Wir haben die aufregendsten neuen Forschungen auf dem Gebiet der Genetik und Zellforschung der letzten Woche zusammengestellt.<\/p>\n\n
Hintergrund<\/strong><\/p>\n\n hucMSC-Exosomen k\u00f6nnen so bearbeitet werden, dass ihr therapeutisches Potenzial gest\u00e4rkt wird. In der vorliegenden Studie wurde untersucht, ob hypoxische Pr\u00e4konditionierung das angiogene Potenzial von hucMSC-Exosomen in einem experimentellen Modell der POF steigern kann.<\/p>\n\n Methoden<\/strong><\/p>\n\n Prim\u00e4re hucMSCs und ROMECs wurden aus frischen Gewebeproben isoliert und in einer Reihe von Experimenten untersucht. Exosomen wurden aus hucMSCs unter normoxischen bzw. hypoxischen Bedingungen (norm-Exos bzw. hypo-Exos) isoliert und dann mit klassischen experimentellen Methoden charakterisiert. Anhand einer Reihe von Angiogenese-bezogenen Assays stellten wir fest, dass Hypo-Exos die Proliferation, Migration und Tubusbildung von ROMECs signifikant f\u00f6rderte und die Angiogenese-f\u00f6rdernden Molek\u00fcle in vitro erh\u00f6hte. Histologische, immunhistochemische und Immunfluoreszenz-Experimente in einem Rattenmodell der POF zeigten, dass die Hypoxie-Vorbehandlung die therapeutische angiogene Wirkung von hucMSC-Exosomen in vivo verst\u00e4rkt. Anschlie\u00dfend wurden Hochdurchsatz-MiRNA-Sequenzierung, qRT-PCR-Analyse und Western Blotting eingesetzt, um den m\u00f6glichen molekularen Mechanismus zu identifizieren. <\/p>\n\n Ergebnisse<\/strong><\/p>\n\n Wir fanden heraus, dass hypo-Exos die Endothelfunktion und die Angiogenese durch den Transfer von miR-205-5p in vitro und in vivo verbessern. Schlie\u00dflich fanden wir auf der Grundlage der Ergebnisse von Bioinformatik-Analysen, dualen Luciferase-Reporter-Assays und Gain- und Loss-of-Function-Studien Hinweise darauf, dass exosomales miR-205-5p die Angiogenese durch Angreifen des PTEN\/PI3K\/AKT\/mTOR-Signalwegs f\u00f6rdert. Diese Ergebnisse deuten erstmals darauf hin, dass Exosomen aus hypoxisch konditionierten hucMSCs die Angiogenese durch den Transfer von miR-205-5p stark f\u00f6rdern, indem sie auf den PTEN\/PI3K\/AKT\/mTOR-Signalweg abzielen. <\/p>\n\n Schlussfolgerungen<\/strong><\/p>\n\n Unsere Ergebnisse liefern eine theoretische Grundlage und zeigen die potenzielle Anwendung eines neuartigen zellfreien Ansatzes mit aus Stammzellen gewonnenen Produkten bei der Behandlung von POF.<\/p>\n\n Vollst\u00e4ndigen Artikel lesen<\/u><\/a><\/p>\n\n Ziele<\/strong><\/p>\n\n Diese Studie zielt darauf ab, die therapeutischen Wirkungen und die zugrundeliegenden Mechanismen von Exosomen, die aus H\u00e4moxygenase 1 (HO-1) \u00fcberexprimierenden mesenchymalen Stammzellen der menschlichen Nabelschnur (ExoHO-1) stammen, in einem Mausmodell mit Subarachnoidalblutung (SAH) aufzukl\u00e4ren.<\/p>\n\n Methoden<\/strong><\/p>\n\n In dieser Studie wurden Exosomen mittels Western Blotting, Partikelanalyse und Transmissionselektronenmikroskopie identifiziert. Die Wirkung von ExoHO-1 und ExoCtrl auf die neurologische Funktion von SAH-M\u00e4usen wurde mit dem Garcia-Scoring-System, dem Beam-Balance-Test, dem Rotarod-Test und dem Morris-Wasserlabyrinth-Test bewertet. Die neuronale Apoptose und das \u00dcberleben wurden durch TUNEL- und Nissl-F\u00e4rbung bewertet. Der oxidative Stress und der Stress des endoplasmatischen Retikulums wurden mittels<\/em> Immunfluoreszenz, Western Blotting, DHE-F\u00e4rbung, Enzymimmunoassay und kommerziellen Kits gemessen. <\/p>\n\n Ergebnisse<\/strong><\/p>\n\n HO-1-\u00fcberexprimierende