未知的“管家”的过程中发现肾细胞

位于达拉斯的得克萨斯大学科学家发现了一种以前未知的“管家”的过程在肾细胞放出多余的内容,导致细胞恢复自己和保持功能和健康。

自我更新的过程,从根本上不同于其他身体组织再生,有助于解释,除非受伤或疾病,肾脏可以保持健康一辈子。研究人员在4月17日公布的一项研究描述了机制自然纳米技术。

不像肝脏和皮肤细胞分裂来创建新的子细胞和再生器官,细胞在肾脏近端小管mitotically静止——他们不创建新细胞分裂。在轻度伤害或疾病的情况下,肾细胞修复能力有限,和肾脏干细胞可以形成新的肾细胞,但只有在某种程度上,说郑博士杰教授化学和生物化学在学校的自然科学和数学和共同通讯作者的研究。

“在大多数情况下,如果肾脏细胞严重受伤,他们会死,他们不能再生,”郑说,一位著名的椅子在自然科学和数学。“你的肾脏迟早会失败。这是一个巨大的挑战在肾脏疾病的健康管理。目前我们所能做的就是延缓肾功能衰竭的进展。我们无法轻易修复器官如果受伤严重或慢性疾病。

“这就是为什么发现这种自我更新机制可能是其中一个最重要的发现到目前为止我们已经取得了。具有优良的核心设施和专门的人员,曼联是一个这样的尖端研究的好地方。”

进一步的研究可能会改善纳米和肾脏疾病的早期检测,他说。

一个意想不到的发现

研究人员说他们的发现出乎他们的意料。

15年来,郑调查金纳米粒子的生物医学使用成像代理商,基本的认识肾小球滤过早期发现肝脏疾病,对于有针对性的交付癌症的药物。的一部分工作都集中在了解金纳米粒子由肾脏过滤并通过尿液从身体清除。

研究表明,金纳米粒子一般毫发无伤地穿过肾脏结构称为肾小球进入近端小管,占超过50%的肾脏。近端肾小管上皮细胞已被证明内化纳米粒子,最终逃离这些细胞中分泌出尿。但是他们如何逃避细胞一直不清楚。

“发现这个自我更新机制可能是其中一个最重要的发现到目前为止我们已经取得了。具有优良的核心设施和专门的人员,曼联是一个这样的尖端研究的好地方。”

化学和生物化学教授杰郑博士的学校自然科学和数学

2021年12月,郑及其化学团队——研究科学家和主要研究作者Yingyu黄博士的20和共同通讯作者Mengxiao Yu博士,研究助理教授,研究金纳米粒子在近端小管组织样本使用光学显微镜,但他们转向的一个大学的电子显微镜(EM)更好的分辨率。

“使用EM,我们看到黄金纳米颗粒封装在溶酶体的大囊泡腔内,上皮细胞外的空间,”Yu说。

充满液体的囊泡小袋发现细胞内外运输各种物质。

“但我们也观察到这些囊泡的形成包含纳米颗粒和细胞器的细胞外,并不是我们有见过的,”Yu说。

研究人员发现近端肾小管细胞,形成对外膨胀腔的膜,不仅金纳米粒子还包含溶酶体、线粒体、内质网等细胞器通常局限于细胞内部。挤压内容被掐掉成泡,飘到细胞外空间。

“在那一刻,我们知道这是一个不同寻常的现象,”Yu说。“这是一个新方法细胞去除细胞内容。”

一个新的更新过程

extrusion-mediated自我更新机制从根本上不同于其他已知的再生过程,如细胞分裂和肃清胞外分泌等任务。胞外分泌的外来物质,如纳米颗粒被压缩在一个细胞内囊泡。然后,囊泡膜与细胞内的膜融合,打开向外释放的内容。

“我们发现与之前完全不同的理解细胞如何消除粒子。没有膜融合在挤压过程中,消除了旧内容从正常细胞,使细胞更新自己的新鲜内容,”黄说。“这是否外国纳米颗粒存在。是一种内在的,主动处理这些细胞生存时间,正常运转使用。”

郑说他们的发现开辟新的研究领域。例如,上皮细胞,如在近端小管,在其他组织,如动脉和肠道内的墙壁和消化道。

“纳米领域的,我们想减少纳米颗粒在体内积累尽可能多的。我们不希望他们困在肾,所以它是非常重要的了解纳米颗粒从近端小管被淘汰,”郑说。”,如果我们能学会如何调节或监视这自我更新的过程,我们可能找到一种办法,让高血压或糖尿病患者肾脏的健康。

“如果我们能发展的非侵入性检测这一过程的签名的方法,也许可以早期肾病的一个指标。”

参考:黄Y,郑余米,j .近端小管消除内源性金纳米粒子通过organelle-extrusion-mediated自我更新机制。Nat Nanotechnol。2023;18 (6):637 - 646。doi:10.1038 / s41565 - 023 - 01366 - 7

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