Внеклеточные везикулы (ВВ) - Микрочастицы размером от десятка нанометров до микрона, обнаруживаются практически во всех биологических жидкостях. К микрочастицам относятся внеклеточные везикулы (ВВ) - частицы размером менее 120 нм, микровезикулы - частицы от 100 до 250 нм и апоптотические тела - частицы крупнее 200 нм. Значительный интерес представляют ВВ, включающие в себя экзосомы и экзомеры, поскольку являются биологическими маркерами состояния клеток, что может быть использовано для диагностики, выполняют регуляторные функции и могут участвовать в межклеточной сигнализации. Номенклатура экзосом остается недостаточно разработанной. Большинство исследователей пытаются классифицировать их, основываясь на способе образования, физико-химических характеристиках (размеру, плотности и т.п.) и наличию тетраспориновых маркеров CD9, CD63 и CD81. Хотя нами еще 2010 году с помощью метода динамического светорассеяния, было показано, что гистограмма распределения экзосом по размерам (PSD) бимодальна: ВВ делятся на две фракции, имеющие средние размеры порядка 25 и 90 нм, только в 2018 г. методом фракционирования в силовом поле ( asymmetric flow field-flow fractionation - a4f) было выявлено два подтипа экзосом, а также частицы, с размером менее 50 нм, которым дали название «экзомеры», отличаются от экзосом по белковому и липидному составу. Однако, до настоящего времени продолжаются споры продуцируются ли экзомеры клетками, или являются продуктом клеточной гибели. Данные изложенные в настоящей работе показывают, что экзомеры хотя и несут биомаркеры, характерные для ВВ, сильно отличаются от экзосом по липидному составу, особенно по содержанию холестерина. Продуцирование экзомеров клетками, как в культуре, так и in vitro , связано с синтезом холестерина в клетках и экспрессируется или супрессируется регуляторами синтеза мевалоната - промежуточного продукта метаболизма холестерина. Кроме того, в работе показано, что концентрация ВВ в организме коррелирует с концентрацией холестерина в плазме, но слабо коррелирует концентрацией холестерина в липопротеинах. Это свидетельствует, о том, что не весь холестерин в плазме связан с липопротеинами, как считалось до настоящего момента. Таким образом, экзомеры не являются продуктом клеточной гибели и играют существенную роль в транспорте холестерина в плазме крови.
Внеклеточные везикулы, экзосомы, экзомеры, тетраспорины, холестерин, липопротеины, метод динамического светорассеяния
1. Wolf P. The nature and significance of platelet products in human plasma. Br. J. Haematol, 1967, vol. 13, pp. 269-288.
2. Johnstone R.M., Adam M., Hammond J.R., Orr L., Turbide C. Vesicle formation during reticulocyte maturation. Association of plasma membrane activities with released vesicles (exosomes). J. Biol. Chem. 1987, vol. 262, no. 19, pp. 9412-9420.
3. Cocucci E., Meldolesi J. Ectosomes and exosomes: shedding the confusion between extracellular vesicles. Trends Cell Biol., 2015, vol. 25, pp. 364-372.
4. van der Pol E., Boing A.N., Harrison P., Sturk A., Nieuwland R. Classification, functions, and clinical relevance of extracellular vesicles. Pharmacol. Rev., 2012, vol. 64, no. 3, pp. 676-705.
5. Doyle, L. Wang M. Overview of Extracellular Vesicles, Their Origin, Composition, Purpose, and Methods for Exosome Isolation and Analysis. Cells, 2019, vol. 8, p. 727.
6. Gardiner, C. et al. Techniques used for the isolation and characterization of extracellular vesicles: results of a worldwide survey. J. Extracell. Vesicles, 2016, vol. 5, p. 32945.
7. Needham D., Nunn R.S. Elastic deformation and failure of lipid bilayer membranes containing cholesterol. Biophys J, 1990, vol. 58, no. 4, pp. 997-1009. Parisse P., Rago I., Ulloa Severino L., Perissinotto F., Ambrosetti E., Paoletti P., Ricci M., Beltrami A.P., Cesselli D., Casalis L. Atomic force microscopy analysis of extracellular vesicles. Eur. Biophys. J., 2017, vol. 46, pp. 813-820.
8. Sharma S., LeClaire M., Gimzewski J.K. Ascent of atomic force microscopy as a nanoanalytical tool for exosomes and other extracellular vesicles. Nanotechnology, 2018, vol. 29, p. 132001.
9. Filatov M.V., Landa S.B., Pantina R.A., Garmai Iu.P. Investigation of exosomes secreted by different normal and malignant cells in vitro and in vivo. Klin. Lab. Diagn., 2010, vol. 12, pp. 35-43.
10. Zhang H., Freitas D., Kim H.S., Fabijanic K., Li Z., Chen H., Mark M.T., Molina H., Martin A.B., Lyden D. et al. Identification of distinct nanoparticles and subsets of extracellular vesicles by asymmetric flow field-flow fractionation. Nat. Cell Biol., 2018, vol. 20, pp. 332-343.
11. Tkach M., Kowal J., Théry C. Why the need and how to approach the functional diversity of extracellular vesicles. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci., 2018 vol. 373, p. 20160479.
12. Zaborowski M.P., Balaj L., Breakefield X.O., Lai C.P., Extracellular Vesicles: Composition, Biological Relevance, and Methods of Study. BioScience, 2015, vol. 65, no. 8, pp. 783-797.
13. Viktor Bairamukov, Anton Bukatin, Sergey Landa, Vladimir Burdakov,Irina Chelnokova, Natalia Fedorova, Michael Filatov, Tatiana Shtam, Maria Starodubtseva Biomechanical Properties of Blood Plasma Extracellular Vesicles Revealed by Atomic-Force Microscopy. Biology, 2021, vol. 10, no. 1, p. 4.
14. Zhang Q., Higginbotham J.N., Jeppesen D.K., Yang Y.P., Li W., McKinley E.T., Graves-Deal R., Ping J., Britain C.M., Coffey R.J. et al. Transfer of Functional Cargo in Exomeres. Cell Rep., 2019, vol. 27, pp. 940-954.
15. ГОСТ Р 52623.4 - 2015 Технологии выполнения простых медицинских услуг инвазивных вмешательств. Издание официальное. 2015, Москва, Стандартинформ, с. 53-67.
16. Lebedev A.D., Ivanova M.A., Lomakin A.V., Noskin V.A. Heterodyne quasi-elastic light-scattering instrument for biomedical diagnostics. Appl. Opt., 1997, vol. 36, pp. 7518-7522.
17. Landa S.B., Korabliov P.V., Semenova E.V., Filatov M.V. Peculiarities of the formation and subsequent removal of the circulating immune complexes from the bloodstream during the process of digestion. F1000Research 2018, vol. 7, p. 618.
18. Kim S. ppcor: An R Package for a Fast Calculation to Semi-partial Correlation Coefficients.Commun. Stat. Appl. Methods, 2015, vol. 22, no. 6, pp. 665-674.
19. Лебедев А.Д., Левчук Ю.Н. Ломакин А.В. Носкин В.А. Лазерная корреляционная спектроскопия в биологии, Киев, Наукова думка, 1987, 256 с. @@Lebedev A.D., Levchuk Yu.N., Lomakin A.V., Noskin V.A. Laser correlation spectroscopy in biology. Kiev, Naukova Dumka, 1987, 256 p. (In Russ.)