menschliche mesenchymale Stammzellen aus der Nabelschnur kapselten HO-1 in ihre Exosomen ein. ExoHO-1 verbesserte sowohl den kurzfristigen als auch den langfristigen Schutz der neurologischen Funktionen erheblich. Durch die Verringerung der Aktivierung des PERK\/CHOP\/Caspase12-Signalwegs und die Senkung des oxidativen Stresses hemmte ExoHO-1 wirksam die neuronale Apoptose im ipsilateralen temporalen Kortex. <\/p>\n\n Fazit<\/strong><\/p>\n\n ExoHO-1 verst\u00e4rkt die therapeutische Wirksamkeit von Exosomen bei M\u00e4usen mit SAH, indem es der neuronalen Apoptose entgegenwirkt, vor allem durch die Unterdr\u00fcckung von oxidativem und endoplasmatischem Retikulum-Stress.<\/p>\n\n Vollst\u00e4ndigen Artikel lesen<\/u><\/a><\/p>\n\n Exosomen sind extrazellul\u00e4re Vesikel (EVs) in Nanogr\u00f6\u00dfe, die von verschiedenen Zelltypen freigesetzt werden und die Funktionen der Zielzellen durch den Transport bioaktiver Substanzen beeinflussen. Die nicht-kodierende RNA (ncRNA), der Hauptbestandteil der Exosomen, beeinflusst nachweislich mehrere an der Knochenheilung beteiligte Signalwege. In dieser \u00dcbersichtsarbeit werden zun\u00e4chst die Biogenese und Sekretion von Exosomen vorgestellt und die Rolle der Hauptfracht in Exosomen, der ncRNAs, bei der Vermittlung der interzellul\u00e4ren Kommunikation erl\u00e4utert. Anschlie\u00dfend wird der potenzielle molekulare Mechanismus von Exosomen, der die Knochenheilung beschleunigt, unter den folgenden vier Aspekten erl\u00e4utert: Makrophagenpolarisierung, Vaskularisierung, Osteogenese und Osteoklastogenese. Anschlie\u00dfend stellen wir systematisch Konstruktionsstrategien vor, die auf modifizierten Exosomen im Bereich der Knochenregeneration basieren. Schlie\u00dflich werden die klinischen Versuche mit Exosomen f\u00fcr die Knochenheilung und die Herausforderungen von Exosomen-basierten Therapien im biomedizinischen Bereich kurz vorgestellt, um einen soliden theoretischen Rahmen und Optimierungsmethoden f\u00fcr die klinische Anwendung von Exosomen in der Orthop\u00e4die zu schaffen. <\/p>\n\n Vollst\u00e4ndigen Artikel lesen<\/u><\/a><\/p>\n\n Muskel-Skelett-Erkrankungen sind eine Reihe von Krankheiten, die Knochen, Muskeln, Knorpel und Sehnen betreffen und haupts\u00e4chlich durch chronische Belastung, degenerative Ver\u00e4nderungen und strukturelle Sch\u00e4den durch Traumata verursacht werden. Die Erkrankungen schr\u00e4nken die Funktion der Patienten aufgrund von Schmerzen ein und verringern ihre Lebensqualit\u00e4t erheblich. In den letzten Jahren wurden aus Fettgewebe gewonnene mesenchymale Stammzellen aufgrund ihrer besonderen F\u00e4higkeiten der Selbsterneuerung, Differenzierung und gezielten Ansiedlung in der Regenerationsmedizin intensiv erforscht und sind im Vergleich zu anderen Quellen leichter zug\u00e4nglich. Die parakrine Wirkung von ADSCs spielt eine entscheidende Rolle bei der interzellul\u00e4ren Kommunikation durch die Freisetzung von Massenmediatoren, einschlie\u00dflich Zytokinen und Wachstumsfaktoren, insbesondere der Exosome, die sie absondern. Diese Exosomen besitzen nicht nur eine geringe Immunogenit\u00e4t, eine geringe Toxizit\u00e4t und eine verbesserte F\u00e4higkeit, eine Bio-Barriere zu durchdringen, sondern sie erben auch die Eigenschaften ihrer Mutterzellen und tragen verschiedene bioaktive Molek\u00fcle, die sie an die Zielzellen abgeben und deren biologische Prozesse modulieren. Diese Eigenschaften machen Exosomen auch zu einem nat\u00fcrlichen Nanocarrier, der