Malé, ale mocné – Exosomy, noví mezibuněční poslové v neurodegeneraci, část 2

Diferenciální ultracentrifugace: Metoda ultracentrifugace byla dlouho považována za „zlatý standard“ pro izolaci exosomů [10,78] a je nejběžněji používanou metodou. Johnston a kolegové poprvé uvedli ultracentrifugaci k izolaci exozomů z kultivačního média retikulocytů [10].

Nezdá se, že by existovala přímá souvislost mezi diferenciální ultracentrifugací a pamětí, ale existují mezi nimi určité nepřímé vazby.

Za prvé, diferenciální ultracentrifugace nám může pomoci udržet zdravé tělo a mozek, a tím zlepšit naši paměť. Studie prokázaly, že fyzické cvičení může podpořit spojení mezi neurony v mozku a zlepšit mozkové funkce, včetně paměti. Jako metoda vysoce intenzivního cvičení může diferenciální ultracentrifugace podporovat kardiovaskulární zdraví, svalovou sílu a vytrvalost, což může dále podporovat naši paměť.

Za druhé, diferenciální ultracentrifugace nám může pomoci snížit stres a zlepšit náladu, což má také pozitivní vliv na paměť. Když se cítíme nervózní, úzkostní nebo ve stresu, náš mozek uvolňuje některé negativní emocionální chemikálie, které mohou ovlivnit naši paměť a kognitivní schopnosti. Pomocí diferenciálního ultracentrifugačního cvičení můžeme uvolnit stres v těle a podpořit sekreci neurotransmiterů v mozku, čímž se zlepší naše nálada a kognitivní schopnosti.

Diferenciální ultracentrifugace nám navíc může pomoci zvýšit naše sebevědomí a vlastní účinnost, což se může projevit i zlepšením naší paměti. Když se cítíme sebejistě a úspěšní, náš mozek uvolňuje některé pozitivní emocionální chemikálie, které mohou zlepšit naše kognitivní a paměťové schopnosti. Prostřednictvím cvičení, jako je diferenciální ultracentrifugace, můžeme zlepšit svou atletickou úroveň a fyzické schopnosti, zvýšit naši sebedůvěru a vlastní účinnost, a tak být efektivnější při zlepšování paměti.

Obecně neexistuje žádná přímá korelace mezi cvičením diferenciální ultracentrifugace a pamětí, ale skutečně mezi nimi existují určité nepřímé souvislosti. Cvičením, snížením stresu, zlepšením nálady a posílením sebevědomí můžeme zlepšit naši paměť a kognitivní schopnosti a zároveň přinést výhody fyzickému a duševnímu zdraví. Proto je diferenciální ultracentrifugace pozitivním způsobem cvičení, který může přinést více výhod pro naše fyzické a duševní zdraví a paměť. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche má antioxidační, protizánětlivé účinky a účinky proti stárnutí, které mohou pomoci snížit oxidační a zánětlivé reakce v mozku, a tím chránit zdraví mozku. nervový systém. Kromě toho může Cistanche podporovat růst a opravu nervových buněk, čímž zlepšuje konektivitu a funkci neuronových sítí. Tyto účinky mohou pomoci zlepšit paměť, schopnost učení a rychlost myšlení a mohou také zabránit výskytu kognitivní dysfunkce a neurodegenerativních onemocnění.

Klikněte na vědět doplňky pro zlepšení paměti

Tato technika je založena na použití odstředivých sil k postupné separaci částic na základě jejich velikosti a hustoty. Větší a husté částice vyžadují malé odstředivé síly, aby sedimentovaly jako první [44,84].

V závislosti na povaze vzorku nejprve nízkorychlostní centrifugace při 300–2000× odstraní plovoucí buňky, de, ad a apoptotická Vysokorychlostní centrifugace při 10 000× odstraní velké vezikuly a buněčné zbytky.

Exozomy jsou peletovány ultracentrifugací při 100,000× g. Účinnost izolace exosomů závisí na několika faktorech včetně zrychlení (g), typu použitého rotoru a jeho charakteristik (faktor k, poloměr rotace) a koncové viskozity výchozího vzorku. Účinnost sedimentace exosomů klesá se zvýšenou viskozitou.

