在《Cell Reports》上发表的研究结果中，资深作者Jerold Chun 医学博士、博士。和团队还发现，这些囊泡内的生物指令在阿尔茨海默病患者捐献的死后大脑样本中存在显着差异。
研究人员将本研究中观察到的微小脑泡称为小细胞外囊泡(sEV)。这些微小的生物水球是由体内大多数细胞产生的，用于运送各种蛋白质、脂质和细胞代谢的副产品，以及受体细胞用来构建新蛋白质的 RNA 核酸代码。
由于这种具有生物活性的物质很容易引起其他细胞的变化，科学家们对大脑 sEV 作为传递正常指令以及错误折叠蛋白的错误指令的媒介很感兴趣，这些错误折叠蛋白随着阿尔茨海默病等神经退行性疾病的进展而在大脑中积累。
为了成为不需要的蛋白质积累的潜在贡献者，sEV 必须携带包含足够信息的蓝图，以使其他细胞能够产生有问题的蛋白质。之前的大多数研究表明，携带蛋白质计划的信使 RNA (mRNA) 被切成太多较短的片段，以致受体细胞无法改变其构建模式。
“我们的研究发现事实恰恰相反，”桑福德伯纳姆普雷比学院遗传性疾病和衰老研究中心的教授 Chun 说。 “我们通过使用一种相对较新的 DNA 测序技术(称为 PacBio 长读长测序)鉴定了 10,000 多个全长 mRNA。”
研究小组从诊断为阿尔茨海默病患者的 12 个死后大脑样本和未患有阿尔茨海默病(或任何其他已知神经系统疾病)的捐赠者的 12 个死后大脑样本的前额叶皮层中分离出了 sEV。近 80% 的已识别 mRNA 是全长的，使它们能够被受体细胞转录成可行的蛋白质。
“为了证实人类样本中长读长测序的结果，我们还观察了从小鼠细胞中分离出的囊泡，”第一作者、Sanford Burnham Prebys 博士后研究员 Linnea Ransom 博士说。 “我们发现星形胶质细胞、小胶质细胞和神经元这三种脑细胞类型的全长转录本的平均值相似，为 78% 到 86%。”
除了分析和验证大脑 sEV 中 mRNA 长度的结果外，研究人员还比较了 sEV mRNA 转录组中反映的基因序列。在阿尔茨海默病样本中，700 个基因的表达增加，而近 1500 个基因的活性降低。
科学家们确定，这 700 个上调的基因与炎症和免疫系统激活有关，这符合阿尔茨海默病等神经退行性疾病中存在的已知脑部炎症模式。研究人员还发现，在之前的全基因组关联研究中，许多与阿尔茨海默病相关的基因也存在于阿尔茨海默病的 sEV 中。
“这些囊泡中基因表达的变化揭示了炎症特征，这可能成为了解阿尔茨海默病进展过程中大脑中发生的疾病过程的窗口，”Chun 说。
在这项研究之后，Chun 和团队将更深入地研究细胞如何包装 sEV，以及所包含的 mRNA 代码如何导致受阿尔茨海默病影响的其他脑细胞的功能变化。更好地了解 sEV 及其 mRNA 内容可能有助于发现生物标志物，这些生物标志物可用于改善阿尔茨海默病和其他潜在神经系统疾病的早期检测，同时确定新的疾病机制以提供新的治疗靶点。
Chun 说：“此外，sEV 自然地作为细胞之间运输生物活性物质的载体，因此也有可能利用它们作为未来脑部治疗的靶向输送系统。”
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