Medikamente gezielt an bestimmte Stellen bringen kann. Dadurch wird die Bioverf\u00fcgbarkeit von Medikamenten im K\u00f6rper verbessert und eine pr\u00e4zise Therapie mit weniger toxischen Nebenwirkungen erreicht. Dar\u00fcber hinaus kann die Integration von Exosomen mit Tissue-Engineering und chemischen Modifizierungsstrategien ihre Wirksamkeit bei der Erleichterung der Gewebereparatur erheblich steigern. Die aktuelle Forschung zu ADSC-Exos zur Verbesserung von EBA befindet sich jedoch noch in einem fr\u00fchen Stadium und muss weiter erforscht werden. Daher wurden in dieser \u00dcbersicht die Eigenschaften und der Mechanismus von ADSC-Exo als Nanowirkstofftr\u00e4ger bei der Behandlung von Frakturen, Osteoporose, Osteoarthritis, Bandscheibendegeneration und Sehnenverletzungen zusammengefasst, was den Forschungsfortschritt bei der ADSC-Exo-Therapie f\u00fcr EBA vorantreibt. <\/p>\n\n Vollst\u00e4ndigen Artikel lesen<\/u><\/a><\/p>\n\n Exosomen sind extrazellul\u00e4re Vesikel in Nanogr\u00f6\u00dfe, die eine wichtige Rolle bei der interzellul\u00e4ren Kommunikation spielen. Sie transportieren Biomolek\u00fcle wie Proteine, Lipide und RNAs, die physiologische und pathologische Prozesse beeinflussen k\u00f6nnen. Die Isolierung von reinen Exosomen ist sowohl f\u00fcr die Grundlagenforschung als auch f\u00fcr klinische Anwendungen, einschlie\u00dflich Diagnostik und Therapie, von entscheidender Bedeutung. Herk\u00f6mmliche Exosomen-Isolierungstechniken, wie z.B. die Ultrazentrifugation, sind nicht spezifisch genug und k\u00f6nnen zu unreinen Proben f\u00fchren, so dass der Bedarf an fortschrittlichen Isolierungstechniken offensichtlich ist. Die S\u00e4ulenchromatographie mit Liganden-basierter Exosomen-Affinit\u00e4tsreinigung (LEAP) hat sich als neuartige Methode herauskristallisiert, bei der spezifische Liganden verwendet werden, die auf Exosomen-Oberfl\u00e4chenmarker abzielen und einen hochspezifischen, schonenden und skalierbaren Ansatz zur Exosomenisolierung bieten. Dieser kurze \u00dcberblick untersucht den Mechanismus, die Vorteile und das Potenzial der LEAP-Chromatographie f\u00fcr klinische Anwendungen und unterstreicht ihre herausragende Bedeutung f\u00fcr die Exosomen-basierte Diagnostik und Therapie. <\/p>\n\n Vollst\u00e4ndigen Artikel lesen<\/u><\/a><\/p>\n\n Hintergrund Osteonekrose des Femurkopfes (ONFH) betrifft vor allem junge Menschen und ist eine der Hauptursachen f\u00fcr eine H\u00fcfttotalendoprothese in dieser Bev\u00f6lkerungsgruppe. Gelenkerhaltende regenerative Therapien mit Kerndekompression (CD), die mit Zellen, Wachstumsfaktoren und Knochenersatzstoffen angereichert sind, wurden entwickelt, sind aber nicht umfassend validiert. Exosomen entwickeln sich zu einer vielversprechenden regenerativen Therapie. Aus menschlichen Fettstammzellen (hADSC) gewonnene Exosomen zeigen angiogene und wundheilende Wirkungen auf gesch\u00e4digtes und krankes Gewebe, was auf ihre potenzielle Wirksamkeit bei der Behandlung von ONFH im Fr\u00fchstadium hindeutet. Wir wollten die Wirksamkeit von aus hADSC gewonnenen Exosomen auf der Basis von CD in einem mittelgro\u00dfen Tiermodell (Kaninchen) untersuchen. Methoden Exosomen wurden mit Hilfe der Ultrafiltrationsfiltertechnik aus den Kultur\u00fcberst\u00e4nden von zwei Arten von hADSCs extrahiert. Die Charakterisierung der Exosomen erfolgte durch Nanopartikel-Tracking-Analyse, Transmissionselektronenmikroskopie und den Nachweis spezifischer Biomarker (CD9, CD63 und CD81) durch Western Blotting. Achtzehn