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大鼠星形胶质细胞和神经胶质瘤 |
细胞不断分泌不同直径的细胞外囊泡,并带有磷脂和蛋白质进入其环境。一种特殊的电动汽车,称为外来体,可以作为生物标记物来追踪宿主细胞或影响靶细胞。直径在40-150nm范围内,通过多囊泡体与质膜的融合从细胞释放外泌体。两个电动汽车和外来体促进邻近或较远的小区之间的通信。不同的细胞类型利用它们自己独特的外来体来交换信息。肿瘤来源的外泌体携带各种生物分子,包括宿主细胞特异性蛋白,mRNA和非编码RNA,以促进细胞增殖或侵袭,而正常细胞分泌外泌体以维持其功能。胶质母细胞瘤是中枢神经系统的侵袭性恶性肿瘤,预后较差,因此需要预后标记和早期诊断方法。从胶质瘤患者血浆中提取的外泌体可以作为预后的生物标志物。神经胶质瘤外泌体微RNA可介导免疫抑制微环境的形成。假设来源于培养的星形胶质细胞和神经胶质瘤C6细胞的外泌体根据其细胞来源发挥不同的作用,而来源于培养的星形胶质细胞的外泌体改变了SAM和含SH3结构域的1基因的肿瘤相关基因表达。在C6细胞中。SASH1是SLY支架蛋白家族的成员,在正常脑组织和星形胶质细胞中广泛表达。C6细胞中SASH1作为肿瘤抑制因子的表达明显低于大鼠星形胶质细胞所涉及的外泌体的形式和作用仍然未知。试图确定正常神经胶质细胞和神经胶质瘤细胞产生的外泌体是否具有不同的蛋白质模式,以调查正常神经胶质细胞的外泌体中的某些因素是否影响神经胶质瘤细胞中SASH1的表达,并阐明神经胶质瘤细胞与其微环境的相互作用。。
新生大鼠幼崽,所有动物手术均按照机构动物保健和美国国立卫生研究院制定的指南进行。无菌分离来自P1大鼠幼崽的大脑皮质组织,并除去脑膜。解剖组织,进行消化,然后通过无菌的75-μmNitex滤网轻轻滴下。将细胞悬浮液接种到组织培养瓶中。当细胞汇合时,将薄片以150rpm的频率振摇16小时以纯化培养物。通过GLAST免疫细胞化学染色证实了继代培养的星形胶质细胞的纯化,并且当星形胶质细胞培养物的GLAST表达为95%阳性时,认为它们适合使用。胶质瘤C6细胞在补充有10%胎牛血清,0.5mM谷氨酰胺和1%青霉素-链霉素的DMEM中培养星形胶质细胞和C6细胞。为了避免来自FBS的外来体的干扰,将培养基替换为另一种不含外来体的FBS。收集外泌体并从星形胶质细胞中纯化,并在无外泌体的FBS培养基中培养48小时。
使用Ribo外泌体分离试剂分离外泌体作为细胞培养基。确定外泌体蛋白后,将相同量的星形胶质外泌体应用于星形胶质细胞和大鼠神经胶质瘤C6细胞。使用配备有蓝色激光和SCMOS相机的NanosightLM14型,通过NTA分析纯化的外泌体。样品在DPBS中稀释,并使用13-14级摄像机记录了三个90秒钟的视频。使用NTA软件2.3分析数据,为每个样品优化检测阈值,屏幕增益为10,以在最小背景下跟踪尽可能多的颗粒。将分离的外泌体干燥到经过辉光放电处理的300目碳涂层透射电子显微镜网格上,并用HITACHI透射电子显微镜观察。外泌体样品的电子显微镜图像子显微镜部门进行分析。
用TRIzol从细胞中提取总RNA。用于检测SASH1,高迁移率族框1蛋白和内部控制基因甘油醛3'-磷酸脱氢酶的引物。使用奥德赛光密度计程序分析免疫印迹。为了进行免疫染色,在实验前一天,将培养的星形胶质细胞以3×10的初始密度接种到设置在24孔板中的Poly-L-Lysine包被的玻片上。通过将100ng/mLHMGB1重组蛋白应用于星形胶质细胞培养60h,随后通过qRT-PCR和PCR检测SASH1表达来研究细胞外HMGB1对SASH1基因表达的影响。通用对照siRNA和基因特异性HMGB1siRNA的序列。将培养的细胞按照制造商的说明在275V电穿孔2.5ms。由于细胞中HMGB1蛋白水平较高,因此设计了三种HMGB1siRNA。混合的HMGB1siRNA的终浓度为240nM。实验至少进行了三个重复。使用GraphPadPrism5.0软件分析测量的数据,并表示为平均值±SE。通过单向方差分析评估统计显着性,并通过Studentt检验确定组间差异的显着性。P?<0.05的结果被认为具有统计学意义。
