Sekretóm dentálnych mezenchymálnych kmeňových buniek: Zaujímavý prístup k neuroprotekcii a neuroregenerácii, časť 2

Je dôležité poznamenať, že vek darcu a podmienky mikroprostredia in vitro môžu tiež ovplyvniť zloženie sekretómu. Uvádza sa, že DPSC-CM získaný v normoxických podmienkach je obohatený o molekuly s protizápalovými, tkanivovými reparačnými a regeneračnými vlastnosťami v porovnaní s CM získaným v hypoxických podmienkach [44].

V ľudskom učení, pamäti a poznávaní zohráva mikroprostredie in vitro zásadnú úlohu. Život v dobrom in vitro mikroprostredí nám môže pomôcť lepšie si udržať pamäť, zlepšiť účinky učenia a podporiť celkové fyzické zdravie.

Po prvé, dobré in vitro mikroprostredie môže podporovať tvorbu a udržiavanie neurónových spojení. Neuróny sú typom buniek v mozgu, ktoré sú zodpovedné za prenos signálov a vytváranie spomienok. Keď sa naučíme nové veci, spojenia medzi neurónmi sa budú naďalej upevňovať, čo napomáha vytváraniu nových spomienok. Dobré prostredie môže pomôcť neurónovým spojeniam zostať stabilné bez toho, aby boli narušené.

Po druhé, mikroprostredie in vitro môže ovplyvniť metabolizmus a funkciu mozgových buniek. Dostatok kyslíka, výživy a vody môže zlepšiť metabolickú úroveň mozgových buniek, zabrániť smrti a starnutiu mozgových buniek, a tým prospieť rozvoju pamäti a kognitívnych schopností. Tiché alebo mierne pohodlné prostredie môže zároveň pomôcť ľuďom sústrediť sa a podporiť zlepšenie efektívnosti učenia a práce.

Okrem toho má zdravé prostredie in vitro pozitívny vplyv aj na ďalšie aspekty fyzického zdravia. Úsilie v aspektoch, ako je primeraný spánok, spoliehanie sa na zdravú stravu a mierne cvičenie, môže zlepšiť pamäť a kognitívne schopnosti. Zdravý životný štýl, ktorý integruje telo a myseľ, môže znížiť negatívne emócie, ako je úzkosť, depresia a stres, a tým pomôcť zlepšiť efektivitu práce mozgu a vitalitu myslenia.

Stručne povedané, medzi in vitro mikroprostredím a pamäťou existuje neoddeliteľné spojenie. Optimalizované prostredie môže prispieť k posilneniu spojenia medzi neurónmi a zlepšeniu metabolickej funkcie mozgových buniek, čím podporuje tvorbu a udržiavanie pamäti a je tiež zárukou fyzického a duševného zdravia. Spolupracujme na vybudovaní zdravého a pozitívneho prostredia in vitro, aby sme lepšie prispievali k nášmu zdraviu a úspechu. Orange Man:

Je vidieť, že musíme zlepšiť pamäť a Cistanche dokáže výrazne zlepšiť pamäť, pretože

Cistanche je tradičný čínsky liečivý materiál s mnohými unikátnymi účinkami, jedným z nich je zlepšenie pamäti. Účinnosť Cistanche pochádza z rôznych aktívnych zložiek, ktoré obsahuje, vrátane kyseliny trieslovej, polysacharidov, flavonoidových glykozidov atď. Tieto zložky môžu podporovať zdravie mozgu mnohými spôsobmi.

Kliknite na spoznajte 10 spôsobov, ako zlepšiť pamäť

Okrem toho, sekretom odobratý z 5% O2 kultivovaných DPSC vykazoval vyššie stimulačné účinky na proliferáciu a migráciu myších embryonálnych fibroblastových buniek NIH3T3 a neuronálnu diferenciáciu buniek SH-SY5Y [45].
Množstvo a veľkosť EXO a ich expresia tetraspanínu sa môžu líšiť v závislosti od média použitého na kultiváciu [46]. Sekretóm SHED a mladých DPSC obsahoval viac rastových faktorov a nižšie hladiny prozápalových cytokínov v porovnaní s DPSC získanými od starých jedincov.

