文摘
神经退行性疾病(NDs)的特点是神经元和功能逐渐丧失,最终导致进行性的神经损伤。鉴于沉重的负担的卫生保健系统,高效、可靠的生物标志物早期诊断和治疗治疗逆转NDs急需的进展。已经有一个使用exosomal microrna标志物越来越浓的兴趣最近或靶向治疗神经系统疾病。在本文中,我们综述了更新研究exosomal microrna的生物标志物和潜在的治疗方法,以及它们与这组疾病的病理生理学协会,尤其是阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD),肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS),和亨廷顿氏病(HD)。exosomal microrna的不同是因为特异表达或常用治疗候选人也发现和总结。总之,exosomal microrna作为生物标志物的可行性和潜在的NDs的靶向治疗已得到验证。然而,由于现有研究的局限性和差异在不同的研究中,高质量的实验室和临床调查仍然是必需的。
1。介绍
神经退行性疾病(NDs)是一组疾病的特点是一个进步的神经元和功能丧失,包括阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD),亨廷顿氏病(HD)和肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS),等等。由于预期寿命逐渐增加,患病率的不断增加的趋势,伴随着巨大的医疗成本和重大负担医疗系统(1]。当前生物标志物的受到缺陷如不能早期发现变化或临床前阶段的疾病(2,3]。除此之外,很少或根本没有有效治疗治疗可以逆转或治疗这组疾病日期(4]。因此,可靠且易得的生物标志物,以及有效的治疗方法,NDs的迫切需要。
细胞外囊泡(EVs),纳米膜结合囊泡分泌的细胞,包括液,微泡,根据他们的细胞内凋亡体起源(5,6]。由于囊泡的常规提取方法通常是无法分离不同类型的电动汽车,一些研究使用术语“电动汽车”和“外来体”可以互换使用,但在本文,我们主要关注液。液是指囊泡来自多泡体的直径小于100纳米(40 - 100海里)7,8]。液的货物内容主要由蛋白质、脂质、DNA、mrna,和小分子核糖核酸(microrna)和扮演多个同时角色在整个人体(9]。在中枢神经系统中,液可以分泌到细胞外空间的神经元,神经胶质细胞和神经干细胞产生神经或神经毒性作用和参与正常的神经生理过程和致病过程(10- - - - - -14]。
作为一个最重要的类型的分子中包含液,microrna是小的一个类,非编码rna,通常约22个核苷酸(15]。一个microrna可以抑制翻译或调节超过100信使rna的降解,和一个信使rna可以由多个microrna。因此,microrna参与大多数的关键生物过程包括细胞信号传导,神经发展,成熟,细胞凋亡、神经可塑性16,17]。
在这次审查中,我们提供了一个更新概述的诊断和治疗潜在exosomal NDs的小分子核糖核酸,以及它们与有关的疾病的病理生理学。Exosomal microrna在不同的特异表达NDs或常用治疗候选人也发现和总结。
2。Exosomal microrna的生物标志物和Exosomal miRNA-Based疗法
液可以通过不同的策略,如超速离心法纯化,密度梯度分离,和immunoaffinity捕获方法,但这种策略可能稍微影响exosomal内容包括microrna [18,19]。microrna在液浓缩相比,细胞无血清和血浆(20.),正在积极挤进液。根据现有的研究,microrna可能会选择性地通过几个不同的机制分为液(6),如(1)microrna的主题和异构核核糖核蛋白- (hnRNPs)依赖途径(21),(2)神经鞘磷脂酶2 - (nSMase2)依赖途径(22),和(3)3 - - - - - -microrna的顺序相依的途径(23]。封装的microrna到电动汽车可以保护那些microrna在细胞外环境退化或稀释。因此,exosomal microrna相对比microrna在血清或血浆中更稳定24]。旅行之后,这些电动汽车可以有效的目标与特定的细胞表面配体。这样,液可以提供特定的microrna到目标细胞和细胞之间的调解microrna的交换,从而发挥作用在细胞通讯和细胞信号25]。后被转移到受体细胞,microrna可以修改受体细胞的基因表达。
