše pamćenje.

Drugo, diferencijalna ultracentrifugacija može nam pomoći u smanjenju stresa i poboljšanju raspoloženja, što također ima pozitivan učinak na pamćenje. Kada se osjećamo nervozno, tjeskobno ili pod stresom, naš mozak otpušta neke negativne emocionalne kemikalije koje mogu utjecati na naše pamćenje i kognitivne sposobnosti. Vježbom diferencijalne ultracentrifugacije možemo se osloboditi stresa u tijelu i pospješiti lučenje neurotransmitera u mozgu, čime poboljšavamo svoje raspoloženje i kognitivne sposobnosti.

Osim toga, diferencijalna ultracentrifugacija nam može pomoći povećati naše samopouzdanje i samoučinkovitost, što se također može odraziti na poboljšanje našeg pamćenja. Kada se osjećamo samopouzdano i uspješno, naš mozak oslobađa neke pozitivne emocionalne kemikalije koje mogu poboljšati naše kognitivne sposobnosti i sposobnosti pamćenja. Vježbama kao što je diferencijalna ultracentrifugacija možemo poboljšati svoju sportsku razinu i fizičku sposobnost, povećati samopouzdanje i samoučinkovitost te tako biti učinkovitiji u poboljšanju pamćenja.

Općenito, ne postoji izravna korelacija između vježbe diferencijalne ultracentrifugacije i pamćenja, ali doista postoje neke neizravne veze između njih. Vježbanjem, smanjenjem stresa, poboljšanjem raspoloženja i povećanjem samopouzdanja, možemo poboljšati naše pamćenje i kognitivne sposobnosti, a pritom donijeti blagodati fizičkom i mentalnom zdravlju. Stoga je diferencijalna ultracentrifugacija pozitivan način vježbanja koji može donijeti više dobrobiti našem fizičkom i mentalnom zdravlju i pamćenju. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a Cistanche može značajno poboljšati pamćenje jer Cistanche ima antioksidativno, protuupalno i anti-age djelovanje, što može pomoći u smanjenju oksidativnih i upalnih reakcija u mozgu, čime štiti zdravlje živčani sustav. Osim toga, Cistanche može potaknuti rast i popravak živčanih stanica, čime se poboljšava povezanost i funkcija neuronskih mreža. Ovi učinci mogu poboljšati pamćenje, sposobnost učenja i brzinu razmišljanja, a također mogu spriječiti pojavu kognitivne disfunkcije i neurodegenerativnih bolesti.

Kliknite znati suplemente za poboljšanje pamćenja

Ova se tehnika temelji na korištenju centrifugalnih sila za sekvencijalno odvajanje čestica na temelju njihove veličine i gustoće. Veće i gušće čestice zahtijevaju niske centrifugalne sile da se prvo talože [44,84].

Ovisno o prirodi uzorka, prvo centrifugiranje malom brzinom na 300–2000× gre uklanja plutajuće stanice, de, ad,, a apoptotičko centrifugiranje većom brzinom na 10 000× gre uklanja velike vezikule i stanične ostatke.

Egzozomi se peletiraju ultracentrifugiranjem na 100,000× g. Učinkovitost izolacije egzosoma ovisi o nekoliko čimbenika uključujući ubrzanje (g), vrstu korištenog rotora i njegove karakteristike (k faktor, radijus rotacije) i krajnju viskoznost početnog uzorka. Učinkovitost sedimentacije egzosoma smanjuje se s povećanjem viskoznosti.

Stoga izolacija egzosoma iz seruma/krvi zahtijeva korake centrifugiranja veće brzine tijekom duljeg trajanja u usporedbi s izolacijom egzosoma iz medija stanične kulture. Ovisno o korištenom rotoru, mogu se obraditi relativno velike količine uzoraka. Ultracentrifugiranje za izolaciju egzosoma zahtijeva minimalne reagense i potrošni materijal i ima dobru reproducibilnost, ali zahtijeva više vremena i skupu opremu.

Potencijal peletiranja proteinskih agregata i drugih neegzosomskih čestica potaknuo je upotrebu gradijentnog ultracentrifugiranja koje omogućuje izolaciju egzosoma na temelju njihove plutajuće gustoće.

