Čes. stomatol. Prakt. zub. lék. (Czech Dental Journal) 2021; 121(3): 75-82 | DOI: 10.51479/cspzl.2021.010

PROTEÓM SLINNÝCH EXOZÓMOV AKO NOVÝ PROSTRIEDOK PRE DIAGNOSTIKU ORÁLNYCH OCHORENÍ

Laputková G.1, Talian I.1, Jendrichovská Z.1, Schwartzová V.2, Schwartzová Z.3, Sabo J.1
1 Ústav lekárskej a klinickej biofyziky, Lekárska fakulta, Univerzita P. J. ©afárika, Koąice, Slovenská republika
2 Klinika stomatológie a maxilofaciálnej chirurgie, Lekárska fakulta, Univerzita P. J. ©afárika a UNLP, Koąice, Slovenská republika
3 Ústav epidemiológie, Lekárska fakulta, Univerzita P. J. ©afárika, Koąice, Slovenská republika

Úvod a cieµ práce: Exozómy, ktoré sú generované endozomálnou cestou, sa exocytózou uvoµňujú do extracelulárneho priestoru vrátane slín. Obsahujú nukleové kyseliny, proteíny a lipidy, ktoré transportujú do rôznych častí tela. Podieµajú sa na medzibunkovej komunikácii, či uľ podporujú alebo narúąajú rôzne fyziologické procesy. Cieµom práce bolo overi» efektívnos» ultracentrifugačnej metódy izolácie exozómov zo slín, izolova» a identifikova» proteíny v nich obsiahnuté, s dôrazom na exozomálne proteíny súvisiace s ochoreniami ústnej dutiny alebo systematickými ochoreniami s prejavmi v ústnej dutine.

Metódy: Exozómy boli z plných nestimulovaných µudských slín izolované opakovanými centrifugačnými krok-mi s premývaním vo fosfátovom tlmivom roztoku s následnou metanolovo/chloroformovou precipitáciou proteínov. Proteíny boli identifikované bottom-up prístupom pomocou hmotnostnej spektrometrie s predradenou separáciou na kvapalinovom chromatografe.

Výsledky: Identifikované proteíny boli klasifikované podµa proteínových tried, molekulových funkcií a biologických procesov. Najviac identifikovaných proteínov bolo z proteínových tried: cytoske-letálne proteíny, obranné/imunitné proteíny a ątrukturálne proteíny, a proteínov zodpovedajúcich za katalytickú aktivitu a ątrukturálnu molekulovú aktivitu.

Závery: Proteíny boli klasifikované do skupín na základe ich molekulovej funkcie a biologických procesov, na ktorých sa v µudskom organizme zúčastňujú. Boli identifikované niektoré proteíny/skupiny proteínov, ktoré môľu by» zaujímavé z hµadiska skúmania etiológie nie-ktorých orálnych ochorení, napr. anexín A1, zymogén granulárny proteín 16 homológ B, mucín-5B, oblasti Ig lambda-3 re»azca C, oblas» Ig kapa re»azca C, oblas» Ig alfa-2 re»azca C a oblas» Ig alfa-1 re»azca C.

Klíčová slova: sliny, exozómy, proteomika, orálne ochorenia

SALIVARY EXOSOME PROTEOME AS A NEW TOOL FOR THE DIAGNOSIS OF ORAL DISEASES

Introduction, aim: Exosomes generated by the endosomal pathway are released by the exocytosis into the extracellular space, including saliva. They contain nucleic acids, proteins and lipids that are transported to different parts of the body. They participate in intercellular communication, whether they support or disrupt various physiological processes. The aim of this work was to verify the efficiency of the ultracentrifugation method of isolation of exosomes from saliva, to exctract and identify proteins contained therein, with an emphasis on exosomal proteins related to diseases of the oral cavity or systemic diseases with manifestations in the oral cavity.

Methods: Exosomes were isolated from full unstimulated human saliva by repeated centrifugation steps with washing in phosphate buffer followed by methanol/chloroform protein precipitation. Proteins were identified by a bottom-up approach using mass spectrometry with pre-separation by liquid chromatography.

Results: The identified proteins were classified according to protein classes, molecular functions and biological processes. The most identified proteins were of the protein classes: cytoskeletal proteins, defense/immune proteins and structural proteins and proteins responsible for catalytic activity and structural molecular activity.

Conclusions: Proteins have been classified into groups based on their molecular function and biological processes in which they participate in the human body. Some proteins/family of proteins have been identified that may be of interest in investigating the etiology of some oral diseases e.g. annexin A1, zymogen granular protein 16 homologue B, mucin-5B, Ig lambda-3 chain C region, Ig kappa chain C region, Ig alpha-2 chain C region and Ig alpha-1 chain C region.