microrna可以作为有用的诊断和预后的疾病生物标志物(图1)。exosomal microrna的表达水平是不同的在不同的生理和病理条件下(2,6]。此外,各NDs exosomal microrna的表达谱改变(26,27]。Exosomal microrna也可以用来区分不同亚型的疾病在一个较高的准确性。为例,多发性硬化症(MS)的临床表型包括复发缓和女士(名RRMS),次要进步(spm)女士,女士和初级进步(项目组合管理系统)28]。Ebrahimkhani等人发现的一组9 microrna杰出的女士名RRMS从进步中9 microrna miR-15b-5p, mir - 374 a - 5 - p, miR-30b-5p, mir - 342 - 3 - p,和mir - 223 - 3 - p表示在一个更高的水平比S /项目组合管理系统名RRMS, mir - 433 - 3 - p, mir - 432 - 5 - p, miR-23a-3p, mir - 485 - 3 - p是相反的28]。一般来说,exosomal microrna已报告作为疾病生物标志物提供了一个理想的工具主要是由于以下优点:(1)他们代表它的起源和改变疾病的细胞;(2)他们可以测量容易和可靠的特异性和敏感性较高;(3)检测在疾病的早期阶段;(4)可以用来区分疾病表现出相似的临床症状,如帕金森病和广告,减少误诊的危险;(5)他们可以用来区分不同亚型的疾病(6]。
(一)
(b)
液可以利用药物或基因元素(图1)[9]。交付的microrna能改变基因表达式在某些疾病的治疗。例如,杨等人报道,狂犬病病毒糖蛋白——(RVG)液可以有效地交付mir - 124梗塞部位、促进神经发生在脑缺血小鼠模型29日]。系统地注射exosomal mir - 193 b - 3 - p可以减弱小鼠的大脑神经炎症反应与蛛网膜下腔出血30.]。液被认为有前途的基因治疗大脑转运蛋白有以下原因:(1)从内部液是安全的,因为他们不重复31日];(2)系统注入液能够穿透血脑屏障(BBB)和选择性地将核酸靶细胞后的大脑在一个自然的方式或调制(29日),它是可行的具体目标神经细胞通过裁剪exosomal膜蛋白(32];(3)只有生物物质,他们可以旅游系统没有刺激免疫反应;(4)他们自然含有核酸和可以保护他们免受由核糖核酸酶在细胞外生物液体迅速退化。液的microrna的内容可以修改故意来增强他们的治疗效果29日]。因此,exosomal microrna NDs的正受到越来越多的关注作为潜在的治疗靶点。
2.1。Exosomal microrna标志物和广告的潜在治疗方法
广告主要的临床表现包括恶化的内存,认知能力下降、性格和行为的变化。广告的病理变化特点是淀粉样斑块的累积和τcontaining-neurofibrillary缠结在AD患者的大脑。淀粉样斑块的形成是由淀粉样蛋白的生产过剩β肽(β)。神经退行性变化通常出现前几年表现的临床症状33]。
失调的microrna在生物体液和大脑已经发现与广告的病理状态(34]。在审查由吴et al .,得出7 microrna (miR-29b, mir - 181 - c, miR-15b, mir - 146 a, mir - 342 - 3 - p, mir - 191 - 5 - p,和let-7d-5p)都不止一个广告研究中表达下调(35]。mir - 107一直表达下调在广告和轻度认知障碍(MCI)在两个独立的群体36,37]。mir - 132被发现不断调节血浆/血清MCI患者与正常对照组相比,在三种不同的研究(38- - - - - -40]。此外,一些试验也得出类似的结论。然而,在大多数的研究结果不一致,可能是由于microrna的稳定和浓度的差异在不同的样本,使用不同的分析程序,和人口的差异,阻碍了促进外围microrna作为广告的生物标志物在临床实践2]。
