קטן אך אדיר - אקסוזומים, שליחים בין-תאיים חדשניים בהתנוונות עצבית חלק 2

אולטרה צנטריפוגה דיפרנציאלית: שיטת האולטרה צנטריפוגה נחשבת זמן רב ל'תקן הזהב' לבידוד אקסוזום [10,78] והיא השיטה הנפוצה ביותר. ג'ונסטון ועמיתיו דיווחו לראשונה על אולטרה צנטריפוגה כדי לבודד אקסוזומים ממדיום התרבות של רטיקולוציטים [10].

לא נראה שיש קשר ישיר בין אולטרה-צנטריפוגה דיפרנציאלית לזיכרון, אבל יש כמה קישורים עקיפים ביניהם.

ראשית, אולטרה צנטריפוגה דיפרנציאלית יכולה לעזור לנו לשמור על גוף ומוח בריאים, ובכך לשפר את הזיכרון שלנו. מחקרים הראו שפעילות גופנית יכולה לקדם קשרים בין נוירונים במוח ולשפר את תפקוד המוח, כולל זיכרון. כשיטת פעילות גופנית בעצימות גבוהה, אולטרה צנטריפוגה דיפרנציאלית יכולה לקדם בריאות קרדיווסקולרית, כוח שרירים וסיבולת, מה שיכול לקדם עוד יותר את הזיכרון שלנו.

שנית, אולטרה צנטריפוגה דיפרנציאלית יכולה לעזור לנו להפחית מתח ולשפר את מצב הרוח, מה שגם משפיע לטובה על הזיכרון. כאשר אנו מרגישים עצבניים, חרדים או לחוצים, המוח שלנו משחרר כמה כימיקלים רגשיים שליליים, שיכולים להשפיע על הזיכרון והיכולת הקוגניטיבית שלנו. באמצעות תרגיל אולטרה צנטריפוגה דיפרנציאלי, אנו יכולים לשחרר מתח בגוף ולקדם הפרשת נוירוטרנסמיטורים במוח, ובכך לשפר את מצב הרוח והיכולת הקוגניטיבית שלנו.

בנוסף, אולטרה צנטריפוגה דיפרנציאלית יכולה לעזור לנו להגביר את הביטחון העצמי והמסוגלות העצמית שלנו, מה שיכול לבוא לידי ביטוי גם בשיפור הזיכרון שלנו. כאשר אנו מרגישים בטוחים ומוצלחים, המוח שלנו משחרר כמה כימיקלים רגשיים חיוביים, שיכולים לשפר את היכולות הקוגניטיביות והזיכרון שלנו. באמצעות תרגילים כמו אולטרה צנטריפוגה דיפרנציאלית, נוכל לשפר את הרמה הספורטיבית והיכולת הגופנית שלנו, לשפר את הביטחון העצמי והמסוגלות העצמית שלנו, וכך להיות יעילים יותר בשיפור הזיכרון.

באופן כללי, אין קורלציה ישירה בין תרגיל אולטרה-צנטריפוגה דיפרנציאלי לזיכרון, אבל אכן יש ביניהם כמה קשרים עקיפים. על ידי פעילות גופנית, הפחתת מתח, שיפור מצב הרוח ושיפור הביטחון העצמי, אנו יכולים לשפר את הזיכרון והיכולת הקוגניטיבית שלנו, תוך הבאת יתרונות בריאותיים פיזיים ונפשיים. לכן, אולטרה צנטריפוגה דיפרנציאלית היא דרך חיובית לפעילות גופנית שיכולה להביא יותר יתרונות לבריאות הפיזית והנפשית ולזיכרון שלנו. ניתן לראות שאנו צריכים לשפר את הזיכרון, ו-Cistanche יכולה לשפר משמעותית את הזיכרון מכיוון של-Cistanche יש השפעות נוגדות חמצון, אנטי דלקתיות ואנטי-אייג'ינג, שיכולות לסייע בהפחתת תגובות חמצון ודלקתיות במוח, ובכך להגן על בריאות המוח. מערכת העצבים. בנוסף, Cistanche יכול לקדם צמיחה ותיקון של תאי עצב, ובכך לשפר את הקישוריות והתפקוד של רשתות עצביות. השפעות אלו יכולות לסייע בשיפור הזיכרון, יכולת הלמידה ומהירות החשיבה, ויכולות גם למנוע את התרחשותם של הפרעות בתפקוד קוגניטיבי ומחלות ניווניות.

