Рыбы Danio rerio как модель для изучения внеклеточных везикул.
https://doi.org/10.18705/2311-4495-2023-10-6-557-565
EDN: NTFRNP
Аннотация
На основании литературных данных была проведена оценка возможности использования рыб Danio rerio в качестве модели для изучения внеклеточных везикул (ВВ). В частности, описаны модельные эксперименты по оценке вклада ВВ в регуляцию патологических и физиологических процессов (ишемические, реперфузионные, механические повреждения тканей и органов, развитие местного и системного иммунного ответа, опухолевого роста и метастазирования и т. д.), биодоступности и распределения в тканях и органах введенных ВВ, эффектов экзогенных ВВ как терапевтических агентов.
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 19-75-20076, https://rscf.ru/project/19-75-20076
Об авторах
О. В. Калинина
Федеральное государственное бюджетное учреждение
«Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
Калинина Ольга Викторовна, д.б.н., доцент, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории аутоиммунных и аутовоспалительных заболеваний научно-исследовательского центра неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний НЦМУ «Центр персонализированной медицины», профессор кафедры лабораторной медицины и генетики Института медицинского образования
ул. Аккуратова, д. 2, Санкт-Петербург, 197341
Д. Б. Самбур
Федеральное государственное бюджетное учреждение
«Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
Самбур Дарина Борисовна, клинический ординатор кафедры лабораторной медицины и генетики Института медицинского образования; лаборант-исследователь научно-исследовательской лаборатории аутоиммунных и аутовоспалительных заболеваний научно-исследовательского центра неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний НЦМУ «Центр персонализированной медицины»
Е. Е. Королева
Федеральное государственное бюджетное учреждение
«Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Королева Елизавета Евгеньевна, лаборант-исследователь Института молекулярной биологии и генетики
А. С. Головкин
Федеральное государственное бюджетное учреждение
«Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Головкин Алексей Сергеевич, д.м.н., руководитель
группы генно-клеточной инженерии Института молекулярной биологии и генетики ФГБУ «НМИЦ им.
В. А. Алмазова» Минздрава России, ведущий научный
сотрудник научно-исследовательской лаборатории аутоиммунных и аутовоспалительных заболеваний научно-исследовательского центра неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний НЦМУ «Центр
персонализированной медицины», профессор кафедры
клеточной биологии и гистологии Института медицинского образования
Список литературы
1. Piña B, Navarro L, Barata C, et al. Omics in zebrafish teratogenesis. In: Methods in Molecular Biology. 2018. p. 421–41. DOI: 10.1007/978-1-4939-7883-0_23.
2. Menke AL, Spitsbergen JM, Wolterbeek APM, Woutersen RA. Normal anatomy and histology of the adult zebrafish. Toxicol Pathol. 2011;39(5):759–75. DOI: 10.1177/0192623311409597.
3. Hu B, Lelek S, Spanjaard B, et al. Origin and function of activated fibroblast states during zebrafish heart regeneration. Nat Genet. 2022 Aug;54(8):1227–37. DOI: 10.1038/s41588-022-01129-5.
4. Saleem S, Kannan RR. Zebrafish: an emerging real-time model system to study Alzheimer’s disease and neurospecific drug discovery. Cell Death Discov. 2018 Oct;4(1):45. DOI: 10.1038/s41420-018-0109-7.
5. Outtandy P, Russell C, Kleta R, Bockenhauer D. Zebrafish as a model for kidney function and disease. Pediatr Nephrol. 2019 May;34(5):751–62. DOI: 10.1007/s00467-018-3921-7.
6. Herzog C, Greenald D, Larraz J, et al. RNAseq analysis and compound screening highlight multiple signalling pathways regulating secondary cell death after acute CNS injury in vivo. Biol Open. 2020 May;9(5). DOI: 10.1242/bio.050260.
7. Androuin A, Verweij FJ, van Niel G. Zebrafish as a preclinical model for Extracellular Vesicle-based therapeutic development. Adv Drug Deliv Rev. 2021;176:113815. DOI: 10.1016/j.addr.2021.05.025.
8. Yuana Y, Sturk A, Nieuwland R. Extracellular vesicles in physiological and pathological conditions. Blood Rev. 2013;27(1):31–9. DOI: 10.1016/j.blre.2012.12.002.
9. Serratì S, Guida M, Di Fonte R, et al. Circulating extracellular vesicles expressing PD1 and PD-L1 predict response and mediate resistance to checkpoint inhibitors immunotherapy in metastatic melanoma. Mol Cancer. 2022 Jan;21(1):20. DOI: 10.1186/s12943-021-01490-9.
10. Ruan J, Miao X, Schlüter D, et al. Extracellular vesicles in neuroinflammation: Pathogenesis, diagnosis, and therapy. Mol Ther. 2021 Jun;29(6):1946–57. DOI: 10.1016/j.ymthe.2021.04.020.
11. El Harane N, Kervadec A, Bellamy V, et al. Acellular therapeutic approach for heart failure: In vitro production of extracellular vesicles from human cardiovascular progenitors. Eur Heart J. 2018;39(20):1835– 47. DOI: 10.1093/eurheartj/ehy012.