Proto e, izolace exozomů ze séra/krve vyžaduje kroky centrifugace při vyšší rychlosti po delší dobu ve srovnání s izolací exozomů z buněčného kultivačního média. V závislosti na použitém rotoru lze zpracovávat relativně velké objemy vzorků. Ultracentrifugace pro izolaci exozomů vyžaduje minimum činidel a spotřebního materiálu a má dobrou reprodukovatelnost, ale vyžaduje více času a drahé vybavení.

Potenciál peletizace proteinových agregátů a jiných neexosomálních částic podnítil použití gradientové ultracentrifugace, která umožňuje izolaci exozomů na základě jejich vztlakové hustoty.

Sacharóza, johex,ol a jodixanol se obecně používají pro izopyknickou centrifugaci [85,86]. Tato metoda je časově náročná, vyžaduje použití malého objemu vzorku, protože rotační zkumavky nelze přetížit, a poskytuje malé množství čisté přípravy exosomů.

Ultrafiltrace: Tato metoda je založena na použití hydrofilních porézních membrán s definovanou mezní velikostí pórů nebo molekulové hmotnosti k zachycení částic specifické velikosti nebo hmotnosti. Vzorky, jako je kultivační médium nebo biologické tekutiny, jsou postupně filtrovány přes membrány se zmenšující se velikostí pórů. To umožňuje zadržování velkých částic v každém kroku filtrace a retentát je obohacen o specifické velikosti částic.

Exosomy jsou získány z konečného retentátu ultracentrifugací. Tento postup je rychlý a získal popularitu [69]. Ultrafiltrace je spojena s některými nedostatky způsobenými ucpáním membrány a zachycováním exosomů, což vede k mírnému výtěžku exozomů. Naprostýfiltrace může poškodit exosomy. Vylučovací chromatografie: Princip této metody je založen na čištění proteinů chromatografií.

Sloupce jsou naplněny porézními polymerními kuličkami nebo pryskyřicí, jako je Sephacryl S-1000, Sepharose 2B a Sepharose CL-2B [71,83–89]. Když je vzorek nanesen na kolonu, prochází pryskyřicí. Větší částice procházejí kolonou, protože jsou příliš velké na to, aby vstoupily do pryskyřice, a jsou první, které se ředí (také označované jako průtok).

Malé částice, které vstupují do porézní pryskyřice, jsou eluovány průchodem pufru přes kolonu. Tato separace je striktně založena na velikosti nebo molekulové hmotnosti a tedy veškeré čištění subpopulací exozomů Vyloučení velikostichromatografie je rychlá a reprodukovatelná metoda, která nenarušuje integritu exosomů. Jedinou výhradou této metody je, že malá část cholesterolu a proteinů lipoproteinů s vysokou hustotou se vymývá společně s exozomy [87].

K odstranění proteinových agregátů a lipidů je zapotřebí další purifikace centrifugací v hustotním gradientu, aby se získal čistý exosomový preparát. Imunoafinitní zachycení: Tato metoda je založena na použití protilátek proti povrchovým proteinům exozomů, jako jsou tetraspaninové proteiny [78,90,91]. Magnetické kuličky kovalentně potažené streptavidinem jsou inkubovány s biotinylovanými protilátkami proti povrchovým proteinům exozomů, také označované jako „záchytné protilátky“.

Komplexy magnetické částice – záchytná protilátka se inkubují s nenavázaným vzorkem odstraněným magnetizací kuliček. Promyté kuličky jsou zpracovány přímo pro následnou aplikaci bez eluce exosomů. Jedná se o snadno použitelnou metodu a poskytuje čistou přípravu subpopulací exozomů. Tato metoda však nemusí být používána rutinně, protože protilátky jsou drahé a tato metoda vyžaduje předchozí znalost povrchových proteinů exosomu a závisí na dostupnosti protilátek proti nim.