לחץ על יודע תוספי מזון כדי לשפר את הזיכרון

טכניקה זו מבוססת על שימוש בכוחות צנטריפוגליים להפרדת חלקיקים ברצף על סמך גודלם וצפיפותם. חלקיקים גדולים וצפופים יותר דורשים כוחות צנטריפוגליים נמוכים כדי למשקע תחילה [44,84].

בהתאם לאופי הדגימה, צנטריפוגה ראשונה במהירות נמוכה ב-300-2000× גוררת תאים צפים, צנטריפוגה דה, ad, ו-apoptotic במהירות גבוהה יותר ב-10,000× גוררת שלפוחיות גדולות ופסולת תאים.

אקסוזומים מופלטים על ידי אולטרה צנטריפוגה ב-100,000× גרם. היעילות של בידוד אקסוזום תלויה במספר גורמים כולל האצה (g), סוג הרוטור המופעל והמאפיינים שלו (גורם k, רדיוס הסיבוב), וצמיגות הקצה של המדגם ההתחלתי. יעילות השקיעה של האקסוזום יורדת עם עלייה בצמיגות.

לכן ה-e, בידוד אקסוזומים מסרום/דם דורש שלבי צנטריפוגה מהירים יותר למשך זמן ארוך יותר בהשוואה לבידוד אקסוזום ממדיום תרבית תאים. בהתאם לרוטור המשמש, ניתן לעבד נפחי דגימה גדולים יחסית. אולטרה-צנטריפוגה לבידוד אקסוזום דורשת ריאגנטים וחומרים מתכלים מינימליים ויש לה יכולת שחזור טובה אך דורשת יותר זמן וציוד יקר.

הפוטנציאל של פלטת אגרגטים של חלבון וחלקיקים אחרים שאינם אקזוזומליים הניעו את השימוש באולטרה-צנטריפוגה גרדיאנטית המאפשרת בידוד אקזוזום על סמך צפיפות הציפה שלהם.

סוכרוז, Iohex,ol ו-iodixanol משמשים בדרך כלל לצנטריפוגה איזופיקנית [85,86]. שיטה זו גוזלת זמן, דורשת שימוש בנפח דגימה קטן מכיוון שלא ניתן להעמיס על צינורות סיבוביים, ומניבה כמות קטנה של הכנה טהורה של אקסוזומים.

אולטרפילטרציה: שיטה זו מבוססת על שימוש בממברנות נקבוביות הידרופיליות עם גודל חיתוך מוגדר של נקבוביות או משקל מולקולרי כדי ללכוד חלקיקים בעלי מסה מסוימת או גודל. דגימות כגון מצע תרבות או נוזלים ביולוגיים מסוננים ברצף דרך ממברנות עם גודל נקבוביות פוחת. זה מאפשר שמירה של חלקיקים גדולים בכל שלב סינון והרטנטט מועשר בגדלים מסוימים של חלקיקים.

Exosomesare התאוששו מן retentate הסופי על ידי ultracentrifugation. הליך זה מהיר וצבר פופולריות [69]. סינון אולטרה קשור לכמה חסרונות עקב סתימת ממברנה ולכידת אקסוזום, וכתוצאה מכך תפוקת אקסוזום מתונה. הצרוףהתקדמות סינון עלולה לפגוע באקסוזומים. כרומטוגרפיה של אי הכללת גודל: העיקרון של שיטה זו מבוסס על טיהור חלבון על ידי כרומטוגרפיה.

העמודות מלאות בחרוזי פולימר נקבוביים או בשרף כגון Sephacryl S-1000, Sepharose 2B ו-Sepharose CL-2B [71,83–89]. כאשר המדגם מוטען על העמוד, הוא עובר דרך השרף. חלקיקים גדולים יותר עוברים דרך העמוד מכיוון שהם גדולים מכדי להיכנס לשרף והם הראשונים להסתלק (המכונה גם זרימה).

חלקיקים קטנים הנכנסים לשרף הנקבובי נפלטים על ידי חיץ מעבר דרך העמודה. הפרדה זו מבוססת אך ורק על גודל או מסה מולקולרית ולכן כל הטיהור של תת-אוכלוסיות של אקסוזומים אי הכללת גודלכרומטוגרפיה היא שיטה מהירה וניתנת לשחזור שאינה מפריעה לשלמות האקסוזומים. האזהרה היחידה בשיטה זו היא שחלק קטן של כולסטרול ליפופרוטאין בצפיפות גבוהה וחלבונים נפלטים יחד עם אקסוזומים [87].