Saharoza, joheksol i jodiksanol općenito se koriste za izopikničko centrifugiranje [85,86]. Ova metoda je dugotrajna, zahtijeva upotrebu malog volumena uzorka jer se rotirajuće cijevi ne mogu preopteretiti i daje malu količinu čistog pripravka egzosoma.

Ultrafiltracija: Ova se metoda temelji na upotrebi hidrofilnih poroznih membrana s definiranom graničnom veličinom pora ili molekularne težine za hvatanje čestica određene veličine ili mase. Uzorci poput medija kulture ili bioloških tekućina sekvencijalno se filtriraju kroz membrane sa smanjenjem veličine pora. To omogućuje zadržavanje velikih čestica u svakom koraku filtracije, a retentat je obogaćen određenim veličinama čestica.

Eksosomi se izdvajaju iz konačnog retentata ultracentrifugiranjem. Ovaj postupak je brz i stekao je popularnost [69]. Ultrafiltracija je povezana s nekim nedostacima zbog začepljenja tomembrane i hvatanja egzosoma, što rezultira umjerenim prinosom egzosoma. Čistapojačano naprezanje filtracije može oštetiti egzosome. Kromatografija isključenja veličine: Princip ove metode temelji se na pročišćavanju proteina kromatografijom.

Kolone su ispunjene poroznim polimernim kuglicama ili smolom kao što su Sephacryl S-1000, Sepharose 2B i Sepharose CL-2B [71,83-89]. Kada se uzorak stavi na kolonu, on prolazi kroz smolu. Veće čestice putuju kroz kolonu jer su prevelike da bi ušle u smolu i prve se eluiraju (također se naziva protočno).

Male čestice koje ulaze u poroznu smolu eluiraju se propuštanjem pufera kroz kolonu. Ovo odvajanje strogo se temelji na veličini ili molekularnoj masi, a time i cijelom pročišćavanju sub-populacija egzosoma. Isključenje veličinekromatografija je brza i ponovljiva metoda koja ne ometa cjelovitost egzosoma. Jedina zamjerka kod ove metode je da mali dio lipoproteinskog kolesterola visoke gustoće i proteina eluira zajedno s egzosomima [87].

Dodatno pročišćavanje centrifugiranjem s gradijentom gustoće potrebno je za uklanjanje agregata proteina i lipida kako bi se dobio čisti egzosomski pripravak. Imunoafinitetno hvatanje: Ova se metoda temelji na upotrebi antitijela protiv površinskih proteina egzosoma kao što su tetraspanin proteini [78,90,91]. Magnetska zrnca kovalentno obložena streptavidinom inkubiraju se s biotiniliranim antitijelima protiv površinskih proteina egzosoma, koja se također nazivaju "antitijela za hvatanje".

Kompleksi magnetskih kuglica–hvatanje antitijela inkubiraju se s uzorkom koji se nevezanim uzorkom uklanja magnetiziranjem kuglica. Isprane kuglice obrađuju se izravno za daljnju primjenu bez eluiranja egzosoma. Ovo je metoda jednostavna za korištenje i pruža čistu pripremu sub-populacija egzosoma. Međutim, ova metoda se ne može koristiti rutinski jer su antitijela skupa i ova metoda zahtijeva prethodno poznavanje površinskih proteina egzosoma i ovisi o dostupnosti antitijela protiv njih.

Ova metoda ima poteškoća s eluiranjem netaknutih egzosoma. Međutim, kada se uspostavi, može se koristiti za primjene kao što je probir egzosoma tumora u plazmi.

Osim magnetskih kuglica, nekoliko drugih platformi kao što su visoko porozni monolitni silicijumski mikročipovi, plastične ploče, celulozni filtri, membranski afinitetni filtri, sorbent agaroze i mikrofluidni uređaji koriste pročišćavanje egzosoma na temelju afiniteta. Mikrofluidički uređaj: fizikalno-kemijske i biokemijske značajke egzosoma iskorištavaju se na nanomjera.