Tato metoda má potíže s elucí intaktních exozomů. Jakmile je však zaveden, může být použit pro aplikace, jako je screening nádorových exozomů v plazmě.

Kromě magnetických kuliček několik dalších platforem, jako jsou vysoce porézní monolitické silikmikročipy, plastové destičky, celulózové filtry, membránové afinitní filtry, agarózový sorbent a mikrofluidní zařízení, využívá čištění exosomů na bázi afinity. Mikrofluidní zařízení: Fyzikální a biochemické vlastnosti exozomů jsou využívány nanoměřítku.

Mikrofluidní zařízení vyžaduje malý objem vzorku. Vzorek je nasměrován tak, aby protékal přes mikrokanály a exozomy jsou zachycovány pomocí imunoafinitních metod nebo zachycením porézními strukturami [67], filtrací podle velikosti, nanovláknovým zachycením, laterálním posunem, akustickou nanofiltrací a nověji viskoelasticflow tříděním [82].

Tato zařízení vzbudila velký zájem, požadovaná činidla jsou v mikrolitrových množstvích, jsou přenosná a proces izolace exosomů je velmi rychlý a účinný. Mikrofluidní zařízení mají tedy potenciál být vyvinuta pro rychlý klinický screening a diagnostiku. Jedinou nevýhodou této metody je nízká kapacita vzorku.

Průtoková cytometrie, asymetrická toková frakcionace v poli, gradientová ultracentrifugace a precipitace polymeru jsou některé další metody, které byly zavedeny pro purifikaci forexosomů [92–94].

Ze souhrnu současných izolačních metod je zřejmé, že žádný konkrétní přístup není vhodný pro všechny požadavky na izolaci exosomů.

Standardizace metody, která má být použita pro izolaci exosomů, je kritická.

Metoda optimalizace bude záviset na povaze vzorku, množství výchozího objemu vzorku a následné aplikaci. Ideální způsob izolace by byl pokud možno jednoduchý a nevyžadoval by složité nebo drahé vybavení. V klinickém prostředí musí být exosomeizolace škálovatelná, nákladově efektivní a rychlá.

Purifikace exozomů z mozku: Exozomy mají velký příslib jako klinické diagnostické markery nemocí a jako prognostické biomarkery. Současné metody izolace exozomů z biologických tekutin včetně krve, moči a mozkomíšního moku, i když nejsou bez problémů, se provádějí zcela běžně. Aby však bylo možné plně využít potenciál exosomů, je třeba vyvinout metody pro extrakci exozomů z pevných tkání.u neurodegenerativních onemocnění je primární patologie často lokalizována v nespecifické oblasti mozku, ale toxické proteiny se následně šíří do jiných oblastí mozku. Současné mechanismy šíření toxických proteinů do jiných oblastí mozku nejsou zcela pochopeny. Pravděpodobnými kandidáty jsou exozomy, protože se podílejí na mezibuněčné komunikaci. Scénář, že exosomální náklad se v různých oblastech mozku liší, je vysoce pravděpodobný.

Proto může být izolace exosomů ze zkoumané brairegionu potenciálně velmi informativní. Jedna z prvních zpráv o izolaci exozomů z mozkové tkáně pochází od Pereze Gonzalezleze a kolegů [95]. Vyčistili exosomy nezávisle na čerstvém a zmrazeném myším mozku a zmrazených lidských mozkových tkáních.

Izolační metoda zahrnovala počáteční ošetření tkáně papainem s následnou filtrací, aby se odstranily buňky a zbytky. Následně byly homogenáty podrobeny sérii nízkorychlostních centrifugací následovaných řadou vysokorychlostních centrifugací. Exosomy byly dále purifikovány frakcionací na sacharózovém gradientu. Pomocí tohoto protokolu autoři referují o izolaci intaktních exozomů z mozku [95].

Podobnou metodu použili Vella a kolegové kromě toho, že vzorek nebyl podroben filtraci [96]. Metodologie použitá touto výzkumnou skupinou vedla k izolaci exozomů, které splňovaly všechna kritéria charakterizace exozomů, což představuje důležitý nástroj pro neurovědce. Zajímavý a odlišný přístup k izolaci exosomů zaujala jiná výzkumná skupina.

