Gesundheit

Wie das Herz sendet ein SOS-signal, Zellen im Knochenmark nach einem Herzinfarkt: In der SOS-Antwort, die Knochenmark-releases reparative Vorläuferzellen zu versuchen, das Herz zu heilen

Menschliche Zellen zu vergießen exosomen. Diese kleinen extrazellulären, Membran-gebundene Vesikel tragen kann Fracht für die Zell-zu-Zell-Kommunikation, überführung unterschiedlichen Ladungen der Proteine, Lipide oder Nukleinsäuren.

University of Alabama in Birmingham und chinesische Forscher berichten jetzt, dass exosomen sind der Schlüssel zu den SOS-signal, das den Herzmuskel sendet nach einem Herzinfarkt. Nach dem Herzinfarkt, die exosomen im Blut tragen stark erhöhte Mengen von Herz-spezifischen microRNAs — eine Beobachtung, die man in beiden Mäusen und Menschen. Diese exosomen bevorzugt tragen die microRNAs auf Vorläuferzellen im Knochenmark. Innerhalb dieser Vorläuferzellen, die microRNAs schalten Sie ein bestimmtes gen, das erlaubt, die Vorläufer – (progenitor-Zellen verlassen das Knochenmark und in den Blutstrom gelangen. Die Zellen, die dann Reisen, um das Herz zu versuchen, Reparaturen.

Die Ermittler sagen, dass die Entdeckung dieser neuartigen Weg — ein signal von der beschädigten Herzen zu einer systemischen Reaktion durch die reparativen Zellen im Knochenmark -, können jetzt genutzt werden, zur Verbesserung der Zell-basierte Herz-Kreislauf-Reparatur nach Herzinfarkt.

Die Studie-geleitet von Gangjian Qin, M. D., professor in der UAB-Abteilung der Biomedizinischen Technik und Direktor der Molekularen Kardiologie Programm, und Min Cheng, M. D., Ph. D., der Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China — ist veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Communications.

Seit 15 Jahren ist es bekannt gewesen, dass Vorläuferzellen freigesetzt werden aus dem Knochenmark nach einem Herzinfarkt. Diese Zellen bewegen, um den geschädigten Herzmuskel zu versuchen, Reparaturen. Jedoch, viele Anstrengungen zur Verbesserung, Reparatur ergab nur bescheidene Wirksamkeit, am besten.

Ebenso für ein Dutzend Jahre war es bekannt, dass eine Handvoll von microRNAs, die reichlich vorhanden sind, im Herzmuskel stark erhöhten, die in die Blutbahn nach einem akuten Herzinfarkt, sowohl bei Tieren und beim Menschen.

Die UAB und chinesische Forscher haben nun eine Verknüpfung dieser beiden Beobachtungen durch die Ermittlung der Fracht-carrier, Fähren diejenigen, die Herz-Muskel-microRNAs Auffinden der am günstigsten gelegene Ziel der Träger und beschreibt die Mikro-Mechanismus, der die releases der Progenitorzellen aus dem Knochenmark.

Forschung details

Die Forscher fanden, dass, nach Herzinfarkt in einem Maus-Modell, Stufen der vier Herz-Muskel-spezifische microRNAs — bekannt als myo-miRs — erhöht waren das 10.000 – bis 100.000-fache im peripheren Blut nach Herzinfarkt. Diese myo-miRs wurden bevorzugt aufgenommen, durch Knochenmark mononukleäre Zellen, und-in geringerem Umfang-Nieren-Zellen. MicroRNAs oder miRNAs sind kleine, nicht-kodierende RNAs, die die Regulierung der Genexpression. Das menschliche Genom scheint mindestens 2.000 verschiedene miRNAs.

Es stellte sich heraus, dass exosomen im Blut überwiegend getragen von drei der myo-miRs nach einem Herzinfarkt — miR-1a, miR-208a und miR-499-5p. Die vierte myo-miR, miR-133a, wurde teilweise getragen von exosomen. Vor allem ein signifikanter Anstieg der zirkulierenden exosomal myo-miRs war auch bereits in den Menschen nach dem schweren Herzinfarkt, genannt akuter ST-elevations-Myokardinfarkt.

Exosomen von non-heart-attack-Mäusen nicht tragen die myo-miRs. Die Forscher fanden heraus, dass sowohl die myo-miR exosomen, die von Herzinfarkt, und die non-heart-attack-exosomen leicht übertragen, die in den Knochen Knochenmark mononukleäre Zellen.

Es war bekannt, dass die blockade des chemokin-rezeptor namens CXCR4-vermittelte Mobilisation von Knochenmark-Progenitorzellen in den Blutkreislauf und trägt zur Reparatur von Herzmuskel nach Herzinfarkt. Da die myo-miRs zeigten eine potentielle Bindung an den CXCR4-mRNA, alle vier myo-miRs wurden getestet auf Knochenmark mononukleäre Zellen. Überraschend, jedes myo-miR allein war in der Lage, herunterregulieren expression von CXCR4. Darüber hinaus exosomen von Herz-Angriff Mäuse-aber nicht von nicht-Herz-Angriff — Mäusen herunterreguliert CXCR4 im Knochenmark mononukleäre Zellen.

Schließlich, Forscher zeigte, dass exosomen von Herz-Angriff der Mäuse, bei der übertragung an intakten Mäusen, signifikant reduziert CXCR4-expression im Knochenmark mononukleäre Zellen und verursacht die Mobilisierung von Progenitorzellen aus dem Knochenmark. Also, insgesamt, das Verletzte Herz signalisiert zu mobilisieren, die Knochenmark-Vorläuferzellen.

„Unsere Arbeit zeigt, dass exosomen veröffentlicht von der ischämischen Herzen sind in der Tat die Vermittlung der systemischen Reaktion von Knochenmark-Progenitorzellen an den Ort der Verletzung,“ die Forscher berichtet. „Diese Beobachtungen sind sehr überzeugend, als zirkulierende myo-miRs sind nicht nur ein bio-marker, sondern auch ein funktioneller Bestandteil der komplizierten Wechselwirkung zwischen der ischämischen Herz-und remote-Knochenmark-Orgel.“

„Aufgrund der kritischen Rolle von Knochenmark-Progenitorzellen im ischämischen Gewebe zu reparieren,“ sagten Sie, „den Mechanismus identifiziert, die in dieser Studie könnten einen wichtigen Bestandteil der physiologischen Reaktion auf ischämische Verletzungen und konnte somit genutzt werden, für die Behandlung von ischämischen Herz-Krankheit.“