Mikrofluidički uređaj zahtijeva mali volumen uzorka. Uzorak se usmjerava da teče kroz kanale mikro veličine, a egzosomi se hvataju korištenjem imunoafinitetnih metoda ili zarobljavanja poroznim strukturama [67], filtracije veličine, nanožičanog hvatanja, bočnog pomaka, akustične nanofiltracije i u novije vrijeme sortiranja viskoelastičnim protokom [82].

Ovi uređaji su izazvali veliko zanimanje jer su potrebni reagensi u mikrolitarskim količinama, prenosivi su, a proces izolacije egzosoma je vrlo brz i učinkovit. Stoga mikrofluidni uređaji imaju potencijal za razvoj za brzi klinički pregled i dijagnozu. Jedini nedostatak ove metode je mali kapacitet uzorka.

Protočna citometrija, asimetrično protočno polje-protok frakcioniranje, gradijentno ultracentrifugiranje i precipitacija polimera neke su dodatne metode koje su uspostavljene prije pročišćavanja egzosoma [92-94].

Iz sažetka trenutnih metoda izolacije vidljivo je da nijedan određeni pristup nije prikladan za sve zahtjeve izolacije egzosoma.

Standardizacija metode koja će se koristiti za izolaciju egzosoma je kritična.

Optimalna metoda izolacije ovisit će o prirodi uzorka, količini početnog volumena uzorka i daljnjoj primjeni. Idealna metoda izolacije bi po mogućnosti bila jednostavna i ne bi zahtijevala složenu ili skupu opremu. U kliničkom okruženju, egzosomeizolacija mora biti skalabilna, isplativa i brza.

Pročišćavanje egzosoma iz mozga: egzosomi imaju veliko obećanje kao klinički dijagnostički markeri za bolesti i kao prognostički biomarkeri. Trenutne metode izolacije egzosoma iz bioloških tekućina uključujući krv, urin i cerebrospinalnu tekućinu, iako ne bez izazova, izvode se prilično rutinski. Međutim, kako bi se u potpunosti iskoristio potencijal egzosoma, potrebno je razviti metode za ekstrakciju egzosoma iz čvrstih tkivaza neurodegenerativne bolesti, primarna patologija često je lokalizirana na određeno područje mozga, ali se toksični proteini naknadno šire na druga područja mozga. Trenutačni mehanizmi širenja toksičnih proteina u druge regije mozga nisu potpuno jasni. Egzosomi su vjerojatni kandidati jer su uključeni u međustaničnu komunikaciju. Scenarij da se egzosomalni teret razlikuje u različitim regijama mozga vrlo je vjerojatan.

Stoga izolacija egzosoma iz brairegiona od interesa potencijalno može biti vrlo informativna. Jedan od najranijih izvještaja o izolaciji egzosoma iz moždanog tkiva došao je od Pereza Gonzalezleza i kolega [95]. Pročistili su egzosome neovisno iz svježeg i smrznutog mozga miša i smrznutog tkiva ljudskog mozga.

Metoda izolacije podrazumijeva početnu obradu tkiva papainom nakon čega slijedi filtracija kako bi se odbacile stanice i ostaci. Nakon toga, homogenati su podvrgnuti nizu centrifugiranja malom brzinom nakon čega je uslijedio niz centrifugiranja velikom brzinom. Egzozomi su dalje pročišćeni frakcioniranjem na gradijentu saharoze. Koristeći ovaj protokol, autori izvješćuju o izolaciji netaknutih egzosoma iz mozga [95].

Vella i kolege upotrijebili su sličnu metodu osim što uzorak nije bio podvrgnut filtraciji [96]. Metodologija koju je koristila ova istraživačka skupina rezultirala je izolacijom egzosoma koji su zadovoljili sve kriterije karakterizacije egzosoma, pružajući važan alat neuroznanstvenicima. Zanimljiv i drugačiji pristup izolaciji egzosoma zauzela je druga istraživačka skupina.

Tvrdeći da ultracentrifugiranje razbija "neželjene topive proteine ​​i agregate", Gallart-Palau i kolege su homogenizirali svježi mišji mozak i smrznuti ljudski frontalni režanj u 0.1M amonijevom acetatnom puferu dopunjenom anti-proteazama.