Gallart-Palau a kolegové argumentovali tím, že ultracentrifugace sráží „nežádoucí rozpustné proteiny a agregáty“, homogenizovali čerstvý myší mozek a zmrazený lidský frontální lalok v 0.1M pufru octanu amonného doplněného anti-proteázami.

Spojené supernatanty byly smíchány se čtyřmi díly chlazeného acetonu, aby se vysrážely hydrofilní proteiny a podobné tkáňové makromolekuly zanechávající hydrofobní exozomy v roztoku [97]. Podle našeho názoru existuje několik nevýhod této metody. Za prvé, je nepravděpodobné, že octan amonný může udržovat neutrální pH, protože pKa kyseliny octové je kolem pH 4,75 a pKa amonia je kolem pH 9,25.

Mozková tkáň je tedy homogenizována pomocí pufru s nestabilním pH, což může ovlivnit náboj na makromolekulách [98].

Za druhé, i když aceton může oddělit hydrofilní proteiny a jiné hydrofilní molekuly ze supernatantů, může změnit fosfolipidovou dvojvrstvu, protože zatřetí zvyšuje fluiditu plazmatické membrány, což naznačuje náhodný únik obsahu exozomů [99].

3. Role exozomů v centrálním nervovém systému (CNS)

Složité interakce mezi neurony a glií jsou předpokladem normální funkce nervového systému (obrázek 4) [100]. Komunikace v CNS byla popsána jako multimodální a kategorizována na kabelový přenos (on-one přenos) a objemový přenos do mnoha) [101].

Kabelový přenos zahrnuje neurotransmisi prostřednictvím elektrických a chemických synapsí, které zahrnují přenos malých molekul a iontů přes mezerové spoje. Objemový přenos je na druhé straně usnadněn parakrinním přenosem signálů přes intersticiální prostor nebo mozkomíšní mok. V posledních letech se však ukázalo, že exosomy přispívají k mezibuněčné komunikaci v CNS [102].

Exozomy dosahují své role jako komunikátorů mezi buňkami tím, že uplatňují své účinky prostřednictvím různých mechanismů. Exosomy mohou iniciovat kaskády přenosu signálu aktivací povrchových receptorů nebo dodáním svého nákladu nukleových kyselin, proteinů, lipidů a dalších malých molekul, což vede k funkčním důsledkům v buňkách příjemce.

Uvolňování a vychytávání exosomů je obousměrné, což umožňuje koordinaci biologických událostí. Exozomy jsou uvolňovány všemi buňkami v CNS, včetně mikroglií, oligodendrocytů, astrocytů, buněk a neuronů [103Uvolňování exozomů je obecně řízeno signalizací neurotransmiterů v mozku.

Expozice excitačnímu neurotransmiteru glutamátu stimuluje uvolňování exozomů zralými kortikálními a hipokampálními neurony kultivovanými in vitro. Naopak antagonisté AMPA receptoru nebo NMDA receptoru obrací excitační aktivitu se sníženým exosomovým výstupem. Tato data naznačují, že uvolňování exosomů je modulováno excitační synaptickou aktivitou.

Uvolňování exosomů je navíc usnadněno neuronální depolarizací a influxem vápníku po léčbě kalciovým ionoforem, ionomycinem [49]. Adenosintrifosfát (ATP) uvolňovaný na synapsích působí jako kotransmiter aktivující gliové purinergní receptory.

ATP podporuje uvolňování exosomů astrocyty a mikrogliálními buňkami. Spojení uvolňování exosomu s uvolňováním neurotransmiterů naznačuje, že tyto biologické nanočástice mohou být přednostně lokalizovány do oblastí mozku s vysokou neuronální aktivitou, pravděpodobně kvůli větší demanforaci mezibuněčné komunikace a koordinaci buněčné aktivity v těchto oblastech [100] Několik recenzí na toto téma poskytujepodrobně popisuje komunikaci mezi buňkami prostřednictvím exozomů [52,53,104–108]. Tabulka 2 stručně shrnuje role exozomů v mezibuněčné komunikaci v mozku. Níže stručně popisujeme mezibuněčnou komunikaci zprostředkovanou exosomy mezi mozkovými buňkami.