从不同类型的细胞的外来体可以携带在神经系统疾病,包括帕金森氏病,阿尔茨海默氏病和神经胶质瘤[自己独特的信息。作为细胞外囊泡的外泌体可能在细胞信号转导和细胞行为中发挥作用,充当细胞间通讯的介质。来自培养的星形胶质细胞和神经胶质瘤C6细胞的外泌体的不同蛋白质模式。通过粒度分布分析鉴定外泌体蛋白后,进行TEM图像分析,并使用外泌体标记蛋白CD63和TSG101进行WB分析,收集这些蛋白用于MS分析。从星形胶质细胞衍生的外泌体中获得了总共668种外泌体蛋白和397个独特的外泌体蛋白,并且在胶质瘤C6衍生的外泌体中发现了总共443种蛋白和172种独特的蛋白。原始数据可在名为“MS结果和AS和C6外泌体蛋白分析”的补充文件中获得。KEGG和GO分析的结果显示,从培养的星形胶质细胞和神经胶质瘤C6细胞获得的总外泌体蛋白质中的模式相似。发现表明正常的神经胶质细胞和神经胶质瘤细胞均来自相同的来源,即神经胶质细胞,并且它们具有非常相似的GO信息,并具有类似的基因和基因产物属性表示。只有独特的外泌蛋白显示出不同的代谢途径。发现来自神经胶质瘤C6细胞的独特外泌体蛋白的代谢途径的最高簇包括磷脂酰肌醇-3-激酶信号传导和肌动蛋白细胞骨架的调控。前者涉及细胞存活,增殖和粘附,而后者涉及细胞迁移和癌症相关途径。星形胶质细胞的代谢途径聚集在溶酶体,RNA转录本,蛋白酶体和吞噬体中。来自正常神经胶质细胞和神经胶质瘤细胞的外泌体蛋白具有不同的代谢途径,尽管它们在GO中具有相似的信息簇。
外泌体可以从正常或赘生性细胞释放到培养基中。考虑到肿瘤来源的外泌体可以促进细胞增殖,测试了正常神经胶质细胞的外泌体是否可以改变C6细胞中抑癌基因SASH1的表达。qRT-PCR的结果表明,在处理60小时并向培养基中添加AS-EXO后,神经胶质瘤C6细胞中SASH1mRNA的水平增加了54.8%,表明AS-EXO可能包含导致SASH1上调的因素在神经胶质瘤细胞中的表达。该结果指导海外医疗网的研究人员进一步研究哪些蛋白质在EXO对SASH1表达的这种作用背后。研究人员考虑了HMGB1,它是一种多功能促炎因子和高度保守的非组蛋白。大量研究表明,HMGB1在多种细胞过程中起着作用,包括炎症,细胞分化和肿瘤细胞迁移,它们是非经典的细胞因子。培养的神经胶质细胞中HMGB1的过表达可能会降低SASH1的表达,而HMGB1有助于SASH1甲基化,从而导致神经胶质瘤C6细胞中HMGB1的表达增加。将重组HMGB1蛋白应用于含有神经胶质细胞的培养基,SASH1的mRNA表达下降了35.4%,其蛋白水平下降了52.2%支持了研究人员先前的研究结果,其中HMGB1过表达导致星形胶质细胞中SASH1蛋白水平降低。研究人员考虑了AS-EXO和C6-EXO中HMGB1蛋白水平是否会有所不同。HMGB1蛋白水平显示在AS-EXOS比在C6-EXOS。rHMGB1的作用证实了研究人员在先前研究中的发现,但这与研究人员的预期相矛盾,即研究人员期望C6-EXO中的HMGB1蛋白水平会比AS-EXO中的更高。为了评估HMGB1在AS-EXO中的作用,使用siRNA消除了星形胶质细胞中的HMGB1蛋白,并收集了外来体,随后添加到神经胶质瘤C6细胞中。评估了用源自HMGB1缺失星形胶质细胞的外泌体治疗后SASH1mRNA水平是否会改变。?siRNA处理3天后,星形胶质外泌体中HMGB1的蛋白水平显着降低,?HMGB1阳性细胞的星形胶质外泌体导致SASH1mRNA水平上调消失的HMGB1细胞的外泌体消失了。这些结果表明,取决于HMGB1含量,星形细胞外泌体可能会差异修饰SASH1表达式。外体和细胞外HMGB1蛋白对SASH1表达发挥相反的作用。这些差异背后的机制有待进一步研究。
作为促炎因子,HMGB1通常经由其的TLR促进神经胶质瘤侵袭影响细胞过程。具体而言,它通过星形胶质细胞中的TLR2或TLR4信号通路发挥功能。在脑肿瘤中,HMGB1可通过激活TLR4途径来增加细胞增殖和迁移。考虑到重组HMGB1蛋白是一种细胞外因子,而磷脂膜覆盖了外泌体HMGB1蛋白,研究人员怀疑外泌体和HMGB1对SASH1的相反作用表达将取决于TLR4表达的激活。比较了AS-EXOs或rHMGB1蛋白处理后脑胶质瘤C6细胞中TLR4的表达水平。rHMGB1蛋白诱导的TLR4表达显着增加。因此,细胞外HMGB1蛋白显着增加了神经胶质瘤C6细胞中的TLR4蛋白水平,但不增加外泌体HMGB1蛋白。
研究人员得出的结论是,星形胶质细胞外泌体中所含的细胞外HMGB1蛋白和HMGB1对神经胶质瘤C6细胞中SASH1基因表达有相反的影响,这些作用可能部分取决于TLR4的表达,尽管发现需要与其他细胞系以及可能与另一个物种。所述HMGB1蛋白具有从死的细胞或炎性细胞在脑源性损伤相关的分子模式,并且在gliomagenesis和进展中发挥重要作用。然而,HMGB1的上调可促进人神经胶质瘤细胞凋亡。对HMGB1抑制或促进神经胶质瘤产生了矛盾的结果,但研究人员的发现提供了部分答案。
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