Skupljeni supernatanti pomiješani su s četiri dijela ohlađenog acetona kako bi se istaložili hidrofilni proteini i slične tkivne makromolekule ostavljajući hidrofobne egzosome u otopini [97]. Po našem mišljenju, postoji nekoliko nedostataka ove metode. Prvo, malo je vjerojatno da amonijev acetat može održati neutralan pH budući da je pKa octene kiseline oko pH 4,75, a pKa amonijaka oko pH 9,25.

Stoga se moždano tkivo homogenizira pomoću pufera s nestabilnim pH i to može utjecati na naboj makromolekula [98].

Drugo, iako aceton može odvojiti hidrofilne proteine ​​i druge hidrofilne molekule od supernatanta, on može promijeniti fosfolipidni bisloj jer mi, kao treći, povećavamo fluidnost plazma membrane što ukazuje na nasumično istjecanje sadržaja egzosoma [99].

3. Uloga egzosoma u središnjem živčanom sustavu (CNS)

Zamršene interakcije između neurona i glije preduvjet su za normalnu funkciju živčanog sustava (Slika 4) [100]. Komunikacija u središnjem živčanom sustavu opisana je kao multimodalna i kategorizirana u žičani prijenos (prijenos na jednom) i prijenos volumena prijenos na više) [101].

Žičani prijenos uključuje neurotransmisiju putem električnih i kemijskih sinapsi koje uključuju prijenos malih molekula i iona kroz praznine. Prijenos volumena je, s druge strane, olakšan parakrinim prijenosom signala kroz intersticijski prostor ili cerebrospinalnu tekućinu. Posljednjih godina, međutim, postalo je očito da egzosomi pridonose međustaničnoj komunikaciji u CNS-u [102].

Egzosomi postižu svoju ulogu stanica-staničnih komunikatora ispoljavajući svoje učinke kroz različite mehanizme. Egzosomi mogu pokrenuti kaskade prijenosa signala aktivacijom površinskih receptora ili isporukom tereta nukleinskih kiselina, proteina, lipida i drugih malih molekula što dovodi do funkcionalnih posljedica u stanicama primateljima.

Otpuštanje i preuzimanje egzosoma su dvosmjerni, što omogućuje koordinaciju bioloških događaja. Egzosome otpuštaju sve stanice u CNS-u, uključujući mikrogliju, oligodendrocite, astrocite, te i neurone [103 Oslobađanje egzosoma općenito je kontrolirano signalizacijom neurotransmitera u mozgu.

Izloženost ekscitatornom neurotransmiteru glutamatu stimulira oslobađanje egzosoma zrelih kortikalnih i hipokampalnih neurona u kulturi in vitro. Nasuprot tome, antagonisti AMPA receptora ili NMDA receptora poništavaju ekscitatornu aktivnost sa smanjenim izlazom egzosoma. Ovi podaci sugeriraju da je oslobađanje egzosoma modulirano ekscitatornom sinaptičkom aktivnošću.

Nadalje, otpuštanje egzosoma je olakšano neuronaldepolarizacijom i priljevom kalcija nakon tretmana s kalcijevim ionoforom, ionomicinom [49]. Adenozin trifosfat (ATP) koji se oslobađa u sinapsama djeluje kao kotransmiter koji aktivira glijalne purinergičke receptore.

ATP potiče oslobađanje egzosoma od strane astrocita i mikroglijalnih stanica. Povezivanje otpuštanja egzosoma s otpuštanjem neurotransmitera sugerira da bi ove biološke nanočestice mogle biti preferirano lokalizirane u regijama mozga s visokom neuronskom aktivnošću, vjerojatno zbog veće potražnje za međustaničnom komunikacijom i koordinacijom stanične aktivnosti u tim regijama [100] Nekoliko recenzija o ovoj temi dajede detaljno opisuje staničnu komunikaciju putem egzosoma [52,53,104-108]. Tablica 2 ukratko sažima uloge egzosoma u međustaničnoj komunikaciji u mozgu. U nastavku ukratko opisujemo međustaničnu komunikaciju među stanicama mozga posredovanu egzosomima.