Obrázek 4. Exosomem zprostředkovaná mezibuněčná komunikace mezi mozkovými buňkami. Exozomy z rodičovské buňky mohou mít v mozku několik cílových (nebo recipientních) buněk, aby se zajistilo udržení homeostázy. (A) Uvolňování exozomů v CNS nastává v reakci na signalizaci neurotransmiterů, a proto je řízeno elektrickou aktivitou.

Například vystavení chloridu draselnému depolarizuje neurony, často známé jako elektricky aktivní neurony. Depolarizované neurony uvolňují glutamát, který se váže a stimuluje AMPA a NMDA receptory na oligodendrocytech. Aktivace glutamátových receptorů zvyšuje intracelulární hladiny vápníku v oligodendrocytech. Zvýšení intracelulárního vápníku indukuje uvolňování exozomů oligodendrocyty [109].

ATP-zprostředkovaná stimulace purinoceptorového podtypu P2, P2X7 stimuluje uvolňování exosomu mikroglií [110] a astrocyty [111]. Serotonin také stimuluje uvolňování xosomem mikroglií [112]. (B) Neurony regulují určité funkce neuronů, astrocytů a endoteliálních buněk prostřednictvím uvolňování gh exozomů [113].

Zejména neuronální exozomy eliminují synapse a stimulují fagocytózu mikrogliovými buňkami [114]. Neuronální exozomy se uvolňují jako odpověď na synaptickou aktivaci, kontrolní roli exprese glutamátových transportérů astrocytů k regulaci extracelulárních hladin glutamátu [115]. (C) Exozomy odvozené z astrocytů modulují neuronální funkci a mají neuroprotektivní roli.

Exozomy astrocytů aktivují mikroglie a hrají důležitou roli při diferenciaci oligodendrocytů. (D) Mikrogliální exozomy modulují synaptickou funkci neuronů a komunikují s astrocyty, aby vyvolaly neurozánět.

Mikrogliální exosomy mohou zprostředkovávat neuroprotektivní i neurodegenerativní role spojené s mikroglií. (E) Exozomy zralých oligodendrocytů podporují axonální transport a pomáhají udržovat čisté mikroprostředí prostřednictvím komunikace přes mikroglie a astrocyty. (F) Prekurzorové buňky odvozené z oligodendrocytů napomáhají při neuroregeneraci [116].

Upraveno se svolením Schnatze, A., Müllera, C., Brahmera, A. a Krämer-Alberse, E.-M. (2021), Extracelulární vezikuly v interakci nervových buněk a homeostáze CNS. FASEB BioAdvances, 3: 577–592 [100]. doi:10.1096/fba.2021-00035; Copyright© 2022 Autoři.

FASEB BioAdvances vydané Federací amerických společností pro experimentální biologii. Tento článek s otevřeným přístupem za podmínek http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/License (3. března 2022), které povolují použití, distribuci a reprodukci na jakémkoli médiu, za předpokladu, že původní dílo je řádně citováno a není použito pro komerční účely.

Exosomy odvozené od neuronů: Kultivované neurony myšího a lidského původu a neurální kmenové buňky uvolňují exozomy [92,117,118].

Zajímavé pozorování učinili kolegové Chivetandové při studiu exozomů uvolněných buňkami neuroblastomu. Pozorovali buněčně specifickou internalizaci exosomů.

Exosomy z buněk neuroblastomu byly snadno endocytovány astrocyty a oligodendrocyty, ale v mnohem menší míře hipokampálními neurony. Na druhé straně exozomy uvolněné neurony v reakci na synaptickou aktivitu byly zachyceny pouze neurony, což naznačuje vysokou specifitu komunikace mezi mozkovými buňkami zprostředkované exosomy [119].

