研究人员发现了阿尔茨海默病、癌症和COVID-19之间的重要纽带

　　

 

范德堡医学中心(Vanderbilt University Medical Center)的研究人员发现了一种从细胞中释放出来的纳米颗粒，称为“超级颗粒”，它含有酶、蛋白质和RNA，与多种癌症、心血管疾病、阿尔茨海默病甚至COVID-19有关。

这一发现于2021年12月9日发表在《自然细胞生物学》(Nature Cell Biology)杂志上，它是理解细胞外囊泡和纳米颗粒在细胞间传递健康和疾病重要化学“信息”方面所扮演角色方面的重大进展。

该论文的资深作者Robert Coffey医学博士说:“我们已经在癌症和许多其他疾病状态中发现了一些生物标志物和治疗靶点，这些生物标志物和治疗靶点都可能是这些超级微粒的载体。现在剩下要做的就是弄清楚这些物质是如何释放的。”

本文作者医学和细胞与发育生物学教授Coffey以结肠直肠癌研究闻名于世。他的团队目前正在探索血液中癌症特异性纳米颗粒的检测和靶向是否可以导致更早的诊断和更有效的治疗。

       

(前排左起)Qi Liu博士、Robert Coffey博士、Qin Zhang博士

(后排左起)James Higginbotham博士、Dennis Jeppesen博士、Jeffrey Franklin博士

2019年，Coffey实验室前研究员Dennis Jeppesen博士，现在是医学研究讲师，使用先进技术分离和分析了被称为“外泌体”的细胞膜包裹的细胞外小泡。

那一年，Coffey的另一位同事、医学研究助理教授Qin Zhang博士利用高速超离心技术，设计出一种简单的方法，分离出一种没有表面涂层的名为“exomere”的纳米颗粒。

在目前的研究中，Zhang取了“上清液”(supernatant)，即外聚体旋转成“颗粒”后残留的液体，并将液体离心得更快更久。

其结果是从外泌体旋转的上清液中分离出来的纳米颗粒，研究人员将其命名为超级粒（supermeres）。“它们也非常有趣，”Coffey打趣道，“因为它们含有许多以前被认为在外泌体中的物质。”

首先，supermeres携带大部分细胞释放的细胞外RNA，这些RNA存在于血液中。研究人员报告说，在其他功能特性中，癌症来源的supermeres可以“转移”耐药性到肿瘤细胞，可能是通过它们传递的RNA货物。

supermeres是TGFBI的重要载体，TGFBI是一种在已建立的肿瘤中促进肿瘤进展的蛋白质。研究人员指出，TGFBI因此可能是结肠直肠癌患者液体活检中一个有用的标记。

它们还携带ACE2，这是一种在心血管疾病中发挥作用的细胞表面受体，也是COVID-19病毒的目标。这就提出了一种可能性，即supermeres携带的ACE2可以作为“诱饵”，与病毒结合，防止感染。

另一种重要的货物是APP，一种淀粉样β前体蛋白与阿尔茨海默病的发展有关。supermeres可以穿过血脑屏障，这表明它们的分析可以提高疾病的早期诊断，甚至可能有针对性地治疗。

圣母大学(University of Notre Dame)的研究人员在与这篇论文一同发表的一篇评论文章中指出:“鉴定出如此丰富的生物活性分子……引发了有关supermeres功能的有趣问题，并提高了人们对这些粒子作为疾病生物标记的潜力的兴趣。”

参考:“Supermeres are functional extracellular nanoparticles replete with disease biomarkers and therapeutic targets” by Qin Zhang, Dennis K. Jeppesen, James N. Higginbotham, Ramona Graves-Deal, Vincent Q. Trinh, Marisol A. Ramirez, Yoojin Sohn, Abigail C. Neininger, Nilay Taneja, Eliot T. McKinley, Hiroaki Niitsu, Zheng Cao, Rachel Evans, Sarah E. Glass, Kevin C. Ray, William H. Fissell, Salisha Hill, Kristie Lindsey Rose, Won Jae Huh, Mary Kay Washington, Gregory Daniel Ayers, Dylan T. Burnette, Shivani Sharma, Leonard H. Rome, Jeffrey L. Franklin, Youngmin A. Lee, Qi Liu and Robert J. Coffey, 9 December 2021, Nature Cell Biology.
DOI: 10.1038/s41556-021-00805-8