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细胞学与信号转导

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【研究进展】外泌体明星分子：miRNA

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楼主

丁香园版主

1楼

这个帖子发布于5年零57天前，其中的信息可能已发生改变或有所发展。

miRNA是一类17-24nt长的小的非编码RNAs，通过与mRNA的3’UTR或者开放阅读框ORF区域结合，能介导基因的转录后沉默。miRNA与细胞增殖分化、迁移、疾病发生和疾病进展都有关系。许多证据表明它们可以稳定存在于体液中，包括唾液、尿液、母乳和血液。除了被装入外泌体或微囊泡中，细胞外的miRNA还能被装载在高密度脂蛋白HDL上，这些都能保护它们不被降解，使它们稳定存在。随着囊泡的运输功能被日益挖掘，外泌体中的miRNA的作用也受到越来越多的关注。它们通过循环囊泡传递信息，这被认为是细胞间信号交流的第三种途径，与细胞接触依赖的信号传导和通过可溶性分子介导的传导这两条途径一样重要。
外泌体miRNA的分拣机制
外泌体内包含多种不同分子，如蛋白质、脂质、DNA、mRNA和miRNA，其中miRNA受到最多的关注，由于它们在基因表达调控上有着重要作用。Goldie et al. 发现在所有的小RNA中，miRNA在外泌体中所占的比例比它们的来源细胞更高。有证据显示，miRNA并不是随机整合入外泌体中的。
Guduric-Fuchs et al. 分析了许多不同细胞系和它们各自分泌的外泌体中miRNA的表达水平，发现一些miRNA亚群，如miR-150， miR-142-3p， miR-451更偏好于进入外泌体。类似的是，Ohshima et al. 比较了不同癌细胞株分泌的外泌体中的let-7 miRNA family members 的表达水平，将胃癌细胞株AZ-P7a的外泌体与其他细胞株如肺癌细胞株SBC-3/DMS-35/NCI-H69，结直肠癌细胞株SW480/SW620和胃癌细胞株AZ-521的外泌体中的 let-7 miRNA家族的表达水平。结果是，他们发现let-7 miRNA家族在胃癌细胞株AZ-P7a分泌的外泌体中较丰富，但是不如其他细胞株中含量多。
而且，有些研究证明外泌体miRNA的表达水平在不同生理条件下是会变化的。在健康人血清外泌体中，miR-21的水平比那些恶性胶质瘤患者更低。在非小细胞肺癌患者血浆囊泡中，let-7f， miR-20b和 miR-30e-3p的水平比正常对照组更低。在良性肿瘤和卵巢癌中，发现了八种外泌体miRNA的表达水平不同，包括miR-21和miR141。以上研究都表明外泌体的来源细胞有一种分拣机制来指导特异性的miRNA进入外泌体。根据前人的研究，存在一种类型的miRNA，它们更偏好于被装入外泌体，如miR-320和 miR-150。miR-320家族广泛分布于正常组织和肿瘤分泌的外泌体中。miR-150在HEK293T细胞株、肿瘤患者的外周血、集落刺激因子-1诱导的骨髓来源的巨噬细胞和结肠癌患者血清中的外泌体中都有高表达。而且，一些miRNA，如miR-451，在正常细胞来源的外泌体中高表达，如HMC-1细胞株、HEK293T细胞株和初级T淋巴细胞。还有一些miRNA，如miR-214和miR-155，在肿瘤细胞株来源的和癌症患者外周血的外泌体中含量丰富。
基于目前的研究，miRNA分拣如外泌体有四条可能的途径，虽然深层的机制还远不够清楚。
一、中性鞘磷脂酶-2(nSMase2)依赖性途径。
nSMase2是第一个被报道与miRNA进入外泌体有关的分子。Kosaka et al. 发现nSMase2的过表达能增加外泌体miRNA的数量，相反地，抑制nSMase2表达减少外泌体miRNA数量。
二、miRNA模体和苏素化核不均一核糖核蛋白（hnRNPs）依赖性途径。
Villarroya-Beltri et al. 发现苏素化的hnRNPA2B1能识别miRNA序列上的3’端部分，引起特异性的miRNA被装入外泌体。类似的是，其他两种hnRNP家族蛋白， hnRNPA1和hnRNPC，也能与外泌体miRNA结合，提示它们也可能是miRNA分拣机制中的一员。然而，结合的模体还未明确。
三、miRNA序列 3’末端依赖性途径。
Koppers-Lalicet al. 发现尿苷化的内源性miRNA的3’末端主要存在于来自B细胞或尿液的外泌体中，而腺苷化的内源性miRNA的3’末端主要存在于B细胞中。以上两种选择模式共同提示了miRNA序列 3’末端含有一个关键的分拣信号。
四、miRNA诱导的沉默复合体 (miRISC)相关途径。
众所周知，成熟的miRNA可以与装配蛋白（assembly proteins）相互作用，形成一个复合物，称miRISC。miRISC的主要成分包括miRNA、可被miRNA抑制的mRNA、GW182和AGO2。人类AGO2蛋白，主要结合miRNA 5’末端的U或A碱基，能介导mRNA和miRNA结合，介导后续的翻译抑制或mRNA分子降解。最近研究发现AGO2蛋白和外泌体miRNA分拣机制之间有一种可能的联系。对外泌体蛋白进行分析时，用质谱MS或WBD都有发现AGO2蛋白的存在。Guduric-Fuchs et al. 发现敲除了AGO2基因后，会减少那些偏好于进入外泌体的miRNA的类型或丰度，如HEK293T 细胞系来源的外泌体中的miR-451， miR-150和miR-142-3p。还有些证据也支持miRISC和外泌体miRNA分拣之间的联系。
首先，miRISC的主要成分被发现与MVB（多囊泡小体）有相同定位；
其次，阻碍MVB被溶酶体降解会导致miRISC的过度累积，而阻断MVB形成会导致miRISC的丢失；
再次，细胞激活时出现的miRNA抑制靶序列水平的变化可能引起外泌体miRNA的分拣。
总之，某些miRNA中的特异序列可能指导它们整合入外泌体，而有些酶或其他蛋白质可能也能控制外泌体miRNA的分拣--以一种不依赖于miRNA序列的形式。
from: exosomes 2016-01-06 16:31

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2016-01-07 10:02 浏览 : 15119 回复 : 17

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2楼

谢谢楼上

2016-01-12 09:11 来自 iPhone/iPad客户端

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3楼

谢谢，楼主

2016-01-15 16:31

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4楼

MARK

2016-04-03 20:31

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