O exozomech odvozených od neuronů se spekulovalo, že se podílejí na synaptické plasticitě odstraněním zastaralých proteinů a RNA. Toho je dosaženo aktivací fagocytární funkce mikroglie [120]. Draslíkem indukovaná depolarizace kultivovaných lidských neuroblastomových buněk uvolňuje exosomy obohacené o sadu miRNA souvisejících s aktivitou a synaptický protein MAP1b.

Protein MAP1b je hojně zastoupen inaxonovými růstovými kužely a dendritickými spiny a je spojen se synaptickou plasticitou [121]. Depolarizace stimuluje vychytávání soma-dendritických exozomů sousedními synapsemi.

Internalizované exosomy usnadňují synaptickou sílu rychlým překládáním mRNA relevantních pro synaptickou aktivitu v postsynaptické oblasti [121]. Další podporu pro roli exozomů při modulaci neurotransmise poskytují studie využívající primární embryonální kortikální neurony, které uvolňují exozomy obsahující dvě mikroRNA, Let-7c a miR-21.

Tyto mikroRNA jsou ligandy pro Toll-like receptor 7 (Tlr7). Aktivace Toll-likereceptor 7 hraje negativní roli v axonálním a dendritickém růstu. Inkubace neuronů s Let-7}c a miRhurtt na dendritický růst u normálních neuronů a tento efekt byl odstraněn v neuronech z Tlr7(−/−) knockout myší [122].

Je tedy rozumné předpokládat, že neuronální exozomy mohou modulovat neurotransmisi regulací růstu neuritů během neurovývoje. Synaptogeneze a udržování synapse jsou také ovlivněny exozomy.

Transmembránový protein bohatý na prolin, PRR7, je uvolňován neuronsinem způsobem závislým na aktivitě prostřednictvím exozomů. Internalizace exozomů obsahujících PRR7- sousedními neurony snižuje počet jejich excitačních synapsí.

Snížení excitačních synapsí je dosaženo aktivací GSk3, stimulací proteasomální degradace PSD proteinů a současně inhibicí exosomální sekrece Wnts [123]. Exozomy mají tedy vliv na komunikaci mezi neuronem a neuronem a neuronem a glií. Exozomy odvozené od astrocytů: Astrocyty představují nejhojnější typ gliových buněk v mozku.

Jsou kritické pro udržení homeostázy mozku a poskytují vitální funkce, jako je neurotrofická podpora, modulace synaptické aktivity a plasticita [124,125].

Astrocytární procesy udržují kontakt s krevními kapilárami v mozku, což přispívá k udržení bariéry mezi krví a mozkem [126]. Kromě plnění těchto životně důležitých rolí fungují astrocyty jako imunokompetentní buňky v CNS.

V závislosti na kontextu může aktivita astrocytů zhoršit zánětlivé reakce nebo podporovat imunosupresi a opravu tkáně. V místech poškození tkáně CNS tvoří reaktivní astrocyty jizvy, které účinně slouží jako funkční bariéry pro zánětlivé buňky, a tím kontrolují zánět CNS [127]. Reaktivní astrocyty uvolňují neurotoxické látky a zánětlivé molekuly, jako jsou cytokiny a chemokiny.

Některé z těchto funkcí astrocytů jsou částečně usnadněny uvolňováním exozomů. Hromadící se důkazy navíc propůjčují důvěryhodnost myšlence, že neuroprotektivní role astrocytů je zprostředkována prostřednictvím exozomů. Potkaní astrocyty kultivované in vitro uvolňují exozomy obsahující neuroprotektivní a neurotrofní faktory.

Konkrétně byly astrocytární exozomy obohaceny o fibroblastový růstový faktor 2 a vaskulární endoteliální růstový faktor [128]. Oba jsou angiogenní molekuly a zprostředkovávají proliferaci, axonální regeneraci, neurogenezi a synaptickou plasticitu [129,130]. Stres způsobuje inkluzi glykolytického enzymu aldolázy C do astrocytárních exozomů [131].