Kaninchen wurden einem chirurgischen Gef\u00e4\u00dfverschluss und intramuskul\u00e4ren Kortikosteroidinjektionen unterzogen, um ONFH zu induzieren. Gleichzeitig wurde eine CD-Behandlung mit lokaler Verabreichung von hADSC-abgeleiteten Exosomen (Exosomengruppe) oder Kochsalzl\u00f6sung (Kontrollgruppe) durchgef\u00fchrt. Die Femurk\u00f6pfe wurden 4, 8 und 12 Wochen postoperativ entnommen und mittels Mikro-Computertomographie und Gewebef\u00e4rbung untersucht, um die sch\u00fctzende Wirkung auf Osteonekrose, Angiogenese und Osteogenese zu beurteilen. Ergebnisse Die Exosomen wiesen eine durchschnittliche Partikelkonzentration von 1,8 \u00d7 10\u00b9\u00b2 oder 1,8 \u00d7 10\u2079 Partikel\/ml auf, mit einer Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilung von durchschnittlich 61,2 \u00b1 14,7 oder 123,1 \u00b1 46,3 nm, und wurden durch spezifische Biomarker best\u00e4tigt. Die Exosomengruppe wies eine signifikante Verringerung der schweren Progression der ONFH auf die Stadien 3 oder 4 der modifizierten Ficat- und Arlet-Klassifikation auf, verglichen mit der Kontrollgruppe, in der es vier F\u00e4lle von Stadium 3 oder 4 gab. Die Exosomengruppe wies signifikant weniger leere Lakunen im subchondralen Knochenbereich (p < 0,05) und signifikant weniger Gelenkknorpelsch\u00e4den (p < 0,05) auf als die entsprechende Kontrollgruppe. Es gab keine signifikanten Unterschiede in der Anzahl der Mikrogef\u00e4\u00dfe, der trabekul\u00e4ren Struktur des Knochens oder dem Volumen des neuen Knochens in der medialen Region der CD. Schlussfolgerungen hADSC-abgeleitete Exosomen k\u00f6nnen das Fortschreiten der ONFH verhindern, indem sie Osteonekrose und Knorpelsch\u00e4den hemmen. Die Ultrafiltrationsfiltertechnik ist f\u00fcr die Exosomenextraktion effektiv, was darauf hindeutet, dass Exosomen als therapeutisches Mittel f\u00fcr ONFH in Frage kommen. <\/p>\n\n Vollst\u00e4ndigen Artikel lesen<\/u><\/a><\/p>\n\n Zielsetzung: <\/strong>Die durch Osteoklasten vermittelte Knochenresorption ist f\u00fcr das Auftreten von Knochenkrankheiten verantwortlich. Makrophagen, ein Ursprung der Osteoklasten, deren M2-Typ die entz\u00fcndungsbedingten Knochensch\u00e4den reduzieren kann. Wir wollten die Wirkung von Exosomen aus M2-Makrophagen auf die Osteoklastenbildung untersuchen und den zugrunde liegenden Mechanismus aufkl\u00e4ren. <\/p>\n\n Materialien und Methoden: <\/strong>Exosomen wurden aus M2-Makrophagen (M2-exo) isoliert und zur Behandlung osteoklasten\u00e4hnlicher Zellen verwendet. Die Osteoklastenbildung wurde mit Hilfe von Tartrat-resistenter saurer Phosphatase, quantitativer Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (qRT-PCR) und Western Blotting untersucht. Der molekulare Mechanismus der M2-exo-Funktion wurde durch qRT-PCR, Phosphorkinase-Array-Analyse und Western Blotting analysiert. <\/p>\n\n Ergebnisse: <\/strong>M2-exo wurde von Osteoklasten internalisiert und hemmte die Osteoklastendifferenzierung in vitro. Au\u00dferdem wurde CYLD in M2-Makrophagen und M2-exo-behandelten Osteoklasten in hohem Ma\u00dfe exprimiert, und seine Ausschaltung hob die durch M2-exo verursachte Hemmung der Osteoklastendifferenzierung auf. Au\u00dferdem unterdr\u00fcckte CYLD die Phosphorylierung von STAT3, und der STAT3-Aktivator Colivelin kehrte die durch die \u00dcberexpression von CYLD hervorgerufene Hemmung der Osteoklastendifferenzierung um. <\/p>\n\n Schlussfolgerung: <\/strong>M2-exo hemmt die Osteoklastendifferenzierung durch die Freisetzung von CYLD, das