Сердечная клетка-предшественник

Биология связи, том 6, Номер статьи: 800 (2023) Цитировать эту статью

505 доступов

6 Альтметрика

Подробности о метриках

Внеклеточные везикулы (ВВ) представляют собой частицы клеточного происхождения, заключенные в двухслойный липидный слой и играющие роль в межклеточной коммуникации. Было показано, что ЭВ, полученные из сердечных клеток-предшественников (CPC), защищают миокард от ишемически-реперфузионного повреждения посредством проангиогенных эффектов. Однако механизмы, лежащие в основе ангиогенеза, индуцированного CPC-EV, остаются неясными. Здесь мы обнаружили, что способность CPC-EV индуцировать ангиогенез in vitro и стимулировать пути выживания теряется при воздействии на донорские клетки EV ионофора кальция. Протеомное сравнение активных и неактивных препаратов ЭВ вместе с фосфопротеомным анализом активированных эндотелиальных клеток выявило вклад белка-кандидата PAPP-A и сигнального пути IGF-R в EV-опосредованную активацию клеток, что было дополнительно подтверждено с помощью анализов ангиогенеза in vitro. . При дальнейшей очистке с использованием ультрацентрифугирования в градиенте йодиксанола ЭВ частично потеряли свою активность, что указывает на костимулирующую роль совместно выделенных белков в активации клеток-реципиентов. Наше более глубокое понимание механизмов активации клеток, опосредованной CPC-EV, проложит путь к более эффективной терапии на основе EV.

Инфаркт миокарда вызывает массивную гибель кардиомиоцитов, что приводит к образованию рубцов и ремоделированию сердца, что приводит к нарушению сердечной функции и прогрессирующему развитию сердечной недостаточности. Хотя сердечную недостаточность невозможно предотвратить с помощью доступных в настоящее время методов лечения, недавние исследования на животных показали, что сердечная функция после инфаркта миокарда может быть улучшена за счет терапевтического применения внеклеточных везикул (ВВ), полученных из стволовых и сердечных клеток-предшественников (CPC)1,2. .

ЭВ представляют собой наночастицы клеточного происхождения, окруженные липидным бислоем, которые содержат биологический груз, включая РНК, белки и липиды, и играют роль в нормальном клеточном гомеостазе и межклеточной коммуникации3. ЭВ обладают способностью активировать клетки-мишени за счет присутствия молекул адгезии и рецепторов, а также за счет доставки биоактивных молекул, полученных из родительской клетки2,4. После введения in vivo ЭВ, высвобождаемые Sca+ CPC, модулируют регенеративные процессы в сердце, способствуя ангиогенезу, уменьшая фиброз и ингибируя апоптоз кардиомиоцитов и тем самым способствуя восстановлению сердца5,6. Было показано, что ЭВ, полученные из других источников стволовых клеток, доставляют различные микроРНК и белки в разные клетки сердца, способствуя восстановлению сердца7,8,9. Несмотря на попытки документировать состав CPC-EV, по-прежнему недостаточно функциональных и механистических исследований, выясняющих, какие именно компоненты сложного белкового репертуара ответственны за репаративную функцию. Более того, клиническое применение ЭВ, полученных из стволовых клеток, затруднено из-за проблем с воспроизводимостью, связанных, среди прочего, с различиями в терапевтической активности между различными изолятами ЭВ10,11. Эксклюзионная хроматография (SEC) получила широкое распространение в качестве предпочтительного метода выделения ЭВ12,13. Однако, как и большинство методов на сегодняшний день, он не дает полностью чистой популяции EV. Было высказано предположение, что совместно выделенные белки, присутствующие в препаратах ЭВ, могут способствовать их терапевтической функции14,15,16,17,18. Следовательно, необходима более глубокая функциональная характеристика содержания CPC-EV и локализация этого содержания в препаратах CPC-EV, чтобы лучше понять механизмы действия, ведущие к более воспроизводимому терапевтическому применению CPC-EV. В этом исследовании мы намеревались разгадать белково-опосредованное воздействие CPC-EV на эндотелиальные клетки. Во-первых, мы идентифицировали функциональные белковые компоненты CPC-EV, участвующие в активации микрососудистых эндотелиальных клеток человека (HMEC-1), путем сравнения содержания функциональных и нефункциональных (CPC-) препаратов EV. Затем мы изучили вклад отдельных EV-ассоциированных белков. Связанный с беременностью белок A плазмы (PAPP-A) и нидоген-1 (NID1) в CPC-EV-опосредованный ангиогенез путем генерации нокаутных (KO) EV с использованием CRISPR. /Технология Cas9. Наконец, мы исследовали вклад белков, связанных с EV, по сравнению с совместно изолированными белками в функцию CPC-EV, используя очистку на основе градиентной плотности йодиксанола.