microrna明显丰富和更稳定的液相比biofluid游离样本(20.]。变更exosomal microrna的生物标记已经被一些研究报道在AD患者,这表明它可能会用来预测广告状态精度高。CSF派生的外来体样品,减少miR-16-5p年青广告(YOAD, < 65 y)而不是晚发性广告(负载,> 65 y),增加了mir - 125 b - 5 - p YOAD和负荷,减少mir - 451 a和mir - 605 - 5 - p YOAD和负载检测相比,控制。这些microrna目标相关的通路的分子过程广告(41]。显著差异miR-9-5p和mir - 598检测率被发现之间的原始和exosome-enriched广告脑脊液样本而不是控制,这意味着不同的外来体贩卖广告和对照组之间42]。exosomal mir - 193 b的表达水平在AD患者的脑脊液和血液样本是减少与健康对照组相比,但不是总mir - 193 b水平在血液里。同时,负相关性观察exosomal mir - 193 - b和Aβ42在AD患者的CSF (43]。总共20等离子exosomal microrna显示显著差异在广告组,其中一组7 microrna (mir - 185 - 5 - p, mir - 342 - 3 - p, mir - 141 - 3 - p, mir - 342 - 5 - p, miR-23b-3p, mir - 338 - 3 - p,和mir - 3613 - 3 - p)允许高度精确预测的广告状态(44]。程等人发现13血清exosomal microrna调节的广告(表1在广告)和3 microrna表达下调(mir - 1306 - 5 - p, mir - 342 - 3 - p,和15 b-3p)通过测序分析(45]。其中许多microrna已被证明是与AD发病机制基于细胞和小鼠模型(45]。例如,hsa - mir - 101目标3淀粉样前体蛋白(APP)的翻译区减少应用水平和积累的β在人类细胞系和海马神经元46,47]。miR-15家族已经观察到调节τ磷酸化(48]。mir - 424 - 5 - p也属于miR-15家庭(49]。mir - 342 - 3 - p是一个已被建议作为一个循环的microrna的microrna在PD,女士,克雅二氏症28]。提到的microrna也发现与神经影像学和神经心理学检查结果。然而,由于MCI参与者的数量很小,没有exosomal microrna是验证预测疾病进展的生物标志物45]。exosomal血清mir - 223水平,neuroinflammation-related microrna的,是与minimental状态检查(MMSE)分数和AD患者被发现显著下降。此外,mir - 223水平在AD患者首次诊所访问明显低于在AD患者目前医疗,表明mir - 223可能提供一种方法来保护神经细胞凋亡和可以用来评估疾病进展(50]。血清exosomal mir - 135 a和mir - 384被发现是调节而mir - 193 b下调在AD患者的血清对照组相比。在3 microrna的血清水平exosomal mir - 384 AD患者显著高于在VD(血管性痴呆)和PDD(帕金森病痴呆)病人,mir - 384的似乎是最好的选择在3 microrna歧视广告,VD, PDD。然而,3 microrna的结合表现任何特定的诊断早期的广告(51]。Exosomal miR-29c, mir - 136 - 3 - p, miR-16-2, mir - 331 - 5 - p, mir - 132 - 5 - p,和mir - 485 - 5 - p在公元CSF控制相比,经历了重大的变化(52]。有4 microrna (miR-23a-3p, mir - 126 - 3 - p, let-7i-5p,和mir - 151 - a - 3 - p)发现显著降低广告和控制。mir - 451 a的水平和miR-21-5p广告样本中显著低于与路易体痴呆(下文)样品,因为这两个microrna能帮助区分广告和下文。这些microrna的预测目标基因分析与蛋白质磷酸化,蛋白酶体通路和细胞死亡53]。mir - 132 - 3 - p和mir - 212 - 3 - p水平显著降低neural-derived等离子液在广告和显示良好的诊断敏感性和特异性广告(54]。李等人收集了零星的患者的血清EV样本广告( ),MCI ( ),和VD ( ),以及健康对照组( )。4蛋白质和18种microrna的表达水平在电动汽车用ELISA与结果验证或存在一个独立的群体。mir - 1306的表达水平——5 - p, mir - 342 - 3 - p,和miR-15b-3p显著减少患者的广告相比,控制,但只有mir - 1306 - 5 - p AD患者表达下调(不是在VD或MCI患者)。