Keywords: saliva, exosomes, proteomics, oral diseases

Přijato: 13. červenec 2021; Zveřejněno: 1. září 2021  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Laputková G, Talian I, Jendrichovská Z, Schwartzová V, Schwartzová Z, Sabo J. PROTEÓM SLINNÝCH EXOZÓMOV AKO NOVÝ PROSTRIEDOK PRE DIAGNOSTIKU ORÁLNYCH OCHORENÍ. Čes. stomatol. Prakt. zub. lék. 2021;121(3):75-82. doi: 10.51479/cspzl.2021.010.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Vlassov AV, Magdaleno S, Setterquist R, Conrad R. Exosomes: current knowledge of their composition, biological functions, and diagnostic and therapeutic potentials. Biochim Biophys Acta. 2012; 1820(7): 940-948. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Meldolesi J. Exosomes and ectosomes in intercellular communication. Curr Biol. 2018; 28(8): R435-R444. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Zheng X, Chen F, Zhang J, Zhang Q, Lin J. Exosome analysis: a promising biomarker system with special attention to saliva. J Membr Biol. 2014; 247(11): 1129-1136. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Keller S, Ridinger J, Rupp AK, Janssen JW, Altevogt P. Body fluid derived exosomes as a novel template for clinical diagnostics. J Transl Med. 2011; 9: 86. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Zlotogorski-Hurvitz A, Dayan D, Chaushu G, Korvala J, Salo T, Sormunen R, Vered M. Human saliva-derived exosomes: comparing methods of isolation. J Histochem Cytochem. 2015; 63(3): 181-189. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Zlotogorski-Hurvitz A, Dayan D, Chaushu G, Salo T, Vered M. Morphological and molecular features of oral fluid-derived exosomes: oral cancer patients versus healthy individuals. J Cancer Res Clin Oncol. 2016; 142(1): 101-110. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Byun JS, Hong SH, Choi JK, Jung JK, Lee HJ. Diagnostic profiling of salivary exosomal microRNAs in oral lichen planus patients. Oral Dis. 2015; 21(8): 987-993. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Katsiougiannis S, Wong DT. The proteomics of saliva in Sjögren's syndrome. Rheum Dis Clin North Am. 2016; 42(3): 449-456. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Zheng X, Chen F, Zhang Q, Liu Y, You P, Sun S, Lin J, Chen N. Salivary exosomal PSMA7: a promising biomarker of inflammatory bowel disease. Protein Cell. 2017; 8(9): 686-695. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Lau C, Kim Y, Chia D, Spielmann N, Eibl G, Elashoff D, Wei F, Lin YL, Moro A, Grogan T, Chiang S, Feinstein E, Schafer C, Farrell J, Wong DT. Role of pancreatic cancer-derived exosomes in salivary biomarker development. J Biol Chem. 2013; 288(37): 26888-26897. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Sun Y, Xia Z, Shang Z, Sun K, Niu X, Qian L, Fan LY, Cao CX, Xiao H. Facile preparation of salivary extracellular vesicles for cancer proteomics. Sci Rep. 2016; 6: 24669. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. UniProt Consortium. UniProt: a hub for protein information. Nucleic Acids Res. 2015; 43(Database issue): D204-D212. Přejít k původnímu zdroji...
    13. Sugimoto MA, Vago JP, Teixeira MM, Sousa LP. Annexin A1 and the resolution of inflammation: modulation of neutrophil recruitment, apoptosis, and clearance. J Immunol Res. 2016; 2016: 8239258. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Kulhavá L, Eckhardt A, Pataridis S, Bartoą M, Foltán R, Mikąík I. Differences of saliva composition in relation to tooth decay and gender. Folia Biol. 2018; 64(5/6): 195-203. Přejít k původnímu zdroji...
    15. Amiri Dash Atan N, Koushki M, Rezaei Tavirani M, Ahmadi NA. Protein-protein interaction network analysis of salivary proteomic data in oral cancer cases. Asian Pac J Cancer Prev. 2018; 19(6): 1639-1645. Přejít na PubMed...
    16. Foo SL, Yap G, Cui J, Lim LHK. Annexin-A1 - A blessing or a curse in cancer? Trends Mol Med. 2019; 25(4): 315-327. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Jou YJ, Hua CH, Lin CD, Lai CH, Huang SH, Tsai MH, Kao JY, Lin CW. S100A8 as potential salivary biomarker of oral squamous cell carcinoma using nanoLC-MS/MS. Clin Chim Acta. 2014; 436: 121-129. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Zhang S, Tian L, Ma P, Sun Q, Zhang K, GuanchaoWang, Liu H, Xu B. Potential role of differentially expressed lncRNAs in the pathogenesis of oral squamous cell carcinoma. Arch Oral Biol. 2015; 60(10): 1581-1587. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Dickinson A, Saraswat M, Mäkitie A, Silén R, Hagström J, Haglund C, Joenväärä S, Silén S. Label-free tissue proteomics can classify oral squamous cell carcinoma from healthy tissue in a stage-specific manner. Oral Oncol. 2018; 86: 206-215. