Слизь

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 21768 (2022) Цитировать эту статью

Доступы 1926 г.

14 Альтметрика

Подробности о метриках

Слизень Arion vulgaris привлек большое внимание как один из самых опасных инвазивных травоядных вредителей в Европе и известен своей густой слизью, которую он выделяет для передвижения. В этом исследовании мы сосредоточились на выделении и характеристике внеклеточных везикул, в частности экзосом и экзосомоподобных везикул, из секретов Ариона. Нами разработан метод сбора слизи слизней и последующего выделения везикул ультрацентрифугированием. Изолированные везикулы средним диаметром ~ 100 нм несут большое количество белков и коротких РНК, а также молекул адгезии, сходных с галектинами млекопитающих. Мы продемонстрировали, что внеклеточные везикулы слизняков интернализуются растительными клетками и раковыми клетками человека в анализах in vitro и загружаются биологически активными соединениями, что делает их интересным инструментом для использования в биотехнологии.

Испанские слизни (Arion vulgaris, Moquin-Tandon, 1855) — наиболее распространенные европейские виды брюхоногих моллюсков, внесенные в список самых опасных инвазивных вредителей Европы. Слизни Ариона — прожорливые травоядные животные, которые, как известно, наносят значительный экологический1,2,3,4,5 и экономический ущерб6,7. Кроме того, они действуют как переносчики патогенных бактерий и хозяева паразитов, наносящих вред домашним животным и крупному рогатому скоту8,9,10. Arion vulgaris производит очень вязкую, липкую и трудно удаляемую вентральную слизь, генерируемую в основном пятью субэпителиальными типами латерально и вентрально расположенных желез, что позволяет ей преодолевать многие типы поверхностей, а также естественные и искусственные препятствия, что может способствовать успешному их географическому распространению. и уровень текущего заражения в Европе11,12,13.

В этом исследовании мы решили искать внеклеточные везикулы, а именно экзосомы и экзосомоподобные везикулы (EX) в слизи Ариона. EXs представляют собой внеклеточные везикулы со средним диаметром ~ 100 нм, которые генерируются в эндосомальном компартменте большинства эукариотических клеток и имеют огромный потенциал в биомедицинских приложениях (как подробно рассмотрено в14,15). Например, доксорубицин (DOX, адриамицин), выделенный из Streptomyces sp. часто используется в качестве терапии первой линии при различных солидных злокачественных новообразованиях (одобрен FDA в 1974 г.), известен своей дозозависимой сердечной и тяжелой системной токсичностью, которую можно значительно снизить путем конъюгации с экзосомами, полученными из клеток человека in vitro. культуры16.

Помимо млекопитающих, являющихся традиционным источником EX для исследований и новейших методов лечения, источники EX, не относящиеся к млекопитающим, в последнее время набирают популярность благодаря своим интересным свойствам и сложной роли (начиная от межвидовых взаимодействий до межцарственной коммуникации)17,18, 19,20,21,22. Выбросы из различных источников, таких как продукты пчеловодства, змеиный яд или растения и фрукты, становятся все более привлекательным набором инструментов для сельскохозяйственной, фармацевтической и биомедицинской промышленности17,20,23,24. Вдохновленные прогрессом в этой области исследований (и доступностью арионовых слизней для потенциальной крупномасштабной изоляции EX), мы решили изучить вредный Arion vulgaris как потенциальный альтернативный источник EX для применения в биотехнологии.

В этом исследовании мы представили простой и эффективный метод сбора слизи слизней и последующего выделения EX с помощью ультрацентрифугирования. EX-снаряды были охарактеризованы и визуализированы с помощью анализа размеров наночастиц и просвечивающей электронной микроскопии, а также профиля распределения по размерам, полученного с помощью метода динамического рассеяния света. Содержание белка EXs определяли количественно с помощью количественного анализа бицинхониновой кислоты и белка CBQCA, осуществляли выделение РНК и подтверждали наличие молекул адгезии с помощью вестерн-блоттинга. Кроме того, была продемонстрирована эффективность загрузки модельного лекарственного средства EX-слизняками наряду с поглощением клетками в условиях in vitro.