总共14个microrna(表1)相比,AD患者显著调节控制,但只有mir - 93的水平- 5 - p, mir - 424 - 5 - p,和mir - 3065 - 5 - p AD患者调节(不是在VD或MCI患者)。尽管样本量相对较小,结果表明,水平exosomal mir - 1306 - 5 - p, mir - 93 - 5 - p, mir - 424 - 5 - p, mir - 3065 - 5 - p,和蛋白质P-S396-tau可以用来区分控制、MCI、VD患者和AD患者(55]。程等人之间的关系分析中包含的microrna脑源性EVs ( ),匹配的microrna总脑匀浆,microrna在外围EVs ( ),和控制( )。结果表明弱相关性microrna发现大脑和周边血液中特异表达的广告主题相比,控制。然而,这些血清microrna是调节大脑和电动汽车可以用作广告液体活检诊断(表1)[56]。进行高通量测序,等离子体的microrna的货物neural-derived小型电动汽车(NDEVs) 40 AD患者和40控制测试。进一步验证表明,miR-23a-3p的水平,mir - 223 - 3 - p,和mir - 190 - 5 - p在小NDEVs被发现显著的调节而mir - 100 - 3 - p水平显著下调在广告组与健康对照组相比57]。13等离子exosomal microrna表达水平的增加被认为是与减少蒙特利尔认知评估(MoCA)的得分在97年社区老年人居住。其中13 cognition-related microrna, mir - 342 - 3 - p, mir - 125 b - 5 - p,和mir - 125 - 5 - p是大脑选择性,而mir - 451 - 3 - p显示最高的表达水平(58]。
总的来说,据报道的exosomal microrna在多个广告组中差异表达研究包括mir - 361 - 5 - p, miR-30e-5p, mir - 93 - 5 - p, miR-15a-5p, mir - 143 - 3 - p, mir - 335 - 5 - p, mir - 106 b - 5 - p, mir - 101 - 3 - p, mir - 424 - 5 - p, mir - 106 a - 5 - p, miR-18b-5p, miR-20a-5p, mir - 582 - 5 - p, mir - 1306 - 5 - p, mir - 342 - 3 - p, miR-15b-3p [44,45,55),mir - 125 b - 5 - p (41,44,58],mir - 139 b [43,51],mir - 3065 - 5 - p [44,55,56],miR-23a-3p [53,57,59),和mir - 125 - 5 - p (58,59]。
RNA干扰已成为一个新的有前景的候选治疗治疗神经退行性疾病(60]。RNA药物由液的治疗潜力已引起越来越多的研究者极大的兴趣。Alvarez-Erviti等人证明了治疗潜在运输exosomal siRNA exosome-mediated siRNA交付的目标BACE1(β网站淀粉样前体蛋白裂开酶1)老鼠的大脑。BACE1蛋白酶负责氨基劈理的应用,是一个著名的治疗目标广告。研究人员首先修改树突状细胞表达lysosome-associated膜蛋白2 (LAMP2)然后融合RVG针对中枢神经系统。此外,他们感兴趣的siRNAs导出液加载。小干扰rna是专门系统注入后,交付给神经元,小胶质细胞,和少突胶质细胞介导RVG目标液,导致的降价BACE1并在总明显降低β淀粉样蛋白1-42水平(32]。Sarkar等人证明了miR-34a的超表达在特定大脑区域的广告。增加的miR-34a颞叶皮层被发现与AD病理的严重程度相关。miR-34a-loaded液囊分泌的miR-34a-overexpressed神经元向接受者提供miR-34a神经元。在目标神经元,miR-34a可以调解并发镇压的目标基因,这可能会把记忆回路的功能障碍(61年]。miR-29被发现的表达与DNA损伤和细胞衰老在正常和病理老化和老化过程中会积累62年]。miR-29家族在广告明显下调,可能参与该病的发病机制。