נדרש טיהור נוסף על ידי צנטריפוגה של שיפוע צפיפות כדי להסיר אגרגטים ושומנים של חלבונים כדי להשיג הכנה טהורה של אקסוזום. לכידת זיקה אימונית: שיטה זו מבוססת על שימוש בנוגדנים נגד חלבוני פני השטח של אקסוזומים כגון חלבוני טטרספאנין [78,90,91]. חרוזים מגנטיים המצופים באופן קוולנטי ב-streptavidin מודגרים בנוגדנים ביוטיניליים נגד חלבוני פני השטח של אקסוזומים, המכונים גם 'נוגדנים לכידה'.

חרוזים מגנטיים - קומפלקסים של נוגדנים לכידת מודגרים כשהדגימה הבלתי מוגבלת מוסרת על ידי מגנטת החרוזים. חרוזים שטופים מעובדים ישירות ליישום במורד הזרם מבלי לפלוט אקסוזומים. זוהי שיטה קלה לשימוש ומספקת הכנה טהורה של תת-אוכלוסיות של אקסוזומים. עם זאת, לא ניתן להשתמש בשיטה זו באופן שגרתי מכיוון שהנוגדנים יקרים ושיטה זו דורשת ידע מוקדם על חלבוני השטח האקסוזומיים ותלויה בזמינות הנוגדנים נגדם.

לשיטה זו יש קשיים עם פליטת אקסוזומים שלמים. עם זאת, לאחר הקמתו, ניתן להשתמש בו עבור יישומים כגון בדיקת אקזומי גידול בפלזמה.

בנוסף לחרוזים מגנטיים, מספר פלטפורמות אחרות כגון מיקרו-שבבים מונוליטיים מונוליטיים מאוד, לוחות פלסטיק, מסנני תאית, מסנני זיקה לממברנה, סופח אגרוז ומכשירים מיקרו-נוזליים, משתמשות בטיהור אקסוזום מבוסס זיקה. מכשיר מיקרו-נוזל: המאפיינים הפיזיו-כימיים והביו-כימיים הם מאפיינים של אקסוזומים אקספלומטיים. ננומטרי.

מכשיר המיקרופלואידיקה דורש נפח דגימה קטן. הדגימה מכוונת לזרימה דרך ערוצים בגודל מיקרו ואקסוזומים נלכדים באמצעות שיטות זיקה חיסונית או לכידה על ידי מבנים נקבוביים [67], סינון גודל, לכידת ננו-חוטים, תזוזה לרוחב, ננו-פילטרציה אקוסטית, ולאחרונה מיון זרימה ויסקו אלסטית [82].

התקנים אלו זכו לעניין רב, הריאגנטים הנדרשים נמצאים בכמויות של מיקרוליטר, הם ניידים ותהליך בידוד האקסוזום מהיר ויעיל מאוד. לפיכך, למכשירים מיקרופלואידיים יש פוטנציאל לפיתוח עבור בדיקה ואבחון קליני מהיר. החיסרון היחיד בשיטה זו הוא קיבולת הדגימה הנמוכה.

ציטומטריית זרימה, חלוקה א-סימטרית של זרימה בשדה זרימה, אולטרה צנטריפוגה שיפועית ומשקעים פולימריים הן כמה שיטות נוספות שנקבעו לטיהור פורקסוזום [92-94].

ברור מסיכום שיטות הבידוד הנוכחיות ששום גישה מסוימת לא מתאימה לכל דרישות הבידוד האקסוזום.

סטנדרטיזציה של השיטה שתשמש לבידוד אקסוזום היא קריטית.

שיטת הבידוד האופטימלית תהיה תלויה באופי המדגם, בכמות נפח הדגימה ההתחלתית וביישום במורד הזרם. שיטת בידוד אידיאלית תעדיף פשוטה, ולא תדרוש ציוד מורכב או יקר. בסביבה קלינית, בידוד אקסוזומי צריך להיות ניתן להרחבה, חסכוני ומהיר.

