Характеристика экстраклеточных пузырьков, полученных из иммунных клеток, и изучение функционального воздействия на клеточную среду

Многие нейропатологии связаны с нейровоспалительным состоянием, которое является сложным механизмом, который все чаще рассматривается, но все еще плохо понимается, потому что иммунные процессы разнообразны и зависят от клеточной среды. Действительно, расстройства ЦНС систематически не связаны с теми же сигналами активации и популяциями иммунных клеток, и, таким образом, про- или противовоспалительные реакции трудно оценить как причины или последствия патологий. Мозг резидентов макрофаги называется “микроглии”, как представляется, на стыке нервной и иммунной^{системы 1}. Микроглия имеют миелоидное происхождение и являются производными от желток мешок во время примитивных hematopoiesis колонизировать мозг, в то время как периферийные макрофаги являются производными от печени плода во время окончательного hematopoiesis стать периферийных макрофагов². Клетки микроглии общаются с нейронами и нейронами, полученными глиальными клетками, такими как астроциты и олигодендроциты^3. Несколько недавних исследований показали, что микроглии участвуют в нейронной пластичности во время развития ЦНС и взрослых тканей гомеостаза, а также в воспалительном состоянии, связанном с нейродегенеративными заболеваниями^4,5. В противном случае, целостность гематоэнцефалического барьера может быть нарушена в других патологиях ЦНС. Иммунные реакции, особенно при мультиформе рака глиобластомы, не поддерживаются только клетками микроглии, так как гематоэнцефалический барьер реорганизуется через ангиогенные процессы и наличие лимфатических сосудов^6,,7. Таким образом, большой костного мозга полученных макрофагов (BMDMs) инфильтрация происходит в опухоли головного мозга через опухолевых механизмов ангиогенеза⁸. Раковые клетки оказывают значительное влияние на проникнутые БМДМ, что приводит к иммуносупрессивным свойствам и росту опухоли^9. Таким образом, связь между иммунными клетками и их микроокружения мозга трудно понять, как происхождение клеток и активации сигналы разнообразны^10,11. Таким образом, интересно задержать функции иммунных клеток, связанных молекулярных подписей в физиологических условиях. В связи с этим, клеточная связь между иммунными клетками и микроокружением клеток может быть изучена путем высвобождения внеклеточных пузырьков (ЭВ).

EVs изучаются все больше и больше в регуляции иммунных функций в здоровых, а также патологических условиях^12,13. Можно принимать во внимание две популяции, экзосомы и микровезички. Они представляют различные биогенеза и диапазоны размеров. Экзосомы представляют собой пузырьки диаметром от 30 до 150 нм и генерируются из эндозомальной системы и выделяются при слиянии многопузырьковых тел (МВБ) с плазменной мембраной. Микровезики около 100-1000 нм в диаметре и генерируются внешним почками из мембраны плазмы клетки¹⁴. Поскольку экзосома против микровесикла дискриминации по-прежнему трудно реализовать в соответствии с размером и молекулярными моделями, мы будем использовать только термин EVs в настоящем докладе. EV-ассоциированных связи в ЦНС представляет собой механизм предков, поскольку исследования показали их участие в беспозвоночных видов, включая нематод, насекомых или аннелид^15,16. Кроме того, результаты, показывающие, что EVs может общаться с клетками из разных видов, демонстрируют этот механизм, чтобы быть системой блокировки ключей, основанной сначала на распознавании поверхностных молекул между пузырьками и клетками-реципиентами, а затем позволяющим поглощению посредников^16,17. Действительно, EVs содержат много молекул, как белки (например, ферменты, трансдукция сигнала, биогенез фактор), липиды (например, керамид, холестерин) или нуклеиновых кислот (например, ДНК, мРНК или miRNAs), действующих в качестве прямых или косвенных регуляторов деятельности клеток-реципиентов¹⁴. Именно поэтому были проведены методические исследования на иммунных клетках для изоляции ЭВ и полной характеристики их белковых подписей^18,19.

Самые ранние исследования продемонстрировали высвобождение экзосом из первичной культивируемой крысиной микроглии в качестве индуцируемого механизма после wnt3a- или серотонина-зависимой активации^20,21. Функционально в ЦНС, микроглии полученных EVs регулируют синаптический везикул релиз пресинаптических терминалов в нейронах, способствующих контролю возбудимости нейронов^22,23. Микроглии полученных EVs может также размножаться цитокинов опосредошной воспалительной реакции в больших областях мозга^24,25. Важно отметить, что разнообразные лиганды для платных рецепторов семьи может активировать конкретные производства EVs в микроглии²⁶. Например, исследования in vitro показывают, что LPS-активированные микроглии BV2 клеточные линии производят дифференциальное содержание EV, включая провоспалительные цитокины^27. Таким образом, функциональное разнообразие субпопуляций иммунных клеток в ЦНС, микроглии и проникновения BMDMs, могут быть оценены через свои собственные популяции EV, включая воздействие EV на клетки-реципиента и идентификации содержимого EV.

Ранее мы описали методы оценки функциональных свойств микроглии и БМДМ полученных EVs после их изоляции^16,19. В настоящем докладе мы предлагаем самостоятельно оценить влияние микроглий полученных ЭВ на невритный рост, а также влияние эвакуированных макрофагов на контроль агрегатов клеток глиомы. Это исследование также предлагает широкий протеомный анализ фракций EV для того, чтобы проверить процедуру изоляции EV, а также определить биологически активные подписи белка. Благотворное воздействие и молекулярной расшифровки содержимого EV может помочь их возможные манипуляции и использования в качестве терапевтических агентов в расстройства мозга.