细胞-细胞交互的另外一种方式:"外泌体"和"隧道纳米管"介导的"线粒体转移"

学术   2024-10-26 11:31   上海  

关于细胞-细胞间通讯,我们上期介绍过了“配体-受体介导”的“细胞-细胞间交互”以及注意事项很多人喜欢用“细胞-细胞间交互”报国自然,但是太多坑了…… )。本期我们继续介绍另外一种方式——细胞外囊泡或隧道纳米管。

经典方式:外泌体传递RNA、蛋白成分

这种方式是大家从外泌体参与“细胞-细胞间交互”交互最多的一种方式:即细胞1来源的外泌体通过传递RNA、蛋白等成分到细胞2,从而引起细胞2的信号转导异常与下游功能表型,所以作用模式为:

这种作用方式是最为经典的外泌体/胞外囊泡介导细胞-细胞间通讯的方式,也是5-8年以前大家报国自然的“套路”。其中,外泌体中的RNA类型包括miRNAlncRNACircRNA这些ncRNAmRNA,蛋白有很多是分泌性的蛋白,不过也有一些新的发现是外泌体上的膜蛋白,而这些膜蛋白可以让外泌体具有一定的“靶向性”。由于这种方式过于“经典”,大家可以看到大量的文章,我们就不展开说了。

注:有很多蛋白可不通过外泌体直接被细胞2吸收,因此未必要直接通过外泌体的方式传递。

外泌体传递线粒体

关于线粒体转移(Mitochondria Transfer)我们在前面推文中有介绍(国自然热点-“线粒体转移”研究思路和方法干货总结,还不赶快收藏!),而线粒体转移这个问题既可以发挥“坏”的作用,比如细胞1转移受损的线粒体到细胞2,导致细胞2出现应激压力,从而造成附带伤害和加重疾病进展;也可以发挥“好”的作用,即细胞1传递好的线粒体给受损的细胞2,让细胞2能更好的应对危机,从而起到治疗作用

在细胞间传递线粒体的过程中,外泌体就是一种重要方式,另外一种方式是隧道纳米管(TNT)。因此外泌体也可以传递线粒体这种细胞器。除了线粒体以外,还有一些细胞器的成分可以被外泌体传递。

RefMitochondrial transfer in tunneling nanotubes-a new target for cancer therapy

关于隧道纳米管(tunneling nanotubes)与线粒体传递,我们汇总一些要点信息:

隧道纳米管(Tunneling Nanotubes,简称TNTs)是一种细胞间的纳米级膜通道,它们连接不同细胞,允许细胞间的物质交换TNTs的直径范围在501500纳米,长度在5200微米之间,有些TNTs的厚度可达到700纳米。TNTs并非空的膜管,而是充满了细胞骨架纤维F-actin是大多数TNTs中存在的主要结构成分,它通过交联确保TNT的刚性,从而维持其稳定性和向外生长的能力。TNTs能够在长达150毫米(!!!)的距离上运输各种物质,包括线粒体和其他细胞器、脂滴、蛋白质、离子、RNA病原体

隧道纳米管进行线粒体转移的具体机制:

线粒体Rho GTPase 1Miro1是主要的调节蛋白之一,它与辅助蛋白Miro2、运输相关蛋白1TRAK1)、TRAK2和肌球蛋白XIXMyo19一起,推动线粒体与Kruppel-like因子5KLF5)驱动的蛋白结合。一旦结合,它们形成一个马达-适配器复合体,从而促进线粒体在TNTs内的运输和调节其运动。

研究隧道纳米管进行线粒体转移的实验方法包括:

1)电子显微镜技术:使用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)观察TNTs的形态和结构。

2)原子力显微镜(AFM:用于观察活细胞中的TNTs,提供纳米尺度的图像。

3)荧光显微镜技术:使用器官特异性荧光染料标记线粒体,观察线粒体在TNTs中的运输。

4)分子生物学技术:如实时定量PCRqPCR)和荧光激活细胞分选(FACS)来验证线粒体转移的过程。

5)遗传学方法:通过敲除或过表达特定基因(如Miro1)来研究它们在线粒体转移中的作用。

6)细胞培养技术:通过共培养不同细胞类型,研究线粒体在它们之间的转移。

内容我们就简单说这两种,大家还知道哪些其它方式也可以补充。

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