טיהור אקזוזום מהמוח: לאקסוזומים יש הבטחה גדולה כסמנים אבחנתיים קליניים למחלות וכסממנים ביולוגיים פרוגנוסטיים. שיטות בידוד אקסוזומים נוכחיות מנוזלים ביולוגיים, כולל דם, שתן ונוזל מוחי, אמנם לא ללא קשיים, מבוצעות באופן שגרתי למדי. עם זאת, כדי לרתום באופן מלא את הפוטנציאל של אקסוזומים, יש לפתח שיטות להפקת אקסוזומים מרקמות מוצקותעבור מחלות ניווניות, הפתולוגיה העיקרית ממוקמת לרוב לאזור מוח לא ספציפי, אך חלבונים רעילים מתפשטים לאחר מכן לאזורי מוח אחרים. מנגנונים נוכחיים של התפשטות חלבון רעיל לאזורי מוח אחרים אינם מובנים לחלוטין. אקסוזומים הם מועמדים ככל הנראה מכיוון שהם מעורבים בתקשורת בין תאית. סביר מאוד שהתרחיש לפיו מטען אקזומלי שונה באזורי מוח שונים.

לכן, בידוד אקסוזומים מ-Brairegions של עניין יכול להיות מאוד אינפורמטיבי. אחד הדיווחים המוקדמים ביותר על בידוד אקסוזום מרקמת המוח הגיע מפרס גונזלס ועמיתיו [95]. הם טיהרו אקסוזומים באופן עצמאי ממוח עכבר טרי וקפוא, ורקמות מוח אנושיות קפואות.

שיטת הבידוד כללה טיפול ראשוני בפאפאין ברקמה ולאחר מכן סינון להשליך תאים ופסולת. לאחר מכן, ההומוגנטים היו נתונים לסדרה של צנטריפוגות במהירות נמוכה ולאחריהן סדרות של צנטריפוגות במהירות גבוהה. אקסוזומים טוהרו עוד יותר על ידי חלוקה על שיפוע סוכרוז. באמצעות פרוטוקול זה, המחברים מדווחים על בידוד ed של אקסוזומים שלמים מהמוח [95].

שיטה דומה נוצלה על ידי וולה ועמיתיו, אלא שהדגימה לא הייתה נתונה לסינון [96]. המתודולוגיה שננקטה על ידי קבוצת מחקר זו הביאה לבידוד של אקסוזומים שעומדים בכל הקריטריונים לאפיון האקסוזומים, מה שמספק כלי חשוב למדעני מוח. גישה מעניינת ושונה לבידוד טוקסוזום ננקטה על ידי קבוצת מחקר אחרת.

בטענה שאולטרה צנטריפוגה מפילה "חלבונים ואגרגטים מסיסים לא רצויים", Gallart-Palau ועמיתיו הומגניזו מוח עכבר טרי ואונה קדמית אנושית קפואה ב-0.1M אמוניום אצטט באפר בתוספת אנטי-פרוטאזות.

הסופרנטנטים שנאספו עורבבו עם ארבעה חלקים של אצטון צונן כדי לזרז חלבונים הידרופיליים ומקרומולקולות רקמה דומות, תוך השארת אקסוזומים הידרופוביים בתמיסה [97]. לדעתנו, ישנן מספר חסרונות לשיטה זו. ראשית, אין זה סביר שאמוניום אצטט יכול לשמור על pH ניטרלי כאשר ה-pKa של חומצה אצטית הוא סביב pH 4.75 וה-pKa של אמוניום הוא סביב pH 9.25.

לפיכך, רקמת המוח הומוגנית באמצעות חיץ עם pH לא יציב וזה עשוי להשפיע על המטען על מקרומולקולות [98].

שנית, למרות שאצטון עשוי להפריד חלבונים הידרופיליים ומולקולות הידרופיליות אחרות מהסופרנטנטים, הוא עשוי לשנות את שכבת הפוספוליפידים כמונו, ובשליש להגדיל את נזילות ממברנת הפלזמה, דבר המצביע על דליפה אקראית של תוכן אקסוזום [99].

3. תפקידם של אקסוזומים במערכת העצבים המרכזית (CNS)

אינטראקציות מורכבות בין נוירונים וגליה הן תנאי מוקדם לתפקוד תקין של מערכת העצבים (איור 4) [100]. תקשורת ב-CNS תוארה כרב-מודאלית ומסווגת לשידור חיווט (שידור על-אחד) ושידור נפח לרבים) [101].

ההעברה החוטית כוללת העברה עצבית באמצעות סינפסות חשמליות וכימיות העוסקות בהעברת מולקולות קטנות ויונים דרך צומת מרווח. העברת נפח, לעומת זאת, מתאפשרת על ידי שידור פראקריני של אותות דרך החלל הבין-סטיציאלי או הנוזל השדרתי. עם זאת, בשנים האחרונות התברר שאקסוזומים תורמים לתקשורת בין-תאית ב-CNS [102].