12. Ma J, Zhao Y, Sun L, et al. Exosomes Derived from Akt -Modified Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells Improve Cardiac Regeneration and Promote Angiogenesis via Activating Platelet-Derived Growth Factor D. Stem Cells Transl Med. 2017;6(1):51–9. DOI: 10.5966/sctm.2016-0038.
13. Zhu LP, Tian T, Wang JY, et al. Hypoxia-elicited mesenchymal stem cell-derived exosomes facilitates cardiac repair through miR-125b-mediated prevention of cell death in myocardial infarction. Theranostics. 2018;8(22):6163–77. DOI: 10.7150/thno.28021.
14. Deng S, Zhou X, Ge Z, et al. Exosomes from adipose-derived mesenchymal stem cells ameliorate cardiac damage after myocardial infarction by activating S1P/SK1/S1PR1 signaling and promoting macrophage M2 polarization. Int J Biochem Cell Biol. 2019;114(May):105564. DOI: 10.1016/j.biocel.2019.105564.
15. Eguchi S, Takefuji M, Sakaguchi T, et al. Cardiomyocytes capture stem cell-derived, anti-apoptotic microRNA-214 via clathrin-mediated endocytosis in acute myocardial infarction. J Biol Chem. 2019;294(31):11665–74. DOI: 10.1074/jbc.RA119.007537.
16. Ni J, Liu X, Yin Y, et al. Exosomes derived from TIMP2-modified human umbilical cord mesenchymal stem cells enhance the repair effect in rat model with myocardial infarction possibly by the Akt/ SFRP2 pathway. Oxid Med Cell Longev. 2019;2019. DOI: 10.1155/2019/1958941.
17. Zhao J, Li X, Hu J, et al. Mesenchymal stromal cell-derived exosomes attenuate myocardial ischaemiareperfusion injury through miR-182-regulated macrophage polarization. Cardiovasc Res. 2019 Jun;115(7):1205–16. DOI: 10.1093/cvr/cvz040.
18. Sun XH, Wang X, Zhang Y, Hui J. Exosomes of bone-marrow stromal cells inhibit cardiomyocyte apoptosis under ischemic and hypoxic conditions via miR-486-5p targeting the PTEN/PI3K/AKT signaling pathway. Thromb Res. 2019;177:23–32. DOI: 10.1016/j.thromres.2019.02.002.
19. Bian B, Zhao C, He X, et al. Exosomes derived from neural progenitor cells preserve photoreceptors during retinal degeneration by inactivating microglia. J Extracell Vesicles. 2020;9(1). DOI: 10.1080/20013078.2020.1748931.
20. Song Y, Li Z, He T, et al. M2 microglia-derived exosomes protect the mouse brain from ischemiareperfusion injury via exosomal miR-124. Theranostics. 2019;9(10):2910–23. DOI: 10.7150/thno.30879.
21. Wang D, Gao B, Yue J, et al. Exosomes from mesenchymal stem cells expressing miR-125b inhibit neointimal hyperplasia via myosin IE. J Cell Mol Med. 2019 Feb;23(2):1528–40. DOI: 10.1111/jcmm.14060.
22. Qu Q, Pang Y, Zhang C, et al. Exosomes derived from human umbilical cord mesenchymal stem cells inhibit vein graft intimal hyperplasia and accelerate reendothelialization by enhancing endothelial function. Stem Cell Res Ther. 2020;11(1):1–14. DOI: 10.1186/s13287-020-01639-1.
23. Willis GR, Fernandez-Gonzalez A, Anastas J, et al. Mesenchymal stromal cell exosomes ameliorate experimental bronchopulmonary dysplasia and restore lung function through macrophage immunomodulation. Am J Respir Crit Care Med. 2018;197(1):104–16. DOI: 10.1164/rccm.201705-0925OC.
24. Woo CH, Kim HK, Jung GY, et al. Small extracellular vesicles from human adipose-derived stem cells attenuate cartilage degeneration. J Extracell Vesicles. 2020;9(1). DOI: 10.1080/20013078.2020.1735249.
25. Zhu D, Tian J, Wu X, et al. G-MDSC-derived exosomes attenuate collagen-induced arthritis by impairing Th1 and Th17 cell responses. Biochim Biophys Acta — Mol Basis Dis. 2019 Dec;1865(12):165540. DOI: 10.1016/j.bbadis.2019.165540.
26. Chen L, Huang H, Zhang W, et al. Exosomes derived from t regulatory cells suppress CD8+ cytotoxic t lymphocyte proliferation and prolong liver allograft survival. Med Sci Monit. 2019;25:4877–84. DOI: 10.12659/MSM.917058.
27. Zhou Y, Xu H, Xu W, et al. Exosomes released by human umbilical cord mesenchymal stem cells protect against cisplatin-induced renal oxidative stress and apoptosis in vivo and in vitro. Stem Cell Res Ther. 2013 Apr;4(2):34. DOI: 10.1186/scrt194.