Jahangard等人转染大鼠骨髓间充质干细胞(MSC)和hek - 293 t细胞与载体携带的前身miR-29序列。他们收集了miR-29富集液分泌细胞后确认过度的miR-29的差别,对这些目标基因BACE1和荡妇(bcl - 2相互作用的中介细胞死亡(BCL2-like 11))在转染细胞。miR-29浓缩液被注入角ammonis面积β治疗大鼠模型。模型大鼠的空间学习和记忆缺陷预防治疗后,表明此类工程miR-29浓缩液可能有治疗潜力。然而,动物模型不能模拟所有广告的特点,从而限制结果的含义(63年]。魏等人报道,广告伴随着细胞模型的建立增加细胞凋亡和减少mir - 223,而MSC-derived exosomal mir - 223抑制神经细胞凋亡的细胞模型通过激活PTEN-PI3K广告/ Akt通路(64年]。重复的轻度创伤性脑损伤(rmTBI)被认为是广告的一个重要危险因素。的小胶质exosomal mir - 124 - 3 - p从受伤的大脑改变rmTBI后不同阶段。后进行在体外和在活的有机体内实验中,通用电气等人认为小胶质exosomal mir - 124 - 3 - p可以缓解神经退化和认知赤字rmTBI后针对Rela / ApoE信号通路(65年]。即使没有明显的副作用报道到目前为止exosome-mediated RNA执行后的治疗,治疗的长期影响还需要进一步调查。
2.2。Exosomal microrna标志物和PD的潜在治疗方法
PD在临床上表现为静止震颤、僵直、运动徐缓和姿势不稳定,以及各种nonmotor症状(66年]。液与传播有关α-核蛋白和炎症反应,大脑中与PD病理学的发展(67年]。microrna的表达特异表达功能与帕金森病的病理过程,如αsyn超表达和传播、路易体形成和神经细胞凋亡(68年]。
到目前为止,数量有限的研究已经发表在exosomal microrna作为PD的生物标志物。曹等人选择了24个候选人人类microrna曾被报告为PD生物标志物。他们重新度量界限的水平在血清microrna液收集从109年PD患者和40控制和得出结论的表达水平exosomal miR19b, miR24, miR195可以支持PD的诊断。之间不存在相关性microrna和病人的人口统计数据(如年龄、吸烟、喝酒,Hoehn-Yahr规模)。通过使用Targetscan工具(http://www.targetscan.org),他们发现了几个基因目标3 microrna的帕金森病的病理过程密切相关,包括帕金RBR E3泛素蛋白连接酶(miR-19b), LRRK2 / PARK8 (miR-19b)和ATP13A2 / PARK9 (miR-24和mir - 195) [69年]。任等人发现,mir - 195水平下降导致Rho-associated激酶1 (ROCK1)的增加,进一步诱导小胶质细胞的激活和触发神经炎症细胞PD模型,表明mir - 195是一个潜在的治疗目标PD (70年]。桑托斯等人发现2 CSF exosomal miRNA-based生物标志物早期诊断PD的面板。一个小组由5小分子核糖核酸(Let-7f-5p miR-27a-3p, mir - 125 a - 5 - p, mir - 151 - a - 3 - p,和mir - 423 - 5 - p),敏感性为90%,特异性80%,82%曲线下的面积(AUC)群体的分化。据报道miR-27a-3p也减少AD患者的脑脊液样本71年]。与此同时,研究人员还发现了一个面板(miR-10b-5p miR-22-3p, mir - 151 - a - 3 - p和α-核蛋白)和更高的灵敏度、特异性和AUC。这些面板显示相关通路参与PD发病机制,如通过计算生物学分析泛素介导蛋白水解作用[72年]。测试样品后52 PD患者和48名健康对照组,姚明等人发现,等离子体exosomal mir - 331 - 5 - p在PD病人比对照组显著调节,而exosomal mir - 505在PD患者表达下调。mir - 331 - 5 - p主要是打包在液而不是等离子,mir - 505主要是表达了在等离子体(73年]。总共16 exosomal microrna是调节,和11个microrna在PD CSF与正常对照组相比显著下调(表1)。微分析的结果被TaqMan实时PCR验证使用独立的样品(52]。在最近的一项研究由聂et al ., exosomal microrna是从5广告从血浆中提取样本收集患者,7 PD患者和34个控件。