Diferenciačný potenciál bol tiež vyšší v SHED a mladých DPSC [47].

CM môžu získať zdravé PDLSC, ale aj zapálené PDLSC. CM získaná zapálenými zvyšovala proliferáciu zdravých aj zapálených PDLSC, ale znížila diferenciáciu smerom k osteoblastom. Zdravá CM zachránila narušenú osteogénnu diferenciáciu [48].

Liečba rôznymi látkami môže tiež ovplyvniť bunkový sekretóm. Ošetrenie DPSC 2,3,5,40-tetrahydroxystilbene-2-O- -D-glukozidom (THSG), bioaktívnou zložkou Polygonum multiflorum Thunb., vyvolalo zmeny v sekrécii rastom asociovaných proteínov v KM, čím sa niektoré z nich zvyšujú, ako napríklad AKT2 a NGF receptor [49].

Namiesto toho CM z FGF-2-modifikovaných GMSC obsahovalo viac VEGF-A, FGF-2 a TGF-[50]. Ošetrenie SHED kyselinou askorbovou zvýšilo uvoľňovanie rastových faktorov potrebných na regeneráciu tkanív a homeostázu, vrátane VEGF, SCF, IGF-1, HGF,bFGF, Ang-1 a EGF, a protizápalových cytokínov, napr. ako NO, indolamín 2,3-dioxygenáza (IDO), PGE-2, IL-10 a IL-6.

Naopak, zápalové cytokíny CCL2 a TGF- 1 boli znížené [51].

Expozícia diferenciačnému médiu by tiež mohla vyvolať zmeny v nekódujúcich RNAin EV a EXOs PDLSC.

Konkrétne sa v EV izolovaných z PDLSC a PDLSC vystavených osteogénnemu diferenciačnému médiu v rôznych časových bodoch našlo 69–557 kruhových RNA (circRNA) a 2907–11 581 lncRNA.

V porovnaní s nediferencovanými PDLSCsEV boli 3 circRNA a 2 lncRNA upregulované a 39 circRNA a 5 lncRNA bolo konzistentne downregulovaných po 5 a 7 dňoch expozície diferenciačnému médiu [52].

Navyše, 72 miRNA bolo upregulovaných, zatiaľ čo 35 bolo downregulovaných v PDLSC EXOs po osteogénnej indukcii [53]. Súhrn hlavných faktorov nájdených v sekretóme rôznych zubných MSC možno nájsť v tabuľke 1.

Ang, angiopoetín; BDNF, mozgový neurotrofický faktor; BMP, kostný morfogenetický proteín; BMSC, MSC kostnej drene; circRNA, kruhová RNA; CM, upravené médium; CUL7, cullin 7; CXCL, chemokineligand s motívom CXC; DACC, vyvíjajúce apikálne komplexné bunky; DFSC, kmeňové bunky zubných folikulov; DPSC, kmeňové bunky zubnej drene; ECM, extracelulárna matrica; EGF, epidermálny rastový faktor; ECM, extracelulárna matrica; EV, extracelulárne vezikuly; EXO, exozómy; FGF, fibroblastový rastový faktor; G-CSF, faktor stimulujúci kolónie granulocytov; GDNF, neurotrofický faktor odvodený z gliových buniek; GM-CSF, faktor stimulujúci kolónie granulocytov a makrofágov; GMSC, gingiválne MSC; HGF, hepatocytový rastový faktor; ICAM, intercelulárna adhézna molekula; IDO, indolamín2,3-dioxygenáza; IFN, interferón; IGF, inzulínu podobný rastový faktor; IL, interleuchin; lncRNA, dlhá nekódujúca RNA; MCP, monocytový chemoatraktantový proteín; miRNA, mikroRNA; MMP, matricová metaloproteináza; NGF, nervový rastový faktor; NT, neurotrofín; PDGF, rastový faktor odvodený od krvných doštičiek; PDLSC, periodontálne väzivové kmeňové bunky; piRNA, PIWI-interagujúce RNA; PSMA1, proteazómová podjednotka, alfa typ; SCAP, kmeňové bunky z apikálnej papily;SDF, stromálny bunkový faktor; SHEDs, kmeňové bunky z ľudských exfoliovaných mliečnych zubov; TGF, transformujúci rastový faktor; THSG, 2,3,5,40-tetrahydroxystilbén-2-O- -D-glukozid; TIMP, tkanivový inhibítor metaloproteinázy; TNF, faktor nekrózy nádorov; UC-MSC, mezenchymálne kmeňové bunky z pupočníka; VEGF, vaskulárny endotelový rastový faktor ↑, zvýšenie/zlepšenie; ↓, zníženie.