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Holmström SB, Lira-Junior R, Zwicker S, Majster M, Gustafsson A, Åkerman S, Klinge B, Svensson M, Boström EA. MMP-12 and S100s in saliva reflect different aspects of periodontal inflammation. Cytokine. 2019; 113: 155-161. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Dommisch H, Skora P, Hirschfeld J, Olk G, Hildebrandt L, Jepsen S. The guardians of the periodontium-sequential and differential expression of antimicrobial peptides during gingival inflammation. Results from in vivo and in vitro studies. J Clin Periodontol. 2019; 46(3): 276-285. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Shin MS, Kim YG, Shin YJ, Ko BJ, Kim S, Kim HD. Deep sequencing salivary proteins for periodontitis using proteomics. Clin Oral Investig. 2019; 23(9): 3571-3580. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Grant M, Kilsgård O, Åkerman S, Klinge B, Demmer RT, Malmström J, Jönsson D. The human salivary antimicrobial peptide profile according to the oral microbiota in health, periodontitis and smoking. J Innate Immun. 2019; 11(5): 432-444. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Bostanci N, Selevsek N, Wolski W, Grossmann J, Bao K, Wahlander A, Trachsel C, Schlapbach R, Öztürk VÖ, Afacan B, Emingil G, Belibasakis GN. Targeted proteomics guided by label-free quantitative proteome analysis in saliva reveal transition signatures from health to periodontal disease. Mol Cell Proteomics. 2018; 17(7): 1392-1409. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Hartenbach FARR, Velasquez É, Nogueira FCS, Domont GB, Ferreira E, Colombo APV. Proteomic analysis of whole saliva in chronic periodontitis. J Proteomics. 2020; 213: 103602. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    26. Guzeldemir-Akcakanat E, Alkan B, Sunnetci-Akkoyunlu D, Gurel B, Balta VM, Kan B, Akgun E, Yilmaz EB, Baykal AT, Cine N, Olgac V, Gumuslu E, Savli H. Molecular signatures of chronic periodontitis in gingiva: A genomic and proteomic analysis. J Periodontol. 2019; 90(6): 663-673. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. Hoffmann F, Umbreit C, Krüger T, Pelzel D,Ernst G, Kniemeyer O, Guntinas-Lichius O, Berndt A, von Eggeling F. Identification of proteomic markers in head and neck cancer using MALDI-MS imaging, LC-MS/MS, and immunohistochemistry. Proteomics Clin Appl. 2019; 13(1): e1700173. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Wang K, Wang X, Zheng S, Niu Y, Zheng W, Qin X, Li Z, Luo J, Jiang W, Zhou X, Li W, Zhang L. iTRAQ-based quantitative analysis of age-specific variations in salivary proteome of caries-susceptible individuals. J Transl Med. 2018; 16(1): 293. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Ai J, Tang Q, Wu Y, Xu Y, Feng T, Zhou R, Chen Y, Gao X, Zhu Q, Yue X, Pan Q, Xu S, Li J, Huang M, Daugherty-Holtrop J, He Y, Xu HE, Fan J, Ding J, Geng M. The role of polymeric immunoglobulin receptor in inflammation-induced tumor metastasis of human hepatocellular carcinoma. J Natl Cancer Inst. 2011; 103(22): 1696-1712. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. Théry C, Amigorena S, Raposo G, Clayton A. Isolation and characterization of exosomes from cell culture supernatants and biological fluids. Curr Protoc Cell Biol. 2006; Chapter 3: Unit 3.22. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    31. Skog J, Würdinger T, Van Rijn S,Meijer DH, Gainche L, Curry WT Jr, Carter BS, Krichevsky AM, Breakefield XO. Glioblastoma microvesicles transport RNA and proteins that promote tumour growth and provide diagnostic biomarkers. Nat Cell Biol 2008; 10(12): 1470-1476. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. Beyer C, Pisetsky DS. The role of microparticles in the pathogenesis of rheumatic diseases. Nat Rev Rheumatol. 2010; 6(1): 21-29. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    33. Han Y, Jia L, Zheng Y, Li W. Salivary exosomes: emerging roles in systemic disease. Int J Biol Sci. 2018; 14(6): 633-643. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. Greening DW, Xu R, Ji H, Tauro BJ, Simpson RJ. A protocol for exosome isolation and characterization: evaluation of ultracentrifugation, density-gradient separation, and immunoaffinity capture methods. Methods Mol Biol. 2015; 1295: 179-209. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Tento článek je publikován v reľimu tzv. otevřeného přístupu k vědeckým informacím (Open Access), který je distribuován pod licencí Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0), která umoľňuje nekomerční distribuci, reprodukci a změny, pokud je původní dílo řádně ocitováno. Není povolena distribuce, reprodukce nebo změna, která není v souladu s podmínkami této licence.


    Zpět na obsah