Mikrovesikel als interzelluläre Transport- und Kommunikationsvehikel der extrazellulären RNA : Charakterisierung von Mikrovesikeln aus stimulierten Mastzellen

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2019

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-14827

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Mikrovesikel (MV) sind als Abschnürung von Zellen entstehende extrazelluläre, Granula-ähnliche Membran-umhüllte Partikel, die zytoplasmatische und transmembrane Moleküle der Mutterzelle enthalten können. Sie dienen nicht nur als Biomarker bei kardiovaskulären und Entzündungserkrankungen, sondern tragen durch ihre Interaktionen mit Zielzellen über Ligand-Rezeptor Wechselwirkungen und nachfolgende Internalisierung zum Transfer von z.B. Oberflächenproteinen und genetischem Material als interzelluläres Kommunikationssystem bei. Unsere Arbeitsgruppe konnte zeigen, dass körpereigene extrazelluläre RNA (eRNA) nach Stimulierung von Mastzellen in MV-assoziierter Form zu finden ist und proinflammatorische Eigenschaften besitzt. In dieser Arbeit wurden diese mit eRNA beladenen MV stimulierter Mastzellen charakterisiert. Nach Stimulation von humanen Mastzell-Linien mit verschiedenen Stimulationen bzw. unter bestimmten Stressbedingungen (u.a. Ionomycin und Hypoxie) wurden MV aus den Kultur-überstanden isoliert und mittels Fluoreszenz-aktivierter Durchflusszytometrie und anderer Methoden charakterisiert. Die beobachtete Freisetzung der MV verlief parallel zur Degranulierung der Mastzellen. Die in den Überständen der Mastzellen gefundene eRNA (über-wiegend ribosomale RNA) war nicht in freier Form sondern zum größten Teil in den Calcium-abhängig gebildeten MV zu finden. Mittels lichtmikroskopischer (Immunfluoreszenz) und elektronenmikroskopischer (Immunogold-Markierung) Verfahren wurde die intravesikuläre Lokalisierung der eRNA zusammen mit dem ribosomalen Protein L11 nachgewiesen. Während die in MV eingeschlossene eRNA nicht ohne Weiteres durch RNase1 angreifbar war, führte eine Permeabilisierung der MV mit sehr gering konzentrierter Detergenslösung (0,01% Triton) und RNase1 (ohne die Integrität der MV zu verletzen) zur Hydrolyse der eRNA. Neben der eRNA enthalten die beschriebenen MV die ribonukleo-lytisch kaum aktive RNase5 (Angiogenin), so dass die MV-assoziierte eRNA funktionell intakt bleibt und z.B. von Makrophagen (THP-1 Zellen) energieabhängig aufgenommen wurde. Die experimentellen Daten dieser Arbeit (Elsemüller AK, Tomalla V et al., FASEB J. 2019;33:5457-5467) zeigen, dass Stimuli der Mastzell-Degranulierung auch eine vermehrte Absonderung von eRNA tragenden MV bewirken, die z.B. eine funktionelle Aktivierung von Endothelzellen induzieren. Damit wurde die für ihre proinflammatorischen Eigenschaften bekannte, von Mastzellen freigesetzte, MV-assoziierte eRNA hinsichtlich ihrer Transportform im Entzündungsgeschehen charakterisiert.

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