אקסוזומים משיגים את תפקידם כמתקשרים בין תאים לתאים על ידי הפעלת השפעותיהם באמצעות מגוון מנגנונים. אקסוזומים יכולים ליזום מפלי העברת אותות באמצעות הפעלה של קולטני פני השטח או על ידי העברת המטען שלהם מחומצות גרעין, חלבונים, שומנים ומולקולות קטנות אחרות המובילות להשלכות תפקודיות בתאים המקבלים.

שחרור וקליטה של ​​אקזוזומים הם דו-כיווניים, המאפשרים תיאום של אירועים ביולוגיים. אקסוזומים משתחררים על ידי כל התאים במערכת העצבים המרכזית, כולל מיקרוגליה, אוליגודנדרוציטים, אסטרוציטים, טסים ונוירונים [103השחרור של אקסוזומים נשלט בדרך כלל על ידי איתות של נוירוטרנסמיטר במוח.

חשיפה לנוירוטרנסמיטר המעורר גלוטמט מעוררת שחרור של אקסוזומים על ידי נוירונים בוגרים בקליפת המוח וההיפוקמפוס בתרבות במבחנה. לעומת זאת, אנטגוניסטים לקולטן AMPA או לקולטן NMDA הופכים את הפעילות המעוררת עם תפוקה מופחתת של אקסוזום. נתונים אלה מצביעים על כך ששחרור האקסוזום מווסת על ידי פעילות סינפטית מעוררת.

יתר על כן, שחרור אקסוזום מוקל על ידי נוירונלדפולריזציה וחדירת סידן בעקבות טיפול באיונופור סידן, ionomycin [49]. אדנוזין טריפוספט (ATP) המשתחרר בסינפסות פועל כ-co-transmitter-מפעיל קולטנים פורינרגיים גליאליים.

ATP מקדם שחרור אקסוזום על ידי אסטרוציטים ותאי מיקרוגל. שיוך שחרור אקסוזום עם שחרור נוירוטרנסמיטר מצביע על כך שהננו-חלקיקים הביולוגיים הללו עשויים להיות מועדפים לאזורי מוח עם פעילות עצבית גבוהה, אולי בשל ביקוש רב יותר של תקשורת בין-תאית ותיאום פעילות התאית באזורים אלה [100] מספר סקירות בנושא זה מספקותתיאור מפורט של תקשורת תא-תאית באמצעות אקסוזומים [52,53,104-108]. טבלה 2 מסכמת בקצרה את תפקידי האקסוזומים בתקשורת הבין-תאית במוח. להלן, אנו מתארים בקצרה תקשורת בין-תאית בתיווך אקסוזום בין תאי מוח.

איור 4. תקשורת בין-תאית בתיווך אקסוזום בין תאי מוח. לאקסוזומים מתא אב עשויים להיות מספר תאי מטרה (או נמענים) בתוך המוח כדי להבטיח תחזוקה של הומאוסטזיס. ​​(א) שחרור אקזוזום ב-CNS מתרחש בתגובה לאיתות של נוירוטרנסמיטר ולכן נשלט על ידי פעילות חשמלית.

לדוגמה, חשיפה לאשלגן כלורי משחררת נוירונים, הידועים לרוב כנוירונים פעילים חשמלית. נוירונים מקוטבים משחררים גלוטמט שנקשר וממריץ קולטני AMPA ו-NMDA באוליגודנדרוציטים. הפעלה של קולטני גלוטמט מגבירה את רמות הסידן התוך תאי באוליגודנדרוציטים. עלייה בסידן תוך תאי גורמת לשחרור אקסוזומים על ידי אוליגודנדרוציטים [109].

גירוי בתיווך ATP של תת-הסוג P2 purinoceptor, P2X7 מגרה שחרור אקסוזום על ידי מיקרוגליה [110] ואסטרוציטים [111]. סרוטונין גם ממריץ את שחרור האקסוזומים על ידי מיקרוגליה [112]. (ב) נוירונים מווסתים פונקציות מסוימות של נוירונים, אסטרוציטים ותאי אנדותל באמצעות שחרור gh של אקסוזומים [113].