发现3 microrna (mir - 423 - 5 - p, mir - 369 - 5 - p,和miR-23a-3p)明显升高,和5 microrna (mir - 204 - 5 - p, mir - 125 a - 5 - p, mir - 1468 - 5 - p, mir - 375,和let-7e-5p)显著降低在广告样品与对照组相比。let-7e-5p,只有一个microrna是PD和控制之间的差异表达。发现在PD升高样品和减少广告样本,表明let-7e-5p可以用作生物标记来区分AD和PD (59]。23个血清microrna的表达水平在队列研究的139名患者,包括广告,PD, VD, VP(血管性帕金森症)患者和健康对照组。miR-23a显示所有NDs相比增加水平控制。的miR-22和miR-29a特异表达在老年痴呆症和Parkinson-like疾病。let-7d、miR-15b miR-24, mir - 142 - 3 - p, mir - 181 c和mir - 222似乎与Parkinson-like表型有关,虽然miR-34b, mir - 125 b, mir - 130 b表现出改变表达式只有在类似于疾病(74年]。调查人员还比较血清microrna的表达液和血清中没有液小组(每组5例)的患者。结果表明,miR-23a和mir - 125 b只有调节血清剥夺的液囊,而upregulation miR-34b观察血清液。相反,miR-29a是调节血清液和血清无液。结果表明不同分布的microrna内外液(74年]。此外,exosomal mir - 331 - 5 - p被报道在PD提供2独立研究[52,73年]。
关于潜在exosomal microrna的疗法,小岛等人介绍了一组exosomal转移到细胞(外来)设备启用有效的和可定制的生产工程的设计师液hek - 293 t细胞。引入外来设备可以很大程度上提高外来体生产,具体的microrna的包装和交付到目标细胞的胞质。从工程exosome-producing细胞治疗过氧化氢酶microrna能减弱神经毒性和神经炎症6-hydroxydopamine (6-OHDA)或LPS诱导的小鼠模型PD和可以打开新的RNA delivery-based治疗治疗PD的机会(75年]。评估液含有的能力αsyn siRNA减少α-核蛋白聚集,库珀等人开发修改液表达RVG并加载它们αsyn核。然后,他们周边的那些液注入正常小鼠和转基因小鼠表达人类phosphorylation-mimic S129Dαsyn。显著减少大脑αsyn信使rna和蛋白质的水平,以及intraneuronal蛋白质总量,检测正常和转基因小鼠治疗后7天αsyn siRNA装载液(76年]。微- 124加载纳米颗粒被报道能够促进subventricular区(SVZ)的神经发生,引起纹状体神经元的迁移到损伤的6-OHDA PD小鼠模型,并提高发动机的性能6-OHDA鼠标后颅内管理(77年]。1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP+)是一种有名的神经毒素可用于诱导细胞死亡在帕金森病细胞模型。莎士比亚等人表明,液来自正常星形胶质细胞,但不是从MPP+在MPP刺激星形胶质细胞,表现出显著的对细胞健康有保护作用的影响+对待SH-SY5Y细胞,以及初级中脑多巴胺能和海马神经元的文化。他们进一步证实exosomal mir - 200 - 3 - p显示最大的减少在所有MPP的microrna表达+通过小rna序列刺激星形胶质细胞。的astrocyte-derived exosomal mir - 200 a - 3 - p被发现在MPP减弱凋亡细胞死亡+治疗帕金森病细胞模型和glutamate-treated海马神经元增殖作用的差别文化通过对这些基因的蛋白激酶激酶4 (MKK4),这是一个重要的上游激酶c-Jun n端激酶细胞死亡通路(78年]。的差别通过上调OXR1,对这些exosomal mir - 137可以抑制神经元的氧化应激损伤,促进神经元生存能力,抑制细胞凋亡的神经元细胞模型和小鼠模型的PD (79年]。
2.3。Exosomal microrna标志物和ALS的潜在治疗方法