Slika 4. Međustanična komunikacija među stanicama mozga posredovana egzosomima. Egzosomi iz matične stanice mogu imati nekoliko ciljnih (ili primateljskih) stanica unutar mozga kako bi se osiguralo održavanje homeostaze. (A) Otpuštanje egzosoma u CNS-u događa se kao odgovor na signalizaciju neurotransmitera i stoga je kontrolirano električnom aktivnošću.

Na primjer, izloženost kalijevom kloridu depolarizira neurone, često poznate kao električno aktivni neuroni. Depolarizirani neuroni oslobađaju glutamat koji se veže i stimulira AMPA i NMDA receptore na oligodendrocitima. Aktivacija glutamatnih receptora povećava unutarstanične razine kalcija u oligodendrocitima. Povećanje intracelularnog kalcija potiče otpuštanje egzosoma od strane oligodendrocita [109].

ATP-om posredovana stimulacija podtipa purinoceptora P2, P2X7 stimulira oslobađanje egzosoma mikroglije [110] i astrocita [111]. Serotonin također stimulira otpuštanje eksosoma iz mikroglije [112]. (B) Neuroni reguliraju određene funkcije neurona, astrocita i endotelnih stanica putem gh oslobađanja egzosoma [113].

Konkretno, neuronski egzosomi eliminiraju sinapse i stimuliraju fagocitozu stanica mikroglije [114]. Neuronski egzosomi oslobođeni kao odgovor na sinaptičku aktivaciju, kontroliraju ulogu ekspresije transportera glutamata astrocita za regulaciju izvanstaničnih razina glutamata [115]. (C) Egzosomi izvedeni iz astrocita moduliraju funkciju neurona i imaju neurozaštitnu ulogu.

Egzosomi astrocita aktiviraju mikrogliju i igraju važnu ulogu u diferencijaciji oligodendrocita. (D) Mikroglijalni egzosomi moduliraju sinaptičku funkciju neurona i komuniciraju s astrocitima kako bi inducirali neuroinflamaciju.

Mikroglijalni egzosomi mogu posredovati u neuroprotektivnoj i neurodegenerativnoj ulozi povezanoj s mikroglijom. (E) Zreli egzosomi oligodendrocita promiču aksonalni transport i pomažu u održavanju čistog mikrookoliša kroz komunikaciju preko mikroglije i astrocita. (F) Deksosomi izvedeni iz stanica prekursora oligodendrocita pomažu u neuroregeneraciji [116].

Prilagođeno uz dopuštenje Schnatz, A., Müller, C., Brahmer, A., i Krämer-Albers, E.-M. (2021), Izvanstanične vezikule u interakciji živčanih stanica i homeostazi SŽS-a. FASEB BioAdvances, 3: 577–592 [100]. doi:10.1096/fba.2021-00035; Autorska prava © 2022. Autori.

FASEB BioAdvances koje je objavila Federacija američkih društava za eksperimentalnu biologiju. Ovaj članak s otvorenim pristupom pod uvjetima http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Licence (3. ožujka 2022.), koji dopušta upotrebu, distribuciju i reprodukciju u bilo kojem mediju, pod uvjetom da je izvorni rad ispravno citiran i da se ne koristi u komercijalne svrhe.

Egzosomi izvedeni iz neurona: kultivirani neuroni mišjeg i ljudskog podrijetla i neuralne matične stanice oslobađaju egzosome [92,117,118].

Zanimljivo opažanje napravili su kolege iz Chivetanda dok su proučavali egzosome koje oslobađaju stanice neuroblastoma. Promatrali su internacionalizaciju egzosoma specifičnu za stanicu.

Egzosome iz stanica neuroblastoma lako su endocitozirali astrociti i oligodendrociti, ali u znatno manjoj mjeri neuroni hipokampusa. S druge strane, egzosome koje otpuštaju neuroni kao odgovor na sinaptičku aktivnost preuzeli su samo neuroni što sugerira visoku specifičnost komunikacije među moždanim stanicama posredovane egzosomima [119].

Nagađalo se da egzosomi izvedeni iz neurona sudjeluju u sinaptičkoj plastičnosti uklanjanjem zastarjelih proteina i RNA. To se postiže aktiviranjem fagocitne funkcije mikroglije [120]. Depolarizacija uzgojenih stanica ljudskog neuroblastoma izazvana kalijem oslobađa egzosome obogaćene skupom miRNA povezanih s aktivnošću i sinaptičkim proteinom MAP1b.