3. Neuroprotektívny a neuroregeneračný potenciál sekretómu zubných kmeňových buniek v predklinických modeloch

Na vyhodnotenie neurodegeneratívneho a neuroprotektívneho potenciálu dentálneho sekretómu MSC sa účinky CM a EV hodnotili v predklinických modeloch neurodegeneratívnych a neurologických ochorení a modeloch poškodenia neurónov, ako je poškodenie miechy (SCI).

Okrem toho sa hodnotili aj účinky sprostredkované sekretómami na rast neurónov, ich schopnosť stimulovať diferenciáciu neurónov a účinky na gliové bunky.

Uskutočnili sme vyhľadávanie PubMed hľadajúce štúdie ukazujúce neurodegeneratívny a neuroprotektívny potenciál dentálnych MSC sekretómov in vitro a in vivo modelov.

3.1. Sekretóm kmeňových buniek zubnej drene

Sekretóm DPSC bol jedným z najviac študovaných. Rôzne štúdie hodnotili jeho účinnosť pri indukcii rastu neuritov. Uvádza sa, že DPSC-CM podporoval neuritové prerastanie neurónov dorzálnych koreňových ganglií (DRG) .

Konkrétne sa celková dĺžka a počet kĺbov zvýšili po liečbe CM. Okrem toho DPSC-CM podporuje životaschopnosť Schwannových buniek a tvorbu myelínu [54]. DPSCs-CM zlepšil prežitie buniek a indukoval rast neuritov buniek PC12, čo dokazuje neurónový jadrový proteín (NeuN), proteín 2 spojený s mikrotubulami (MAP-2). a III-tubulín.

Konkrétne, DPSCs-CM bol účinnejší pri indukcii rastu neuritov PC12 v porovnaní s kokultúrami DPSC/PC12, čo naznačuje, že kokultúry buniek mali oneskorený čas pri produkcii účinných množstiev trofických faktorov.

DPSC-CM tiež zlepšil migráciu buniek. Je zaujímavé, že počet prežívajúcich buniek PC12 sa znížil, keď sa CM pridal s anti-GDNF. Namiesto toho pridanie anti-NGF, anti-GDNF a anti-BDNF protilátok oslabuje rast neuritov PC12.

Tieto údaje ukázali, že NGF, BDNF a GDNF sa podieľajú na prežívaní a diferenciácii PC12 [55]. Sekretóm DPSC vykazuje chemoatraktívny účinok na bunky SH-SY5Y. Okrem toho sa hodnotil jeho účinok na nervové dozrievanie. S týmto cieľom boli bunky SH-SY5Y indukované smerom k neurónovým bunkám potom, čo boli vystavené sekretómu DPSC.

Bunky SHSY5Y podrobené sekretómu DPSC vykazovali zvýšený rast neuritov, získané ultraštrukturálne vlastnosti neurónových buniek a vykazovali zvýšenú imunitnú reaktivitu pre neurónové markery. Okrem toho bunky SH-SY5Y ošetrené CM vyvinuli odlišné vlastnosti vrátane prúdov citlivých na Cd{4}}, čo naznačuje, že SH-SY5Y vyzreté CM-DPSC získali napäťovo riadené Ca{10}} kanály [56].

V súlade s predchádzajúcou štúdiou CM získaný listom DPSC indukoval tvorbu a rast neuritov v neurónovo diferencovaných bunkách neuroblastómu SH-SY5Y. Tieto účinky sa zvýšili, keď sa listy DPSC kultivovali s FGF2.

