今天发表在“科学报告”上的一项新研究设计了一种方法来跟踪大脑中的微小信息载体，这些信息载体可用于诊断和治疗损伤，感染或疾病。
该研究来自克莱姆森科学学院的助理教授David Feliciano的实验室，使用一种发光的鼠标 - 恰当地称为“TIGER鼠标” - 来追踪体内全身体液中富含信息的颗粒的运动，称为细胞外囊泡(EVS)。转基因诱导型绿色荧光蛋白EV报告基因(TIGER)鼠标是研究人员了解各种EV功能的一小步。囊泡含有“信息” - 以短RNA序列或微小RNA的形式 - 作为细胞内通信的指令，从诱导免疫反应到协助神经元形成。EV的潜在功能是无穷无尽的，因为囊泡发出的指令依赖于它们起源的细胞。
通过使用TIGER鼠标，研究人员希望能够更容易地确定释放EV的这些细胞类型。“到目前为止，有人可以做的最多的是研究细胞系中的EV，在体外研究它们或将它们移植到小鼠中并以这种方式研究它们。这样，我们可以研究EV在模型中具有的更多内部效应系统因为这些小鼠的基因中都有一个记者系统，“维多利亚·科布莱斯说，研究生和该研究的第一作者。
为了产生小鼠，研究人员依靠Cre-lox重组，这是一种基因编辑，可以通过将一组遗传指令(称为盒式磁带)注入小鼠胚胎的单个细胞中来激活或灭活特定基因。一旦注射，盒可以整合到小鼠的基因组中，并且当细胞繁殖时，盒与成熟的小鼠成为一体。在Neckles的研究中，研究人员设计了一种盒式磁带，可以通过一种叫做绿色荧光蛋白的蛋白质使EV发绿光。当TIGER小鼠与另一只具有独特酶 - Cre重组酶 - 的小鼠交配时，绿色荧光在小鼠的幼仔中被激活。通过将TIGER小鼠与Cre小鼠交配可以使该过程变得更加精确，其中Cre重组酶仅在某些细胞类型中被激活，这意味着只有某些细胞会在该对的后代中发光，而其他细胞则不会。在第三种情况下，研究人员可以通过用一种叫做他莫昔芬的药物补充幼崽的饮食来控制细胞何时开始发光，这种药物可以打开荧光。虽然肉眼看不到变化，
费利西亚诺说：“这样做的实用之处在于，不是有很多不同东西的豌豆汤，而是有标记的单个成分，我们知道它们来自哪里。”“重要的原因是因为它让我们能够看到不同的细胞在不同的生理或病理生理状态中的贡献。”以前在Feliciano实验室的研究发现，细胞外囊泡被神经干细胞释放，然后由小胶质细胞摄取，小胶质细胞是中枢神经系统的免疫细胞，是抵御大脑感染，损伤或炎症的第一道防线。该研究表明，细胞外囊泡可能被设计为将小胶质细胞导向大脑的患病或受损部位，在那里它们可以帮助免疫反应。
随着TIGER鼠标的发展，Neckles能够发现释放EV的另一种细胞类型：星形胶质细胞，大脑神经胶质细胞和传递营养的脊髓，维持离子平衡和修复神经系统损伤等功能。“我们用小鼠计算出的是，星形胶质细胞释放的EV有助于小胶质细胞成熟，”Neckles说。“我们不知道发生这种情况的确切机制，但是由于鼠标，我们可以识别至少几种不同的电动汽车来源并解释它们的功能如何不同。”
费利西亚诺说，这项工作的重要意义在于产生一种“地图集”，可以帮助诊断和治疗各种疾病。“如果你有细胞类型，并且你知道它在任何疾病中是如何变化的，以及它释放的EV如何变化，那么你基本上都有一个地图集 - 每个来源的每个囊泡的信息图，”费利西亚诺说。“所以，有人进入诊所，他们患有某种症状的某种疾病。你可以想象从血液样本中取出它们的囊泡，你基本上有条形码或指纹与我们已知的条形码相匹配。我们可以说， “这看起来像很多星形胶质细胞电动车，很多生病的电动车。”我们可以根据这个来诊断疾病。“
自研究构思五年后，在彻底审查每一项数据以开发转基因小鼠后，费利西亚诺说他的团队处于重组阶段。“既然我们已经解决了问题，我们就会问，'我们最想学的是什么?'我们拥有没有人拥有的工具，那么我们能够回答并做出贡献的最重要问题是什么?费利西亚诺说。“我们的目标是帮助每个人实现目标。当每个人都获胜时，你就赢了。现在，其他研究电动汽车的实验室可以从这个工具中受益，”他补充道。
标签： 神经疾病
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