בפרט, אקסוזומים עצביים מחסלים סינפסות ומעוררים פגוציטוזיס על ידי תאי מיקרוגליה [114]. אקסוזומים עצביים ששוחררו בתגובה להפעלה סינפטית, שולטים בביטוי התפקידים של טרנזיסיטי גלוטמט לוויסות רמות גלוטמט חוץ-תאי [115]. (ג) אקסוזומים שמקורם באסטרוציטים מווסתים תפקוד עצבי וממלאים תפקיד הגנה על עצבים.

אקזומי אסטרוציטים מפעילים מיקרוגליה ומשחקים תפקיד חשוב בהתמיינות של אוליגודנדרוציטים. (ד) אקסוזומים מיקרוגליים מווסתים את התפקוד הסינפטי של הנוירונים ומתקשרים עם אסטרוציטים כדי לגרום לדלקת עצבית.

אקסוזומים מיקרוגליים יכולים לתווך גם תפקידים של הגנה עצבית וגם תפקידים ניווניים הקשורים למיקרוגליה. (ה) אקסוזומים בוגרים-אוליגודנדרוציטים מקדמים הובלה אקסונלית ועוזרים לשמור על מיקרו-סביבה נקייה באמצעות תקשורת באמצעות מיקרוגליה ואסטרוציטים. (ו) דקסוזומים מבשר תאי אוליגודנדרוציטים מסייעים בהתחדשות עצבית [116].

מותאם באישור של Schnatz, A., Müller, C., Brahmer, A., and Krämer-Albers, E.-M. (2021), שלפוחיות חוץ-תאיות באינטראקציה של תאים עצביים והומאוסטזיס של מערכת העצבים המרכזית. FASEB BioAdvances, 3: 577–592 [100]. doi:10.1096/fba.2021-00035; זכויות יוצרים © 2022 המחברים.

FASEB BioAdvances שפורסם על ידי הפדרציה של אגודות אמריקאיות לביולוגיה ניסויית. מאמר זה בגישה פתוחה תחת התנאים של http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/License (3 במרץ 2022), המתיר שימוש, הפצה ושכפול בכל מדיום, בתנאי שהיצירה המקורית מצוטטת כהלכה ואינה משמשת למטרות מסחריות.

אקסוזומים שמקורם בנוירון: נוירונים מתורבתים ממוצא עכבר וממוצא אנושי, ותאי גזע העצבים משחררים אקסוזומים [92,117,118].

תצפית מעניינת בוצעה על ידי עמיתים של Chivetand תוך כדי לימוד אקסוזומים המשתחררים על ידי תאי נוירובלסטומה. הם צפו בהפנמה ספציפית לתא של אקסוזומים.

אקסוזומים מתאי נוירובלסטומה הועברו בקלות על ידי אסטרוציטים ואוליגודנדרוציטים, אך במידה הרבה פחות על ידי נוירונים בהיפוקמפוס. אקסוזומים ששוחררו על ידי נוירונים בתגובה לפעילות סינפטית, לעומת זאת, נקלטו רק על ידי נוירונים המצביעים על סגוליות גבוהה של תקשורת מתווכת אקסוזום בין תאי מוח [119].

הוערכו אקסוזומים שמקורם בנוירון כדי להשתתף בפלסטיות הסינפטית על ידי הסרת חלבונים מיושנים ו-RNA. זה מושג על ידי הפעלת הפונקציה הפאגוציטית של מיקרוגליה [120]. דה-פולריזציה הנגרמת על ידי אשלגן של תאי נוירובלסטומה אנושיים מתורבתים משחררת אקסוזומים המועשרים בקבוצה של מיRNA הקשורים לפעילות והחלבון הסינפטי MAP1b.

החלבון MAP1b קיים בשפע קונוסים של גדילת אינקסונים וספינים דנדריטים והוא קשור לפלסטיות סינפטית [121]. דה-פולריזציה מגרה את ספיגה של אקסוזומים סומה-דנדריטיים על ידי סינפסות שכנות.

אקסוזומים מופנמים מקלים על חוזק סינפטי על ידי תרגום מהיר של mRNA רלוונטיים לפעילות סינפטית באזור הפוסט-סינפטי [121]. תמיכה נוספת לתפקידם של האקסוזומים במודול העברה עצבית מסופקת על ידי מחקרים המשתמשים בתאי עצב קליפת המוח העובריים ראשוניים המשחררים אקסוזומים המכילים שני מיקרו-RNA, Let-7c ו-miR-21.

microRNAs אלה הם ליגנדים לקולטן דמוי Toll 7 (Tlr7). הפעלת ה-Toll-likereceptor 7 ממלאת תפקיד שלילי בצמיחה אקסונלית ודנדרטית. דגירה של נוירונים עם Let-7c ו-miRhurtt על צמיחה דנדרטית בנוירונים נורמליים והשפעה זו נמחקה בנוירונים מעכברי נוקאאוט Tlr7(-/-) [122].