Protein MAP1b obilno je prisutan u konusima rasta aksona i dendritskim spinovima i povezan je sa sinaptičkom plastičnošću [121]. Depolarizacija stimulira preuzimanje soma-dendritičkih egzosoma susjednim sinapsama.

Internalizirani egzosomi olakšavaju sinaptičku snagu brzim prevođenjem mRNA relevantnih za sinaptičku aktivnost u postsinaptičkoj regiji [121]. Dodatnu potporu za ulogu egzosoma u moduliranju neurotransmisije pružaju studije koje koriste primarne embrionalne kortikalne neurone koji otpuštaju egzosome koji sadrže dvije mikroRNA, Let-7c i miR-21.

Ove mikroRNA su ligandi za Toll-like receptor 7 (Tlr7). Aktivacija Toll-like receptora 7 ima negativnu ulogu u rastu aksona i dendrita. Inkubacija neurona s Let-7c i miRhurtt na rast dendrita u normalnim neuronima i ovaj učinak je izbrisan u neuronima iz Tlr7(−/−) nokaut miševa [122].

Stoga je razumno pretpostaviti da neuronski egzosomi mogu modulirati neurotransmisiju reguliranjem rasta neurita tijekom neurorazvoja. Na sinaptogenezu i održavanje sinapsi također utječu egzosomi.

Transmembranski protein bogat prolinom, PRR7, otpuštaju neuroni na način ovisan o aktivnosti putem egzosoma. Internalizacija egzosoma koji sadrže PRR7- od strane susjednih neurona smanjuje njihov broj ekscitatornih sinapsi.

Smanjenje ekscitatornih sinapsi postiže se aktiviranjem GSk3, stimuliranjem proteasomalne razgradnje PSD proteina i istovremenom inhibicijom egzosomalne sekrecije Wnts [123]. Egzosomi su stoga utjecajni u komunikaciji rs neuron-neuron i neuron-glija. Egzosomi izvedeni iz astrocita: Astrociti predstavljaju najzastupljeniju vrstu glija stanica u mozgu.

Oni su ključni za održavanje homeostaze mozga i osiguravaju vitalne funkcije kao što su neurotrofna potpora, modulacija sinaptičke aktivnosti i plastičnost [124,125].

Astrocitni procesi održavaju kontakt s krvnim kapilarama u mozgu pridonoseći održavanju krvno-moždane barijere [126]. Osim obavljanja ovih vitalnih uloga, astrociti funkcioniraju kao imunokompetentne stanice u CNS-u.

Ovisno o kontekstu, aktivnost astrocita može pogoršati upalne reakcije ili potaknuti imunosupresiju i popravak tkiva. Na mjestima oštećenja tkiva središnjeg živčanog sustava, reaktivni astrociti stvaraju ožiljke koji učinkovito služe kao funkcionalne barijere upalnim stanicama, čime kontroliraju upalu središnjeg živčanog sustava [127]. Reaktivni astrociti otpuštaju neurotoksične tvari i upalne molekule kao što su citokini i kemokini.

Neke od ovih funkcija astrocita djelomično su olakšane otpuštanjem egzosoma. Osim toga, prikupljanje dokaza daje vjerodostojnost ideji da je neurozaštitna uloga astrocita posredovana preko egzosoma. Astrociti štakora uzgojeni in vitro otpuštaju egzosome koji sadrže neuroprotektivne i neurotrofne čimbenike.

Konkretno, astrocitni egzosomi obogaćeni su faktorom rasta fibroblasta 2 i faktorom rasta vaskularnog endotela [128]. Obje su angiogene molekule i posreduju u proliferaciji, regeneraciji aksona, neurogenezi i sinaptičkoj plastičnosti [129,130]. Stres uzrokuje uključivanje glikolitičkog enzima aldolaze C u astrocitne egzosome [131].