die STAT3-Signalisierung inaktiviert. Diese Erkenntnisse k\u00f6nnten eine neue therapeutische Option f\u00fcr Knochenerkrankungen, einschlie\u00dflich Parodontitis, darstellen. <\/p>\n\n Vollst\u00e4ndigen Artikel lesen<\/u><\/a><\/p>\n\n Es gibt immer mehr Belege daf\u00fcr, dass von mesenchymalen Stammzellen (MSC) stammende Exosomen (Exo) nach einem Myokardinfarkt (MI) die Reparatur des Herzens f\u00f6rdern. Der Macrophage Migration Inhibitory Factor (MIF), ein proinflammatorisches Zytokin, spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Zellhom\u00f6ostase. Ziel dieser Studie war es, die kardioprotektiven Wirkungen von Exo-Sekret aus Knochenmark-MSCs (BM-MSCs), die MIF \u00fcberexprimieren, in einem Rattenmodell des MI zu untersuchen. Das MIF-Plasmid wurde in BM-MSCs transduziert. Exo wurden aus den \u00dcberst\u00e4nden von BM-MSCs bzw. MIF-BM-MSCs isoliert. Die Morphologie der Mitochondrien in neonatalen M\u00e4usekardiomyozyten (NRCMs) wurde durch MitoTracker-F\u00e4rbung bestimmt. Die Apoptose der NRCMs wurde durch Deoxynukleotidyltransferase-vermittelte dUTP-Nick-End-Labeling untersucht. BM-MSC-exo und MIF-BM-MSC-exo wurden in einem Rattenmodell des MI intramuskul\u00e4r in die Peri-Infarktregion injiziert. Die Herzfunktion der Ratten wurde echokardiographisch untersucht. Die Expression von MIF war in MIF-BM-MSCs im Vergleich zu BM-MSCs stark erh\u00f6ht. Sowohl BM-MSC-exo als auch MIF-BM-MSC-exo exprimierten CD63 und CD81. NRCMs, die mit MIF-BM-MSC-exo behandelt wurden, wiesen unter Hypoxie\/Serum-Entzug (H\/SD) weniger mitochondriale Fragmentierung und Zellapoptose auf als solche, die mit BM-MSC-exo behandelt wurden, und zwar \u00fcber die Aktivierung der Adenosin-5′-Monophosphat-aktivierten Proteinkinase. Dar\u00fcber hinaus wurden diese Wirkungen durch Compound C teilweise aufgehoben. Die Injektion von BM-MSC-exo oder MIF-BM-MSC-exo stellte die Herzfunktion in einem Rattenmodell des Herzinfarkts deutlich wieder her. Im Vergleich zu BM-MSC-exo war die Injektion von MIF-BM-MSC-exo mit einer verbesserten Herzfunktion, einem geringeren Herz-Remodeling, einer geringeren mitochondrialen Fragmentierung der Kardiomyozyten, einer geringeren Erzeugung reaktiver Sauerstoffspezies und einer geringeren Apoptose verbunden. Unsere Studie enth\u00fcllt einen neuen Mechanismus der MIF-BM-MSC-exo-basierten Therapie bei Herzinfarkt und bietet eine neue Strategie f\u00fcr die Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. <\/p>\n\n\u00dcberexpression von H\u00e4m-Oxygenase 1 verst\u00e4rkt die neuroprotektiven Effekte von Exosomen bei Subarachnoidalblutungen durch Unterdr\u00fcckung von oxidativem Stress und Stress des endoplasmatischen Retikulums<\/h2>\n\n
Exosomale nicht-kodierende RNAs: Neue Erkenntnisse \u00fcber das therapeutische Potenzial und die Mechanismen der Knochenheilung<\/h2>\n\n
Aus adip\u00f6sen mesenchymalen Stammzellen gewonnene Exosomen als Nanotr\u00e4ger f\u00fcr die Behandlung von Muskel-Skelett-Erkrankungen<\/h2>\n\n
Ligandenbasierte Exosomen-Affinit\u00e4ts-Reinigung (LEAP) S\u00e4ulenchromatographie: Ein Werkzeug f\u00fcr klinische Anwendungen<\/h2>\n\n
Exosomen aus menschlichen Fettstammzellen verhindern das Fortschreiten der Osteonekrose des H\u00fcftkopfes<\/h2>\n\n
Exosomen, die von M2-polarisierten Makrophagen abgesondert werden, hemmen die Osteoklastendifferenzierung \u00fcber CYLD<\/h2>\n\n
Exosomen von mesenchymalen Stammzellen, die MIF \u00fcberexprimieren, verbessern die Reparatur des Herzmuskels<\/h2>\n\n