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Jun 17, 2023

Scuola di Nanchino: microRNA extracellulare Mediates Co

Negli ultimi dieci anni, un gruppo di laboratori della School of Life Sciences, Nanjing University (SLiS of NJU) guidati dal ricercatore di microRNA (miRNA), Dr. Chen-Yu Zhang, si sono concentrati sulla ricerca nel campo

Negli ultimi dieci anni, un gruppo di laboratori della School of Life Sciences, Nanjing University (SLiS of NJU) guidati dal ricercatore di microRNA (miRNA), il dottor Chen-Yu Zhang, si sono concentrati sulla ricerca nel campo dei miRNA extracellulari (Fig. 1 ). La pubblicazione originale del gruppo del 20081 sull'esistenza stabile del miRNA sierico è uno degli articoli più citati pubblicati dagli studiosi cinesi nel secolo scorso e costituisce la base per tutti gli studi sui biomarcatori dei miRNA sierici. Il lavoro sui miRNA secreti ha portato alla somministrazione di una terapia con piccoli RNA interferenti (siRNA) basata su vescicole extracellulari. Questo white paper descrive la ricerca intrapresa dai gruppi del SLiS della NJU, che include l'ipotesi che il miRNA vegetale possa entrare nella circolazione umana ed esercitare funzioni biologiche, una nuova teoria relativa alla medicina tradizionale cinese (MTC) e una lattuga geneticamente modificata che potrebbe fornire una terapia per il virus dell’epatite B. Descriviamo anche il lavoro presso SLiS di NJU sul miRNA delle piante nel polline che determina se le larve delle api si sviluppano in api regine o operaie, decifrando quindi il mistero della formazione della casta delle api. Il lavoro del gruppo multidisciplinare ha portato alla teoria secondo cui il miRNA extracellulare media la coevoluzione tra le specie.

I miRNA sono una classe di piccoli RNA non codificanti a filamento singolo coinvolti nella regolazione genica post-trascrizionale. Nel 2008, il gruppo di Chen-Yu Zhang ha dimostrato che i miRNA sierici sono stabili negli esseri umani e negli animali1. Utilizzando il sequenziamento profondo, il gruppo ha caratterizzato il profilo dei miRNA nei sieri umani e ha identificato modelli unici di miRNA sierici che distinguono i pazienti affetti da cancro e diabete dai soggetti sani. I risultati suggeriscono che i profili specifici dei miRNA sierici possono servire come impronte digitali per la diagnosi della malattia. Nello stesso anno, uno studio separato2 ha identificato i miRNA plasmatici come biomarcatori promettenti per il cancro alla prostata. I risultati sfidano la convenzione secondo cui l’RNA è instabile negli ambienti extracellulari contenenti ribonucleasi che degradano l’RNA. Basandosi su altri studi, le prove accumulate suggeriscono che i miRNA circolano in una forma stabile e priva di cellule nei biofluidi extracellulari tra cui saliva, urina e latte materno e, poiché i miRNA extracellulari sono strettamente correlati con malattie come il cancro e il diabete, hanno il potenziale per essere biomarcatori diagnostici3.

La scoperta che i miRNA extracellulari circolano nei fluidi corporei, nonostante la presenza di ribonucleasi, indica che esistono meccanismi per proteggere i miRNA dalla degradazione. Il lavoro presso SLiS di NJU ha esaminato se le vescicole extracellulari (EV) potrebbero funzionare come barriera per proteggere i miRNA dalla degradazione. Gli EV, inclusi gli esosomi di dimensioni nanometriche e le microvescicole di dimensioni submicroniche, sono compartimenti vescicolari racchiusi da membrana che trasportano proteine, lipidi e miRNA nell'ambiente extracellulare. Il gruppo di Zhang ha scoperto che la maggior parte dei miRNA circolanti erano presenti negli esosomi e nelle microvescicole del plasma umano piuttosto che nel plasma privo di EV4. Il gruppo ha proposto due modelli5 per spiegare la stabilità dei miRNA extracellulari: (i) la protezione dei miRNA da parte delle strutture di membrana degli EV; e (ii) la stabilizzazione dei miRNA mediante la formazione di complessi proteina-miRNA come Argonaute 2. Inoltre, hanno scoperto che i profili di miRNA degli EV differiscono significativamente da quelli delle cellule madri e che le cellule impacchettano selettivamente diversi miRNA negli EV quando rispondono a stimoli diversi4. Pertanto, il confezionamento o lo smistamento dei miRNA negli esosomi può essere controllato da un meccanismo specifico. I miRNA secreti possono essere consegnati nelle cellule riceventi, dove i miRNA esogeni silenziano i geni bersaglio e attivano eventi di segnalazione a valle4. Tuttavia, i miRNA secreti incapsulati in EV non sono l'unica forma di miRNA extracellulari. I miRNA extracellulari vengono generati attraverso tre vie principali: (i) secrezione attiva negli EV in un processo selettivo dipendente dall'energia; (ii) rilascio dalle cellule del donatore in associazione con proteine ​​leganti l'RNA; e (iii) perdita passiva da cellule rotte o danneggiate a causa di lesioni tissutali, apoptosi o necrosi cellulare. Resta in discussione se i miRNA privi di EV possano essere assorbiti dalle cellule e partecipare a particolari processi biologici.