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波恩大学医院心脏中心研究如何调节细胞之间的通讯

通过他们的基础研究,波恩大学医院心脏中心的医生发现了如何借助特定蛋白质来影响单个细胞之间的通讯。这些发现是改善诸如动脉硬化(钙化血管)等疾病的治疗方法的重要途径,这种疾病会引起心脏病发作。该研究已提前在线发表在《细胞外囊泡杂志》上,印刷版将很快出版。

人体由数量众多的细胞组成。当前的科学研究假设大约40万亿个细胞,具体取决于人的体重和大小。大多数细胞聚集在一起,以最好的方式在体内发挥其功能。它们共同形成组织,器官和肌肉。良好的细胞相互作用的最重要要求是细胞之间尽可能有效地进行通讯。

波恩大学医院心脏中心的心脏病专家安德烈亚斯·齐泽(Andreas Zietzer)博士解释说:“为了使细胞之间能够有效沟通,他们需要一个邮递员将信息从一个细胞传递到另一个细胞。”“这正是细胞外囊泡所起的作用。”长期以来,这些囊泡被认为具有很小的生物学意义。假定囊泡仅用于去除多余的蛋白质和其他分子,使其成为一种细胞垃圾处理方法。然而,现在已知囊泡在细胞间通讯中起关键作用。

囊泡充当细胞之间的邮递员

囊泡的原理可以很简单地解释:它们以极小的膜泡(只有大约千分之二毫米的大小)被我们体内的细胞释放,然后可以被其他细胞吸收和利用。齐泽(Zietzer)描述了囊泡的关键功能“作为邮递员,它们运输各种内容物,从而能够在细胞之间交换信息”。

除了蛋白质和脂质外,这种交流过程还涉及转运核糖核酸(RNA)。这些RNA是遗传信息的副本,是执行其功能所必需的。波恩大学的医生主要将研究重点放在所谓的microRNA上,它们负责微调基因的开关。

Zietzer说:“由于microRNA对细胞的生物学有相当大的影响,因此囊泡会根据受体的特定载物来影响受体细胞的功能。”这是因为,取决于哪种微RNA富集在囊泡中,囊泡运输的信息也会发生变化,并随之影响占据囊泡及其货物的受体细胞。

Zietzer展望未来时说:“如果研究人员和医生能够控制哪些信息在细胞之间传递而哪些信息不能传递,这将是一项突破。”“但是,到目前为止,几乎没有研究过这种对单元通信的操纵方法。”

该研究小组由波恩大学医院心脏中心的Andreas Zietzer博士,Rabiul Hosen博士和Felix Jansen博士(研究组负责人)领导,现已成功地利用一种新的人类细胞机制来阐明囊泡中特定RNA的分类工作原理。为此,研究人员使用质谱仪鉴定了3,000多种蛋白质和300个microRNA,发现它们被包裹在囊泡中并准备运输到其他细胞中。

RNA结合蛋白阻止邮件

这三名研究人员能够证明一种特定的RNA结合蛋白(简称hnRNPU)将微小RNA像海绵一样保留在供体细胞中,从而阻止了它们被包装到囊泡中并转运到另一个细胞中。当关闭此特定蛋白质时,情况恰好相反:在这种情况下,microRNA释放增加,然后逐渐堆积在囊泡中。

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