ALS是一个进步,与预后不良神经退行性疾病,其核心病理发现是上下运动神经元的损失(80年]。肌萎缩性侧索硬化症的临床表现是异构的,主要包括上、下运动神经元特性在四肢和咀嚼,说话和吞咽困难(81年,82年]。病理生理过程的底层ALS反映环境和遗传因素之间的相互作用(81年]。
只有少数研究分析在ALS exosomal microrna的表达。Downregulation血清exosomal miR-27a-3p中检测出10 ALS患者与健康受试者相比。miR-27a-3p可以转移成肌细胞液促进成骨细胞矿化和可能参与ALS发展(83年]。microrna在等离子体分析电动汽车收集的ALS患者显示水平升高5 microrna(尤其是mir - 532 - 3 - p, mir - 144 - 3 - p,和miR-15a-5p) 22种microrna并降低水平(特别是mir - 4454、miR-9-5p和mir - 338 - 3 - p)相比,控制。据报道一些以前的microrna与ALS,包括miR-9-5p, mir - 183 - 5 - p, mir - 338 - 3 - p, mir - 1246,被发现是管制。这些ALS-relevant microrna是猜测与转录调控和蛋白泛素化等过程(84年]。在等离子体neuro-derived EVs收集的ALS患者,发现了13个microrna能显著调节,17个microrna与健康对照组相比显著下调。基因本体论分析显示,目标特异表达基因改变的microrna参与突触vesicle-related通路。大部分的microrna隔绝neuron-derived EVs被发现是重叠的microrna表达大脑组织。特别是4 microrna在等离子体neuro-derived EVs (miR-24-3p, mir - 1268 a, mir - 3911,和mir - 4646 - 5 - p)被发现是监管以类似的方式与formalin-fixed石蜡包埋运动皮层ALS病人收集的样本。的目标基因4 microrna部分重叠STX1B,RAB3B,UNC13A基因。更具体地说,UNC13A据报道与风险增加有关的零星的肌萎缩性侧索硬化症(85年]。
Bonafede等人首次报道,液从小鼠脂肪基质细胞能够保护NSC-34 ALS突变的细胞的氧化损伤,提高细胞生存能力(86年]。液来自脂肪干细胞已被证明能够调节SOD-1聚合和线粒体功能障碍在体外因此可以治疗肌萎缩性侧索硬化症(候选人87年]。Varcianna等人提取exosomal microrna从人类诱导星形胶质细胞收集来自ALS患者携带C9orf72突变(C9ORF72-ALS iAstrocytes)和健康对照组。通过设置一个阈值值≤0.05和 ,研究人员发现了64 microrna特异表达(51调节和13个表达下调)C9ORF72-ALS iAstrocytes。microrna特异表达的影响神经网络维护和运动神经元生存在体外,这表明他们参与ALS的运动神经元死亡。特别是,他们发现mir - 494 - 3 p的差别,对这些,这是一个上游目标在调节轴突维护和主要目标Semaphorin 3 (Sema3A)。恢复mir - 494 - 3 - p水平可以提高运动神经元生存在体外支持mir - 494 - 3 - p作为潜在的治疗目标。然而,困难目标具体microrna可能引起安全问题在活的有机体内操作(88年]。罗伊等人得出的结论是,调制的inflammatory-associated mir - 124突变体的铜-锌超氧化物歧化酶1 NSC-34运动神经元及其派生液可能是一个有前途的治疗策略停止运动神经元变性肌萎缩性侧索硬化症(89年]。
2.4。Exosomal microrna标志物和高清的潜在治疗方法
高清是一个单基因,主导性遗传性神经退行性疾病,是由异常扩张的CAG三联体的重复基因杭丁顿蛋白(计画)。高清的主要临床表现包括无意识的舞蹈动作,认知障碍及神经精神症状(90年]。作为生物标志物发现了某些microrna在高清基因扩张运营商发生前症状治疗可能是最重要的。例如,mir - 520 f - 3 - p, mir - 135 b - 3 - p, mir - 4317, mir - 3928 - 5 - p, mir - 8082, mir - 140 - 5 - p在CSF前驱的HD组显著增加(91年]。