Zvýšené hladiny aldolázyC nejen indukují expresi miR-26a{1}}p v astrocytech, ale také sbalují významně zvýšené hladiny miR-26a-5p v exozomech. Internalizace astrocytárních exozomů se zvýšenými hladinami miR-26a{5}}p snížila hladiny proteinů MAP2 a GSk3 v hippocampalneuronech, což vedlo ke snížení dendritické komplexity [132].

Expozice primárních kultur kortikastrocytů potkana prozánětlivým cytokinům I, L1 a TNF vedla k uvolnění exosomů obohacených miRNA, které cílí na proteiny zapojené do signalizace neurotropinu.

Konkrétně miR-125a-5p a miR{2}}p cílily na NTKR3 a jeho následný efektor Bcl2. Downregulace Bcl2 v neuronech způsobila snížení dendritického růstu a komplexity [133]. Astrocyty tedy reagují na zánětlivé výzvy modulací exprese proteinů zapojených do synaptické stability a neuronální excitability.

Snížení neuronální aktivity může pozitivně ovlivnit přežití neuronů po urážce. Exosomy uvolněné astrocyty v reakci na intracerebrální injekci IL-1 imices vstupují do periferního oběhu a podporují nábor periferních leukocytů. Tyto údaje tedy naznačují, že exosomy přemosťují komunikaci mezi nimi a anteperiferií [134].

Exozomy odvozené od oligodendrocytů: Rychlé a spolehlivé šíření akčního potenciálu podél axonů závisí až na myelinizaci neuronů. Oligodendrocyty obalují mnohočetné axony Encanto obnovuje myelinové pochvy třikrát za 2 hodiny h hodin135]. Myelin je zvláště obohacen o lipidy, ale počítá několik proteinů, které jsou součástí tvorby myelinu.

Mezi hlavní myelinové proteiny patří proteolipidový protein (PLP), myelinbasický protein (MBP), myelin-asociovaný glykoprotein (MAG) a 30-cyklický nukleotid30-fosfodiesteráza (CNP) [136]. Dva proteiny, PLP a MBP, jsou distribuovány v myelinové pochvě a jsou nástrojem procesu zhutňování, jehož výsledkem je těsně přilehlá vícevrstvá struktura myelinu.

Kromě své důležité funkce při produkci myelinu poskytují oligodendrocyty trofickou podporu axonů, a jsou tedy nezbytné pro integritu axonu [137]. Komunikace mezi oligodendrocyty a neurony je zásadní pro dosažení této důležité funkce. Nedávné studie ukazují, že oligodendrocyteexosomy jsou internalizovány neurony, aby umožnily trofickou podporu axonů.

Podobně jako u neuronů je uvolňování exosomů z oligodendrocytů závislé na aktivitě. Neurotransmiter glutamát uvolňovaný aktivními neurony stimuluje zvýšení intracelulárních kalciových inoligodendroglií prostřednictvím NMDA a AMPA receptorů.

Zvýšený cytosolový Ca2+ spouští sekreci exozomů obohacených CN-P a PLP oligodendrocyty. Po uvolnění jsou exozomy internalizovány neurony a dokončují obousměrnou přímou interakci mezi oligodendrocyty a neurony [109,138].

Studie in vitro využívající kultivované neurony dále prokázaly, že exozomy uvolněné oligodendrocyty zvyšují přežití neuronů v podmínkách buněčného stresu [109]. V rozšíření těchto studií Frühbeis a kolegové prokázali, že myši s deficitem CNP a PLP vykazovaly zhoršené uvolňování exozomů z oligodendrocytů [139].

Důležité je, že oligodendrocyty izolované a kultivované z CNP mutantních myší nebo PLP mutantních myší vykazovaly snížení uvolňování exosomů, čímž se zhoršila komunikace oligodendrocytů s neuronem.

Nedostatek komunikace mezi oligodendrocyty a exozomy neuronů vedl k axonální degeneraci a snížení podpory metabolitů pro neurony [139]. Tato pozorování naznačují, že oligodendrocytové exozomy významně přispívají k udržování neuronální homeostázy.

For more information:1950477648nn@gmail.com