לכן, סביר להניח שאקסוזומים עצביים עשויים לווסת העברה עצבית על ידי ויסות גדילת העצבים במהלך התפתחות עצבית. סינפטוגנזה ותחזוקת סינפסה מושפעות גם מאקסוזומים.

החלבון הטרנסממברני העשיר בפרולין, PRR7, משתחרר על ידי נוירונסין באופן תלוי פעילות דרך אקסוזומים. הפנמה של PRR7- המכילים אקסוזומים על ידי נוירונים שכנים מפחיתה את מספר הסינפסות המעוררות שלהם.

הפחתה של סינפסות מעוררות מושגת על ידי הפעלת GSk3, גירוי פירוק פרוטאזומלי של חלבוני PSD, ובו זמנית עיכוב הפרשה אקזוזומלית של Wnts [123]. אקסוזומים משפיעים אפוא על הפעלת תקשורת rs נוירון-נוירון ונוירון-גליה. אקסוזומים שמקורם באסטרוציטים: אסטרוציטים מייצגים את סוג תאי הגליה הנפוצים ביותר במוח.

הם קריטיים לשמירה על הומאוסטזיס במוח ומספקים פונקציות חיוניות כגון תמיכה נוירוטרופית, אפנון של פעילות סינפטית וגמישות [124,125].

תהליכים אסטרוציטיים שומרים על מגע עם נימי דם במוח ותורמים לתחזוקה של מחסום הדם-מוח [126]. בנוסף לביצוע תפקידים חיוניים אלה, האסטרוציטים מתפקדים כתאים בעלי יכולת חיסונית במערכת העצבים המרכזית.

בהתאם להקשר, פעילות אסטרוציטים יכולה להחמיר תגובות דלקתיות או לקדם דיכוי חיסוני ותיקון רקמות. באתרים של נזק לרקמת מערכת העצבים המרכזית, אסטרוציטים תגובתיים יוצרים צלקות המשמשות ביעילות כמחסומים תפקודיים לתאים דלקתיים, ובכך שולטים בדלקת של מערכת העצבים המרכזית [127]. אסטרוציטים תגובתיים משחררים חומרים נוירוטוקסיים ומולקולות דלקתיות כמו ציטוקינים וכימוקינים.

חלק מתפקודים אלה של אסטרוציטים מוקלים בחלקם על ידי שחרור אקסוזומים. בנוסף, הצטברות של ראיות מעניקה אמון ברעיון שתפקיד ההגנה העצבי של אסטרוציטים מתווך באמצעות אקסוזומים. אסטרוציטים של חולדה שתורבתו במבחנה משחררות אקסוזומים המכילים גורמים נוירוטרופיים ונוירוטרופיים.

במיוחד, אקסוזומים אסטרוציטיים הועשרו בגורם גדילה פיברובלסט 2 ובגורם גדילה כלי דם אנדותל [128]. שניהם מולקולות אנגיוגניות ומתווך שגשוג, התחדשות אקסונלית, נוירוגנזה וגמישות סינפטית [129,130]. מתח גורם להכללה של האנזים הגליקוליטי אלדולאז C באקסוזומים אסטרוציטיים [131].

רמות מוגברות של aldolaseC גורמות לא רק לביטוי של miR-26a-5p באסטרוציטים, אלא גם אריזה של רמות מוגברות משמעותית של miR-26a-5p באקסוזומים. הפנמה של אקסוזומים אסטרוציטיים עם רמות גבוהות של miR-26a-5p הפחיתה את רמות החלבון MAP2 ו-GSk3 בהיפוקמפלנוירונים, וכתוצאה מכך ירידה במורכבות הדנדרטית [132].

חשיפה של תרביות קורטיקאלאסטרוציטים ראשוניים של חולדה לציטוקינים פרו-דלקתיים, I, L1 ו-TNF הביאה לשחרור של אקזוזומים מועשרים ב-miRNA המכוונים לחלבונים המעורבים באיתות נוירוטרופינים.

