چکیده
دههی قبل شاهد افزایش چشمگیر تعداد مقالات منتشر شده در مورد وزیکولهای خارج سلولی (EVs) بود. وزیکولهای خارج سلولی که تا سالهای زیادی به عنوان زوائد خارج سلولی در نظر گرفته میشدند، الان بعنوان واسطهگرهای جدید پیامرسانی اندوکرین در ارتباطات سلول به سلول مشاهده میشوند. آنها با توانایی انتقال پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک از یک سلول به سلول دیگر تبدیل به نقطهی عطف جذاب تحقیقات در مورد شیوههای مختلف آسیب شناسی شده و امروزه بعنوان واسطهگران و شاخصهای زیستی بیماریهایی مانند بیماری قلبی – متابولیسمی شناخته میشوند. همچنین آنها پتانسیلهای درمانی جدیدی را به عنوان عوامل پیامرسانی با توانایی هدف قرار دادن بافتها یا سلولها با استفاده از پپتیدهای خاص یا میکروRNAها پیشنهاد میدهند. تمرکز ما در این مقالهی مروری بر نقش میکرووزیکولها و اگزوزومها (دو شاخهی شدیدا مورد مطالعه قرار گرفته از وزیکولهای خارج سلولی) در دیابت، بیماریهای قلبی عروقی، اختلالات اندوتلیال، کواگولوپاتی و سندروم تخمدان پلیکیستی است. همچنین ما خلاصهای از پیشرفتهای اخیر در زمینههای تکنیکهای جداسازی میکرووزیکولها/اگزوزومها از پلاسما و سایر مایعات بدن در مقایسه با روشهای تجاری و غیرتجاری در دسترس ارائه خواهیم داد. ما تکنیکهای مختلفی را برای تعیین خصوصیات نوری/ بیوشیمیایی و کمیتسنجی ارائه دادهایم. همچنین به بررسی مسیرهای پیامرسانی پرداختیم که اگزوزومها و میکرووزیکولها در سلولهای هدف فعال میکنند و چشماندازهایی را به سمت استفاده از آنها بعنوان شاخصهای زیستی یا عوامل دارویی احتمالی روشن میسازیم. بطور خلاصه، ما توجه به روزی را بر این نقش کردهایم که این نانوذرات جدید هیجانانگیز برای جمعیت اندوکرین ارائه میدهند.
مقدمه
بخوبی ثابت شده که احتمال ایجاد بیماری قلبی عروقی تسریع یافته (CVD) مانند آرترواسکلروز، سکته و بیماری عروق کرونر در بیماران مبتلا به بیماریهای متابولیسمی مخصوصا دیابت مقاوم به انسولین و دیابت ملیتوس نوع 2 (T2DM) بسیار زیاد است. بیماری عروق کرونر علت اصلی مرگ در بیماران T2DM است و خطر مرگو میر در زمان در مقایسه با مردان بسیار بیشتر است. بیماری شدید عروق کرونر میتواند نتیجهای از انفارکتوس قلبی و کاهش شدید عملکرد قلب شده و منجر به ایجاد نارسایی قلبی خواهد شد. خوشهای از فاکتورهای خطر اخیرا بوسیلهی انجمن دیابت امریکا و کالج امریکایی بنیاد قلب و عروق بعنوان شاخصهای قابل اعتماد خطر ابتلا به T2DM و CVD تحت عنوان خطر متابولیسمی قلبی عروقی تعریف شدهاند. این خطرات عبارتند از چاقی، قند خون بالا، فشارخون بالا، مقاومت به انسولین و دیسپیدمی. حضور CVD ثانویه در بیماران مبتلا به ایسکمی-پرفیوژن مجدد (IR) یا T2DM میتواند با عنوان بیماریهای متابولیسمی– قلبی عروقی (CMD) مورد بررسی قرار گیرد. با توجه به شیوع روزافزون و عواقب شدید CMD، رویکردهای جدیدی برای تشخیص و درمان CMD لازم هستند.
Abstract
The past decade has witnessed an exponential increase in the number of publications referring to extracellular vesicles (EVs). For many years considered to be extracellular debris, EVs are now seen as novel mediators of endocrine signalling via cell-to-cell communication. With the capability of transferring proteins and nucleic acids from one cell to another, they have become an attractive focus of research for different pathological settings and are now regarded as both mediators and biomarkers of disease including cardio-metabolic disease. They also offer therapeutic potential as signalling agents capable of targeting tissues or cells with specific peptides or miRNAs. In this review, we focus on the role that microvesicles (MVs) and exosomes, the two most studied classes of EV, have in diabetes, cardiovascular disease, endothelial dysfunction, coagulopathies, and polycystic ovary syndrome. We also provide an overview of current developments in MV/exosome isolation techniques from plasma and other fluids, comparing different available commercial and non-commercial methods. We describe different techniques for their optical/biochemical characterization and quantitation. We also review the signalling pathways that exosomes and MVs activate in target cells and provide some insight into their use as biomarkers or potential therapeutic agents. In summary, we give an updated focus on the role that these exciting novel nanoparticles offer for the endocrine community.
Introduction
It is well established that patients with metabolic diseases, in particular insulin resistance and type 2 diabetes mellitus (T2DM), are more than twice as likely to develop accelerated cardiovascular disease (CVD) including atherosclerosis, stroke, and coronary artery disease (reviewed in Rask-Madsen & King (2013)). Coronary artery disease is a major cause of morbidity and mortality worldwide, and is a leading cause of death in T2DM, with excess risk of fatality in women compared with men (Peters et al. 2014). Extensive coronary artery disease can result in myocardial infarction, severe loss of cardiac function, and subsequently lead to the development of heart failure (Hausenloy & Yellon 2013). A cluster of risk factors have recently been defined by the American Diabetes Association and the American College of Cardiology Foundation as reliable indicators of a patient’s risk for T2DM and CVD, and has been defined as cardiometabolic risk (CMR; Brunzell et al. 2008). These risks include obesity, hyperglycemia, hypertension, insulin resistance, and dyslipidemia. The presence of secondary CVD in patients with ischaemia-reperfusion (IR) or T2DM may be referred to as cardio-metabolic disease (CMD). Given its increasing prevalence and severe consequences, new approaches are needed to diagnose and treat CMD.
چکیده
مقدمه
تخلیص میکرووزیکولها از مایعات مختلف بدن
روشهایی برای شناسایی و تعیین خصوصیات وزیکولهای خارج سلولی
وزیکولهای خارجی سلولی میتوانند پروتئینها و RNA را منتقل کنند
نقش وزیکولهای خارج سلولی در دیابت و بیماری متابولیسمی
نقش وزیکولهای خارج سلولی در عملکرد و اختلال عملکرد اندوتلیوم سالم و بیمار
نقش وزیکولهای خارج سلولی در کواگولوپاتی (اختلال انعقاد خون)
وزیکولهای خارج سلولی به عنوان درمانی بالقوه برای بیماریهای قلبی متابولیسمی
نتیجهگیری
Abstract
Introduction
Purification of EVs from different bodily fluids
Methods for the identification and characterization of EVs
EVs can transfer proteins and RNA
The role of EVs in diabetes and metabolic disease
The role EVs in the function and dysfunction of healthy and diseased endothelium
The role of EVs in coagulopathies
EVs as a potential therapy for cardiometabolic disease
Conclusion