Povećane razine aldolazeC ne samo da potiču ekspresiju miR-26a-5p u astrocitima, već i pakiranje značajno povišenih razina miR-26a-5p u egzosomima. Internalizacija astrocitnih egzosoma s povišenim razinama miR-26a-5p smanjila je razine proteina MAP2 i GSk3 u hipokampalneuronima, što je rezultiralo smanjenom kompleksnošću dendrita [132].

Izlaganje primarnih kultura štakorskih kortikalastrocita proupalnim citokinima, I, L1 i TNF rezultiralo je otpuštanjem egzosoma obogaćenih miRNA koje ciljaju proteine ​​uključene u neurotropinsku signalizaciju.

Konkretno, miR-125a-5p i miR-16-5p ciljali su NTKR3 i njegov nizvodni efektorBcl2. Smanjena regulacija Bcl2 u neuronima uzrokovala je smanjenje rasta i složenosti dendrita [133]. Dakle, astrociti odgovaraju na upalne izazove moduliranjem ekspresije proteina uključenih u sinaptičku stabilnost i neuronsku ekscitabilnost.

Smanjenje aktivnosti neurona može pozitivno utjecati na preživljavanje neurona nakon ozljede. Egzozomi koje otpuštaju astrociti kao odgovor na intracerebralnu injekciju IL-1 imiceze ulaze u perifernu cirkulaciju i potiču regrutiranje perifernih leukocita. Stoga ovi podaci sugeriraju da egzosomi premošćuju komunikaciju između njih i anteperiferije [134].

Egzosomi izvedeni iz oligodendrocita: Brzo i pouzdano širenje akcijskog potencijala duž aksona ovisi o mijelinizaciji neurona. Oligodendrociti obavijaju višestruke aksone. Encanto obnavlja mijelinske ovojnice tri puta u 2 sata h sati135]. Mijelin je posebno obogaćen lipidima, ali broji nekoliko proteina koji su sastavni dio stvaranja mijelina.

Glavni mijelinski proteini uključuju proteolipidni protein (PLP), mijelinski bazični protein (MBP), glikoprotein povezan s mijelinom (MAG) i 30-cikličku nukleotid30-fosfodiesterazu (CNP) [136]. Dva proteina, PLP i MBP, raspoređeni su unutar mijelinske ovojnice i ključni su u procesu zbijanja koji rezultira tijesnom višeslojnom strukturom mijelina.

Osim njihove važne funkcije u proizvodnji mijelina, oligodendrociti pružaju trofičku potporu aksonima i stoga su bitni za cjelovitost aksona [137]. Komunikacija između oligodendrocita i neurona ključna je za postizanje ove važne funkcije. Nedavna istraživanja pokazuju da neuroni internaliziraju egzosome oligodendrocita kako bi omogućili trofičku potporu aksonima.

Slično neuronima, oslobađanje egzosoma iz oligodendrocita ovisi o aktivnosti. Neurotransmiter glutamat koji otpuštaju aktivni neuroni stimulira povećanje intracelularne inoligodendroglije kalcija putem NMDA i AMPA receptora.

Povišeni citosolni Ca2+ izaziva izlučivanje egzosoma obogaćenih CN-P i PLP-om od strane oligodendrocita. Jednom otpušteni, egzosome internaliziraju neuroni dovršavajući dvosmjernu izravnu interakciju između oligodendrocita i neurona [109,138].

Studije in vitro u kojima su korišteni kultivirani neuroni dodatno su pokazale da egzosomi koje oslobađaju oligodendrociti povećavaju preživljavanje neurona u uvjetima staničnog stresa [109]. U produžetku ovih studija, Frühbeis i kolege pokazali su da miševi s nedostatkom CNP-a i PLP-a pokazuju oslabljeno oslobađanje egzosoma iz oligodendrocita [139].

Važno je da su oligodendrociti izolirani i uzgojeni iz CNP mutantnih miševa ili PLP mutantnih miševa pokazali smanjenje otpuštanja egzosoma, čime se narušava komunikacija neurona oligodendrocita.

Nedostatak komunikacije između oligodendrocita i neurona putem egzosoma rezultirao je degeneracijom aksona i smanjenom potporom metabolita neuronima [139]. Ova opažanja sugeriraju da egzosomi oligodendrocita daju važan doprinos održavanju neuronske homeostaze.

For more information:1950477648nn@gmail.com