באופן ספציפי, miR-125a-5p ו-miR-16-5p כוונו ל-NTKR3 ול-effectorBcl2 במורד הזרם שלו. ויסות מטה של ​​Bcl2 בנוירונים גרם להפחתה בגדילה ובמורכבות הדנדריטים [133]. לפיכך, אסטרוציטים מגיבים לאתגרים דלקתיים על ידי אפנון הביטוי של חלבונים המעורבים ביציבות סינפטית ועוררות עצבית.

הפחתה בפעילות הנוירונית עשויה להשפיע לטובה על הישרדות הנוירונים בעקבות עלבון. אקסוזומים המשתחררים על ידי אסטרוציטים בתגובה לזריקה תוך-מוחית של IL-1 אימיסים נכנסים למחזור הדם ההיקפי ומקדמים את הגיוס של לויקוציטים היקפיים. לפיכך, נתונים אלה מצביעים על כך שאקסוזומים מגשרים ביניהם לבין האנתפריפריה [134].

אקסוזומים שמקורם באוליגודנדרוציטים: התפשטות מהירה ואמינה של פוטנציאל הפעולה לאורך האקסונים תלויה לאחר מכן במיאלינציה של נוירונים. אוליגודנדרוציטים עוטפים אקסונים מרובים Encanto מחדשת את מעטפת המיאלין שלוש פעמים תוך 2 שעות שעות135]. המיאלין מועשר במיוחד בשומנים אך סופר מספר חלבונים המהווים חלק בלתי נפרד מהיווצרות המיאלין.

חלבוני המיאלין העיקריים כוללים חלבון פרוטאוליפיד (PLP), חלבון myelinbasic (MBP), גליקופרוטאין הקשור למיאלין (MAG), ו-30-נוקלאוטיד מחזורי30-פוספודיאסטראז (CNP) [136]. שני חלבונים, PLP ו-MBP, מופצים בתוך מעטפת המיאלין והם מסייעים בתהליך הדחיסה שגורם למבנה הרב-שכבתי הצמוד של המיאלין.

בנוסף לתפקודם החשוב בייצור המיאלין, אוליגודנדרוציטים מספקים תמיכה טרופית לאקסונים ומכאן שהם חיוניים לשלמות האקסונלית [137]. תקשורת בין אוליגודנדרוציטים ונוירונסיס קריטית להשגת פונקציה חשובה זו. מחקרים עדכניים מראים שאוליגודנדרוציטים-אקזוזומים מופנמים על ידי נוירונים כדי לאפשר תמיכה טרופית לאקסונים.

בדומה לנוירונים, שחרור אקסוזום מאוליגודנדרוציטים תלוי בפעילות. הנוירוטרנסמיטרגלוטמט המשוחרר על ידי נוירונים פעילים מעורר עלייה ב-sinoligodendroglia סידן תוך תאי באמצעות קולטני NMDA ו-AMPA.

Ca cytosolic מוגבר2+ מעוררת הפרשת CN-P ואקסוזומים מועשרים ב-PLP על ידי אוליגודנדרוציטים. לאחר שחרור, האקסוזומים מופנמים על ידי נוירונים ומשלימים אינטראקציה ישירה דו כיוונית בין אוליגודנדרוציטים ונוירונים [109,138].

מחקרים במבחנה המשתמשים בתאי עצב מתורבתים הוכיחו עוד כי אקסוזומים המשוחררים על ידי אוליגודנדרוציטים מגבירים את ההישרדות העצבית בתנאים של לחץ תאי [109]. בהרחבה של מחקרים אלה, Frühbeis ועמיתיו הוכיחו כי עכברים חסרי CNP ו-PLP הפגינו שחרור אקזוום לקוי מאוליגודנדרוציטים [139].

חשוב לציין, אוליגודנדרוציטים שבודדו והורבתו מעכברים מוטנטים CNP או עכברים מוטנטים PLP הראו הפחתה בשחרור האקסוזומים ובכך פגעו בתקשורת האוליגודנדרוציטסנוירון.

חוסר תקשורת בין אוליגודנדרוציטים ל-exosomes neuronsvia הביא לניוון אקסונלי ולירידה בתמיכה במטבוליטים לנוירונים [139]. תצפיות אלו מצביעות על כך שהאקסוזומים של אוליגודנדרוציטים תורמים תרומה חשובה לשמירה על הומאוסטזיס נוירוני.

For more information:1950477648nn@gmail.com