Межклеточная коммуникация: от «проводного телефона» к «мобильному»?

Секретируемые микроРНК (miRNA) из клеток в кровь могут представлять собой новый класс сигнальных молекул, опосредующих межклеточную и межорганную коммуникацию. Исследование, опубликованное на этой неделе в Molecular Cell, сообщает, что miRNA может секретироваться одним типом клеток, доставляться в клетки-реципиенты, снижать экспрессию целевых генов и, таким образом, регулировать функцию клеток-реципиентов.

MiRNAs — это класс естественных малых некодирующих РНК, связанных с биологическими процессами и развитием заболеваний. В предыдущей работе Чэнь-Юй Чжан и коллеги сообщили, что профиль экспрессии циркулирующих miRNA у человека и других животных представляет собой новый класс биомаркеров для диагностики рака и других заболеваний. Как последующая работа, та же исследовательская группа изучила источник циркулирующих miRNA. Чэнь-Юй Чжан и коллеги демонстрируют, что клетка селективно упаковывает miRNA в микровезикулы в ответ на различные стимулы. Селективная упаковка — ключевой момент специфичности клеточной секреции miRNA. Исследовательская группа также показывает, что эти секретируемые miRNA могут доставляться в клетки-мишени и модулировать их биологические функции через репрессию экспрессии генов-мишеней miRNA.

«С момента их открытия у C. elegans 15 лет назад, miRNAs были вовлечены в широкий спектр клеточных и развивающих процессов. На сегодняшний день предсказано, что у человека экспрессируется более 500 miRNAs, и почти 30% генов предположительно регулируются miRNAs. Настоящее исследование расширяет наше понимание роли miRNAs, показывая, что miRNAs могут секретироваться и доставляться в клетки-мишени, и что эти экзогенные miRNAs могут изменять клеточные функции клеток-реципиентов, модулируя экспрессию их генов-мишеней», — сказал Чэнь-Юй Чжан. «С этой точки зрения, секретируемые miRNAs представляют собой новый класс сигнальных молекул, играющих важную роль в опосредовании клеточно-клеточной и органно-органной коммуникации». Более того, секреция и нацеливание miRNAs устанавливает высокорегулируемую сложную сеть при различных физиологических и патофизиологических условиях.

«По сравнению с классической клеточной коммуникацией, опосредованной взаимодействиями гормон/цитокин-рецептор и антиген-антитело, которая обычно происходит только в определённых типах клеток, включает одну или несколько молекул и влияет на клетки-мишени «односторонним» образом, клеточная коммуникация на основе секретируемых miRNA потенциально может функционировать для каждого типа клеток, доставлять множество типов miRNAs (где каждая miRNA нацелена на множество генов) и влиять на клетки-мишени «двусторонним» или «многосторонним» образом. Изучение этого опосредованного секретируемыми miRNA перехода клеточной коммуникации от режима «проводного телефона» к режиму «мобильного телефона» поможет нам лучше понять природу биологической сигнализации, открыть новые механизмы заболеваний и разработать новые терапевтические стратегии», — добавил соавтор Кэ Зен.