约50 - 60%的特异表达microrna在HD(包括鼠标HD模型纹状体、额叶皮层的猴子HD模型,和HD患者的大脑模型)被发现在液92年),microrna - 128 a等目标计画和HIP1(93年]。等其他高清相关的microrna miR-22, mir - 214, mir - 150, mir - 146 a,和mir - 125 b,都发现在液94年,95年]。因此,microrna在液与高清92年]。
mir - 124是一个关键的microrna在高清压抑。研究人员首先生成一个mir - 124 overexpressing hek - 293细胞系,然后收获mir - 124 -增强液从细胞和液注入到纹状体R6/2转基因小鼠高清的96年]。因此,关键目标基因的表达,RE1-Silencing转录因子,被发现了。然而,外来体治疗没有影响克莱斯勒蛋白质水平和接受过治疗的老鼠的行为表现,可能由于mir - 124的治疗效果有限或剂量不足的microrna装液(96年]。工程microRNA针对人类杭丁顿蛋白(miHTT)交付通过腺相关病毒血清型5 (AAV5) (AAV5-miHTT)已经证明了一个重要的杭丁顿蛋白降低作用在体外和体内97年]。包含AAV5-miHTT Sogorb-Gonzalez等人开发的电动汽车从诱导多能干细胞——(iPSC)派生的神经元。治疗miHTT分子内电动汽车可以被其他高清神经元细胞浓度的方式,因此包含AAV5-miHTT EVs可能用于未来基因治疗高清(98年]。
2.5。在多个NDs Exosomal microrna特异表达
Exosomal microrna发现特异表达的不止一个NDs包括let-7e-5p, mir - 151 - a - 3 - p, mir - 423 - 5 - p, mir - 132 - 5 - p, mir - 485 - 5 - p, miR-29a, miR-29c, mir - 136 - 3 - p, miR-16-2, mir - 331 - 5 - p AD和PD (52,53,59,72年,74年),miR-24-3p和mir - 338 - 3 - p在广告和肌萎缩性侧索硬化症44,84年,85年),miR-27a-3p和mir - 127 - 3 - p在PD和肌萎缩性侧索硬化症(52,72年,83年,84年]。3型脊髓小脑的共济失调(SCA3), mir - 7014表现出减少的水平在CSF-derived plasma-derived液囊,但调节液和可能的潜在生物标志物SCA3 [99年)(表2)。
Exosomal mir - 124研究治疗方法在广告中,候选人PD, ALS和HD模型与积极的结果(图2)[65年,77年,89年,96年]。mir - 124,属于microrna的家庭,丰富大脑,对神经元分化和维护至关重要(One hundred.,101年]。它也被证实能在NDs发挥神经保护作用102年,103年]。exosomal mir - 124以来报道在几个ND模型是有效的,它可以提供一种新颖的和有前途的治疗患者不同游离NDs尽管更多在活的有机体内和临床研究是必要的。
3所示。结论
总之,现有研究已经证实exosomal microrna的大规模临床应用的可行性作为生物标志物。然而,仍然有差异在不同的研究中,这部分是由于相对比较小的样本大小,以及技术变化的纯化和提取exosomal microrna。这些限制可能克服在未来通过扩大样本容量,提高净化和提取方法。Exosomal microrna被认为有潜力成为一个有效的治疗策略,但现有研究仅局限于细胞和小鼠模型。更全面的研究,包括高质量的实验室研究提供更多的洞察NDs的机制和大规模临床研究仍需要进一步发现和临床应用exosomal microrna的生物标志物和潜在的药物。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
苗族他和曙光高设计和指导手稿。他和海南苗族张手稿和编辑写道。苗族,Zhen-chu唐,高曙光审查和修订后的手稿。所有作者阅读和批准最终的手稿。
确认
这项工作是支持由中国国家自然科学基金青年项目(81901306,MH),湖南省“湖湘高层次人才聚集工程(2019 rs1011 MH)和中国国家自然科学基金(81672225,SGG)。我们感谢引用的作者提供的数据最后的手稿。