Extracellulära vesiklar: godsaker för hjärnan? | Neuropsychopharmacology

Extracellulära vesiklar: godsaker för hjärnan? | Neuropsychopharmacology

Anonim

ämnen

  • Extracellulära signalmolekyler
  • Förnyelse och reparation i nervsystemet

Hjärnhostostas kräver omfattande signalering och informationsutbyte mellan alla typer av nervceller, inklusive neuroner och glia. Nya studier indikerade en avgörande roll för extracellulära vesiklar (EV) i kommunikationen mellan nervceller och dessutom i samtalet mellan nervceller och periferi. EV: er innefattar en grupp av varierande utsöndrade vesiklar (plasmamembran-härledda mikrovesiklar och endosom-härledda exosomer), som nyligen kom i fokus beträffande deras förmåga att transportera biomolekyler inklusive RNA mellan celler och deras potential att fenotypiskt modulera målceller. Uppenbarligen släpper alla typer av nervceller EVs, som har varit inblandade i flera fysiologiska och patologiska processer såsom neuromodulation, synaptisk plasticitet, neuron-glia-interaktion och spridning av neuropatologiska medel. Observera att EVs med exosomens egenskaper verkar ha en anmärkningsvärd roll i neurobeskyddande och neuroregeneration. Oligodendrocyter frisätter exosomer som svar på neurotransmitter-signalering, som överför last till neuroner och ökar toleransen hos mottagande neuroner gentemot olika typer av cellstress (Frühbeis et al, 2013). Dessa exosomer förmedlar information på flera nivåer genom att överföra stressskyddande enzymer (Hsp70, SOD1 och katalas), aktivering av signaleringsvägar för pro-överlevnad och modulering av genuttryck. På liknande sätt internaliseras EVs som utsöndras av Schwann-celler av neuroner i det perifera nervsystemet och främjar axonal regenerering efter skada genom att öka axonförlängningen (Lopez-Verrilli et al, 2013). Således överför EVs från myeliniserande gliaceller till neuroner neuroprotektiva och pro-regenerativa meddelanden och ger lokalt stöd för att underlätta axonalt underhåll, homeostas och axonal tillväxt. Det är därför tänkbart att applicering av glialexosomer kan erbjuda en terapeutisk möjlighet att gynna neuroner och förhindra axonal död i samband med avmineliniserande sjukdomar eller andra typer av nervskador.

Dessutom finns det tvingande bevis för att EV: er som frisätts av celler i periferin kan komma in i CNS och åstadkomma pro-neural aktivitet. EVs härrörande från hematopoietiska celler kan passera blod-hjärnbarriären och leverera genetisk information i form av mRNA och miRNA till CNS-neuroner, särskilt under inflammatoriska tillstånd (Ridder et al, 2014). Det har föreslagits att IFNy-stimulerade dendritiska celler frisätter EVs som främjar myllinering av CNS och kan användas för remyeliniseringsbehandlingar (Pusic et al, 2014). Vidare antyder den senaste utvecklingen inom området cellterapi starkt att den systemiska regenererande potentialen för stamceller som observerats vid flera neurologiska störningar inte avslöjas av cellindrivning, utan till stor del på grund av parakrinsignaler som levereras av EVs in i CNS eller modulering av inflammatoriska svar. I en råttmodell av ischemi förbättrade intravenös administration av EVs härrörande från mesenkymala stromalceller funktionell återhämtning, vilket var relaterat till förbättrad neuritombyggnad, neurogenes och neovaskularisering på grund av EV-medierad överföring av miRNA till neurala målceller (Xin et al, 2013 ). Neurala stamceller (NSC), som underlättar funktionell återhämtning vid systemisk applicering i ett antal nervsjukdomar, frisätter EVs efter exponering för pro-inflammatoriska cytokiner som anses mediera immunmodulering i värdmiljön (Cossetti et al, 2014).

Sammanfattningsvis framträder EV: er som härrör från celler i nervsystemet såväl som EV: er som kommer in i CNS från periferin som kraftfulla transportörer av komplexa meddelanden till fördel för nervhälsa. Framtida studier kommer att behövas för att avslöja deras fulla potential som terapeutiska medel och för att avslöja deras handlingssätt.

FINANSIERING OCH AVSLUTNING

Författarna förklarar ingen intressekonflikt.