摘要
一项新的研究报告称，外泌体可能是诊断和治疗发育性脑障碍的答案。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。
一项新的研究报告称，外泌体可能是诊断和治疗发育性脑障碍的答案。这项研究的结果发表在《美国国家科学院院刊》上。
像第二层包装箱子卸下从飞机的腹部,分子背包液不断从体内所有细胞部署每一个塞满了各式各样的内容,另一个细胞可能打开和使用。通过发送这些生物包裹，细胞通过共享的蛋白质和遗传物质相互交流。
外泌体曾经被简单地认为是细胞“垃圾”的微观袋，现在被理解为对我们的健康有着巨大的重要性。近年来的一项研究甚至表明，它们可以运输与癌症扩散和阿尔茨海默氏症(Alzheimer's)等神经退行性疾病相关的分子。然而，直到最近，它们在大脑发育中的作用仍然是个谜。
在一项新的研究发表在《美国国家科学院学报》
“在大脑发育的不同阶段，细胞之间的信号传递是绝对必要的，”克莱恩说。“我们发现外泌体是细胞传递这些信号的方式之一。”
我们的身体使用叫做“囊泡”的球形容器在细胞内部和细胞之间运输不同的物质。液是一种泡具体任务与运输各种生物货物脂质、蛋白质、RNA从一个细胞到另一个地方。克莱恩的研究确定，蛋白质尤其对外泌体的细胞间信号传导能力负责。
她的研究团队检测了来自健康人类神经元的外泌体，以及来自Rett综合征疾病模型的外泌体。Rett综合征是一种基因驱动的发育性脑障碍，会导致类似自闭症的症状。
克莱恩实验室的神经科学家普拉纳夫·夏尔马博士设计了一些实验，以明确识别和比较健康神经元和患病神经元的外泌体生物活性。通过多种细胞和功能测试，他们发现受rett影响的外泌体不含任何有害蛋白，但也没有健康外泌体中发现的必要的信号蛋白。“他们没有不好的东西，但缺乏好的东西，”夏尔马说。
作为实验的一部分，该团队使用CRISPR基因编辑技术来纠正引起Rett综合征的突变，然后检查神经外泌体的信号功能是否因此恢复。夏尔马说:“修复基因突变扭转了基因缺陷。”
他们还测试了将健康的外泌体添加到Rett综合征的培养皿模型中是否会产生治疗效果。它做到了。
克莱恩说:“这可能是我们最令人兴奋的发现:健康细胞的外泌体确实可以拯救患有瑞特综合症的细胞的神经发育缺陷。”“我们认为这是非常有希望的，因为许多神经发育障碍需要治疗。这些疾病我们已经对潜在的基因缺陷有了深刻的了解，但仍然缺乏治疗来解决疾病本身。”
Sharma说，这项研究依赖于来自Rett患者诱导多能干细胞(iPSCs)的人类神经元。在实验的这一方面，研究小组利用了加州大学圣地亚哥分校的神经科学和干细胞专家、博士阿里森·穆特里(Alysson Muotri)的专业知识。为了获得丰富且可量化的蛋白质组数据来表征外泌体，该团队与斯克里普斯研究所的其他几位科学家合作，包括质谱分析先驱约翰·耶茨三世博士和耶茨实验室的科学家丹尼尔·麦克拉奇博士。
“大脑是一个非常复杂的器官，神经元比正常细胞更复杂，”Sharma说。“我们不想迷失在这种复杂性中，所以我们决定采用一种简化的方法来测试这些小泡的功能以及它们所包含的物质。”
他们还健康液注入小鼠海马大脑区域参与学习和记忆和观察神经元增殖增加。
有了这些惊人的发现，克莱恩和她的团队现在打算更深入地研究他们的结果，并探索一系列与外泌体生物活性和潜在临床应用相关的新问题:外泌体能否通过血液测试来检测疾病或治疗效果?这些发现是否也适用于自闭症谱系障碍(ASDs)和其他神经发育疾病，如脆性X染色体?基于外泌体的疗法有一天能帮助大脑疾病患者吗?
克莱恩说:“这项研究对许多与大脑发育有关的疾病都有重大意义。”“这是一个非常有趣的生物学现象，让很多科学家对这种可能性感到兴奋。”
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