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球形外泌体可能提供受伤的肾脏需要的东西

就像一场毁灭性风暴过后的一群建筑工人一样,在急性肾损伤后,装满货物的纳米级球体到达了现场。

像建筑工人一样,科学家们怀疑这些称为外泌体的球体可以修复损伤并恢复功能,现在他们想更多地了解自己的工作和所携带的货物,以期有一天装备类似的外泌体以更好地治疗。急性伤害并帮助人们避免永久性肾脏损害。

“一旦我们更好地了解它们的产生和作用,无论好坏,我们将希望能够控制外泌体分泌以帮助患者,”细胞系细胞生物学家桑浩浩博士说。奥古斯塔大学乔治亚医学院的生物学与解剖学。

国立糖尿病,消化与肾脏病研究所提供的170万美元赠款,正在帮助权方explore探索这种明显的内源性恢复系统在发生率不断上升且未经良好治疗的损伤中的潜力。

肾脏功能在数小时或数天之内恶化,并伴有急性肾损伤,这可能是由于对肾脏的实际打击(如车祸)或严重脱水引起的。以前大多数健康的人都能完全康复,但常见的健康问题(如糖尿病和高血压以及只是衰老)都是危险因素。据疾病控制与预防中心称,它也是败血症,心脏病和手术的院内并发症。疾病预防控制中心说,后果可能是终身的,需要长期护理的可能性更高,慢性肾脏疾病增加,住院患者的死亡率更高,医疗费用也更高。

肾小管是一个关键的损伤部位,其与我们肾脏中约150万个过滤单元相连。小管将液体废物传递到膀胱以消除,但它们的重要任务是每天吸收从血液中滤出的近50加仑可用物品,包括水,盐和葡萄糖。

在进行博士后培训时,权先生开发了一种在培养皿中培养哺乳动物肾小管的模型。他将了解到,在正常的肾小管形成过程中,他看到的表达改变的基因中约有9%为外泌体制造货物,这些外泌体来自上皮细胞,这些细胞覆盖了构成小管的过滤单元的毛细血管网络。就像将点连接起来一样,他看到外泌体从一个上皮细胞移动到另一个上皮细胞,使上皮细胞彼此靠近并延长了肾小管的长度。后来,他发现这些新包装的外泌体可以激活细胞增殖,肾小管生长并帮助伤口愈合,并想知道是否同样的事情可能会因肾小管损伤而发生。

这次,他再次在菜肴中寻找对愈合的任何影响,但他还在寻找一种急性肾脏损伤的存活模型,以了解更多有关如何,在何处和多少产生外泌体以及它们在其中发挥的具体作用的更多信息。再生,特别关注它们携带的蛋白质货物。这包括在患有急性肾损伤的小鼠的尿液中检查分泌的外泌体,存在的蛋白质以及有助于或阻碍修复的蛋白质。

蛋白质是整个发育过程中以及进行中的修复和恢复过程中人体必不可少的组成部分,权K正着眼于诸如GPRC5B之类的蛋白质,其具体功能尚不得而知,但他有早期证据可帮助他的菜中的肾小管恢复。作为伤害模型。他与美国加州大学旧金山分校的合作研究还显示,急性肾损伤一天后,患者尿液中GPRC5B的水平升高。

现在,权先生和他的团队正在研究GPRC5B和其他蛋白质在损伤和恢复过程中会发生什么,包括促使外泌体释放蛋白质的因素。他的研究包括敲除称为近端肾小管的小管第一部分中的蛋白质,近端小管是急性肾损伤的主要破坏部位,是确定损伤后其功能的一种方法。他正在使这种蛋白质发荧光,以更好地观察其在外泌体和肾小管中的作用。

Kwon说:“我们想看看这些变化是否在体内发生(一种动物模型)。” 他还想知道外泌体分泌恢复的好坏,并怀疑是哪种情况,具体取决于货物。“我们还不知道,所以我们将对其进行测试。”

其他问题包括:外泌体是回去运送更多货物还是一次运送;外泌体是否除运送货物外还传递信号,以及它们的信息可能是什么。同样,是否像在盘子中一样,小管的主要成分上皮细胞是否是活体模型中的外泌体来源,以及调节其生产和释放的物质。

初步工作表明,例如CD2AP(一种已经与肾脏疾病相关的蛋白质),当其降低时,可减少外泌体释放GPRC5B;而当运输蛋白LMAN2降低时,则可降低其释放。这可能意味着外泌体的数量,它们携带的物质或两者都有变化,权云想知道两者都如何实时影响肾小管的愈合。

我们的肾脏过滤单元和肾小管似乎可以维持一辈子,尽管权志强怀疑某些较小的修复工作是相当常规的。对于某些患者而言,急性肾损伤似乎使身体的自然抵抗力不堪重负。

Kwon说:“如果患者无法完全康复,他们很可能会患有慢性肾脏疾病,或者在最坏的情况下可能会患有晚期肾脏疾病。”他说,这种功能丧失可能需要透析或器官移植。

球形外泌体主要由脂质制成,并有糖衣。

尽管外泌体被归类为“细胞外”,但越来越多的证据显示,例如权氏(Kwon)等科学家,它们实际上可以移入和移出细​​胞,携带蛋白质等货物以及其他必需品(如DNA和RNA),并在正常情况下以及疾病或损伤期间在细胞之间传递信息。

它们的自然敏捷性已经在研究外泌体,这是一种更自然的方法,可以直接将用于疾病的药物从癌症转移到感染,并促进头发再生。作为“细胞状态的指纹”,它们也正在作为疾病的诊断生物标记物进行研究。

Kwon最终希望有一天在急性肾损伤中同时使用这两种资产,而这一问题也没有良好的临床生物标志物。

受伤的小管与受伤的血管有相似之处:它没有提供光滑的液体通过和易于吸收,而是有疤痕,颠簸的内壁和坚固的壁来干扰。小管长短不一,很细,有些是笔直的,有些是弯曲的。外来体的纳米尺寸是十亿分之一米,大约40英寸。

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