شکستن کد برای سیستم جدید سیگنال دهی سلول به سلول


محققان Joslin کشف کردند که چگونه سلول‌ها میکروRNA‌های کوچکی را انتخاب می‌کنند که در وزیکول‌های کوچکی به نام اگزوزوم ترشح می‌شوند و متابولیسم را در سلول‌های دیگر در فاصله تنظیم می‌کنند.

کنترل بیشتر عملکردهای بدن به توانایی سلول ها برای صحبت با یکدیگر بستگی دارد. ما مدت هاست که دو مسیر ارتباط سلول به سلول را می شناسیم: سیستم عصبی و ترشح هورمون ها. در طول پنج سال گذشته، دانشمندان سومین مسیر مهم ارتباطی مبتنی بر اگزوزوم‌ها را شناسایی کردند، کیسه‌ها یا وزیکول‌های کوچک حاوی پروتئین و مولکول‌های RNA که سلول‌ها به گردش خون ترشح می‌کنند، جایی که می‌توانند توسط سلول‌های دیگر جذب شوند تا متابولیسم را تنظیم کنند.

بسیاری از آزمایشگاه‌ها بر روی اگزوزوم‌های حامل microRNA تمرکز می‌کنند. اینها RNA های بسیار کوتاهی هستند که می توانند توانایی سایر RNA های طولانی تر را که پروتئین های سلولی مختلف می سازند و عملکرد سلول را کنترل می کنند، تنظیم کنند. بنابراین، microRNA ها بر بسیاری از جنبه های رفتار سلولی در سلامت و بیماری تأثیر می گذارند.

سی. رونالد کان، محقق ارشد جاسلین و استاد پزشکی در دانشکده پزشکی هاروارد، گفت که دانشمندان در مرکز دیابت جوسلین اکنون کشف کرده‌اند که چگونه سلول‌ها مجموعه‌ای از میکروRNA‌ها را برای اگزوزوم‌های خود انتخاب می‌کنند.

کان، نویسنده مسئول در این زمینه گفت: «کار ما بینشی عمده در مورد این مکانیسم جدید ارتباط سلولی ارائه می‌کند، زیرا این رمز را می‌شکند که چرا سلول‌ها برخی از microRNAها را ترشح می‌کنند و چرا برخی دیگر را حفظ می‌کنند. طبیعت مقاله توصیف کار

کان و همکارانش شروع به مطالعه کردند که چگونه سلول‌ها تصمیم می‌گیرند کدام میکروRNA‌ها را در اگزوزوم‌های خود قرار دهند، با ایجاد کشت بافتی برای پنج نوع سلول درگیر در متابولیسم (چربی قهوه‌ای، چربی سفید، ماهیچه‌های اسکلتی، کبد و سلول‌های “اندوتلیال” که رگ‌های خونی را می‌پوشانند). .

زیست شناسان دریافتند که این انواع مختلف سلول ها مجموعه های کاملا متفاوتی از microRNA ها را در اگزوزوم خود ترشح می کنند. کان گفت: «در حالی که برخی از microRNA ها توسط همه انواع سلولی ترشح می شوند، بسیاری از microRNA ها تنها توسط یک یا دو نوع از این سلول ها ترشح می شوند، حتی اگر توسط انواع سلول های دیگر نیز ساخته شوند.»

کان می‌گوید: «در برخی موارد، microRNAها ۸۰ برابر بیشتر از سلول‌ها در اگزوزوم متمرکز می‌شوند. سایر میکروRNA ها ۱۰ یا ۲۰ برابر بیشتر از اگزوزوم ها در سلول متمرکز هستند.

برای درک اینکه چگونه ممکن است این اتفاق بیفتد، تیم به دنبال توالی ژنتیکی بسیار کوتاه “نقوش” در microRNA ها بودند که ممکن است میکروRNA را کم و بیش در اگزوزوم ترشح کند. محققان دریافتند که هر یک از این پنج نوع سلول از الگوهای توالی یا کدهای متفاوتی برای این فرآیند استفاده می کنند. به طور کلی، هر نوع سلولی از این کدهای توالی برای تعیین اینکه ترجیح می‌دهد کدام microRNA را ترشح کند و کدام را می‌خواهد حفظ کند، استفاده می‌کند.

برای تأیید این یافته ها، محققان Joslin به طور ژنتیکی نقوش توالی microRNA را اصلاح کردند تا ببینند که آیا این تغییرات می تواند یک microRNA را تغییر دهد که به طور معمول حفظ می شود تا به جای آن ترشح شود یا برعکس. کان می‌گوید: «ما نشان دادیم که این کدها نه تنها وجود دارند، بلکه می‌توانند برای تغییر رفتار جایی که microRNA می‌رود، دستکاری شوند.

کان گفت، مجموعاً، این اکتشافات در رمزگذاری microRNA اگزوزومی “واقعاً در تمام زمینه های تحقیقاتی تاثیر می گذارد.”

در سال ۲۰۱۷، آزمایشگاه کان نشان داد که بافت چربی منبع اصلی اگزوزوم‌های حاوی microRNA است و این میکروRNA‌هایی که در جریان خون گردش می‌کنند می‌توانند نحوه کنترل گلوکز و سایر جنبه‌های متابولیسم را توسط کبد تنظیم کنند.

در آخرین مقاله خود، کان و همکارانش نشان دادند که اصلاح کدهای توالی موجود در microRNA های حاصل از چربی می تواند توانایی آنها را برای ترشح چربی، جذب کبد و تنظیم متابولیسم کبد افزایش دهد.

گروه کان اکنون در حال بررسی است که آیا توانایی دستکاری کدهای microRNA در اگزوزوم ها می تواند ژن درمانی دیابت و سایر بیماری های متابولیک را بهبود بخشد یا خیر. او گفت: «با این یافته‌های جدید، ما می‌توانیم یک microRNA را در چربی زیر جلدی که به راحتی در دسترس است دستکاری کنیم تا بهبود متابولیسم در کبد را هدف قرار دهیم، که برای ژن درمانی مستقیم بسیار دشوارتر است.» و اگر مشکلی پیش می آمد، ما همیشه می توانستیم چربی را بیرون بیاوریم، در حالی که شما نمی توانید کبد را خارج کنید.

کان گفت: «به طور کلی، کاری که ما انجام دادیم اساساً فراتر از فضای متابولیسم دیابت مهم است، زیرا این رویکردی که ما شناسایی کرده‌ایم اکنون می‌تواند برای انواع سلول‌های دیگر از جمله سلول‌های مغز، پانکراس، کلیه یا سایر بافت‌ها اعمال شود. .

* * *