28. Elsharkasy OM, Nordin JZ, Hagey DW, et al. Extracellular vesicles as drug delivery systems: Why and how? Adv Drug Deliv Rev. 2020;159:332–43. DOI: 10.1016/j.addr.2020.04.004.
29. De Jong OG, Kooijmans SAA, Murphy DE, et al. Drug Delivery with Extracellular Vesicles: From Imagination to Innovation. Acc Chem Res. 2019;52(7):1761– 70. DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00109.
30. Scott A, Sueiro Ballesteros L, Bradshaw M, et al. In Vivo Characterization of Endogenous Cardiovascular Extracellular Vesicles in Larval and Adult Zebrafish. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2021;41(9):2454–68. DOI: 10.1161/ATVBAHA.121.316539.
31. Greco MF, Rizzuto AS, Zarà M, et al. PCSK9 Confers Inflammatory Properties to Extracellular Vesicles Released by Vascular Smooth Muscle Cells. Int J Mol Sci. 2022 Oct;23(21):13065. DOI: 10.3390/ijms232113065.
32. Hyenne V, Lefebvre O, Goetz JG. Going live with tumor exosomes and microvesicles. Cell Adhes Migr. 2017 Mar;11(2):173–86. DOI: 10.1080/19336918.2016.1276694.
33. Hyenne V, Ghoroghi S, Collot M, et al. Studying the Fate of Tumor Extracellular Vesicles at High Spatiotemporal Resolution Using the Zebrafish Embryo. Dev Cell. 2019;48(4):554–572.e7. DOI: 10.1016/j.devcel.2019.01.014.
34. Fusco P, Fietta A, Esposito MR, et al. miR-210-3p enriched extracellular vesicles from hypoxic neuroblastoma cells stimulate migration and invasion of target cells. Cell Biosci. 2023 May;13(1):89. DOI: 10.1186/s13578-02301045-z.
35. Jin T, Gu J, Li Z, et al. Recent advances on extracellular vesicles in central nervous system diseases. Clin Interv Aging. 2021 Feb;16:257–74. DOI: 10.2147/CIA. S288415.
36. Dong X, Jiang D, Wang L, et al. VPS28 regulates brain vasculature by controlling neuronal VEGF trafficking through extracellular vesicle secretion. iScience. 2022 Apr;25(4):104042. DOI: 10.1016/j.isci.2022.104042.
37. Forn-Cuní G, Varela M, Pereiro P, et al. Conserved gene regulation during acute inflammation between zebrafish and mammals. Sci Rep. 2017;7(February 2016):41905. DOI: 10.1038/srep41905.
38. Ma Y, Fedorov AV, Kondratov KA, et al. Organspecific LPS-induced inflammatory gene expression in adult Zebrafish. Med Immunol. 2021 Nov;23(5):1069–78. DOI: 10.15789/1563-0625-OSL-2357.
39. Zhou Q, Zhao C, Yang Z, et al. Cross-organ single-cell transcriptome profiling reveals macrophage and dendritic cell heterogeneity in zebrafish. Cell Rep. 2023 Jul;42(7):112793. DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112793.
40. Самбур Д.Б., Калинина О.В., Акино А.Д. и др. Внеклеточные везикулы, секретируемые активированными клетками THP-1, влияют на экспрессию генов воспаления в органах Danio rerio. Нейрохимия. 2024;1.
41. Ferrari L, Cafora M, Rota F, et al. Extracellular vesicles released by colorectal cancer cell lines modulate innate immune response in zebrafish model: The possible role of human endogenous retroviruses. Int J Mol Sci. 2019 Jul;20(15):3669. DOI: 10.3390/ijms20153669.
42. Didiano D, Abner JJ, Hinger SA, et al. Induction of a proliferative response in the zebrafish retina by injection of extracellular vesicles. Exp Eye Res. 2020 Nov;200(3):108254. DOI: 10.1016/j.exer.2020.108254.
43. Qin X, Zhang K, Qiu J, et al. Uptake of oxidative stress-mediated extracellular vesicles by vascular endothelial cells under low magnitude shear stress. Bioact Mater. 2022 Mar;9:397–410. DOI: 10.1016/j.bioactmat.2021.10.038.
44. Yang T, Martin P, Fogarty B, et al. Exosome delivered anticancer drugs across the blood-brain barrier for brain cancer therapy in Danio Rerio. Pharm Res. 2015 Jun;32(6):2003–14. DOI: 10.1007/s11095-014-1593-y.
Рецензия
Для цитирования:
Калинина О.В., Самбур Д.Б., Королева Е.Е., Головкин А.С. Рыбы Danio rerio как модель для изучения внеклеточных везикул. Трансляционная медицина. 2023;10(6):557-565. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2023-10-6-557-565. EDN: NTFRNP
For citation:
Kalinina O.V., Sambur D.B., Koroleva E.E., Golovkin A.S. Zebrafish as a model for studing extracellular vesicles. Translational Medicine. 2023;10(6):557-565. (In Russ.) https://doi.org/10.18705/2311-4495-2023-10-6-557-565. EDN: NTFRNP
Просмотров:
418
Послать статью по эл. почте 