Účinky podporujúce neurity boli zrušené, keď boli inhibované neurotrofické faktory, čo naznačuje, že sú potrebné pre pozitívny účinok DPSC listov na aktivitu neurónových buniek [57].

Nedávno Chouaib a spol. preukázali, že DPSC-CM zosilnenie neuritov vyrastených senzorických neurónov je závislé od koncentrácie. Autori tiež zistili, že 48 hodín kondicionovania DPSC bolo najlepšou možnosťou na získanie CM s účinnou aktivitou, zatiaľ čo predĺženie času kondicionovania nezlepšilo účinky DPSC-CM.

Je zaujímavé, že mrazené skladovanie neovplyvnilo výsledky experimentu. CM obsahoval niektoré faktory známe pre svoju úlohu v neurogenéze a neuroprotekcii, ale aj angiogenéze a osteogenéze. Okrem toho úprava DPSC s doplnkom B-27 zvýšila neurodegeneratívne účinky ich sekretómu, čo vyvolalo zmenu v jeho zložení v rastových faktoroch.

Najmä CM bol účinnejší, keď sa B-27 pridal k DPSC pred kondicionovaním [58]. CM z DPSC zosilnil neuritogenézu a prejavil chemoatraktívny účinok aj na nervové kmeňové bunky (NSC).

Priming DPSC fibrínom bohatým na leukocyty a krvné doštičky (LPRF) zvýšil sekréciu BDNF, ale nemal žiadne ďalšie účinky na parakrinom sprostredkované mechanizmy opravy [59].

Ukázalo sa tiež, že CM odvodený od DPSC je schopný chrániť a regenerovať izolované primárne neurónové bunky ganglií trigeminu (TGNC). CM skutočne zlepšil prežitie TGNC spojené s rozsiahlym rastom a rozvetvením neuritov.

Paralelne, DPSC-CM významne upreguloval expresiu NeuN, III-tubulín a synapsín-I neurónových markerov, ako aj TRPV1. Je zaujímavé, že DPSC-CM obsahoval NGF, BDNF, NT-3 a GDNF [60].

DPSC mobilizované G-CSF exprimovali vyššie neurotrofické faktory v porovnaní s bazálnymi DPSC a ich sekretóm vykazoval zvýšený potenciál predlžovania neuritov. Mobilizovaný DPSC CM mal skutočne väčší účinok na rast neuritov v bunkách TGW [61]. Predtým sa preukázalo, že CM z mobilizovaného DPSC zvyšuje proliferáciu a migračnú aktivitu neurónových Schwannových RT4-D6P2T buniek [62].

Je zaujímavé, že CM z SHED a DPSC sa ukázalo ako schopné podporovať regeneráciu cerebrálnych granulárnych neurónov inhibujúcich signály inhibítora rastu axónov prostredníctvom parakrinných mechanizmov [63]. Sekretóm DPSC tiež vykazuje lepšie účinky v porovnaní s inými MSC.

Kumar et al. preukázali, že sekretóm odvodený z DPSC, SCAP a DFSC indukoval neuraldiferenciáciu v IMR-32 bunkách, preneuroblastickej bunkovej línii, účinnejšie ako BMSC.

Najmä dĺžka neuritov bola vyššia, keď boli bunky IMR{0}} ošetrené sekrétom DPSC. DPSC sekretóm obsahoval GCSF, IFN- a TGF-, ktoré môžu podporovať nervovú diferenciáciu [64].

DPSC, BMSC a AMSC podporovali zvýšenie prežitia spoločne kultivovaných retinalgangliových buniek. Najmä zvýšenie prežitia sa zvýšilo v sietnicových kultúrach ošetrených DPSC.

Je zaujímavé, že kokultivácia s DPSC vyvolala významné zvýšenie počtu gangliových buniek sietnice nesúcich neurity a dĺžky neuritov v porovnaní s kokultúrami s BMSC a AMSC. Tieto účinky však boli blokované použitím blokátorov Fc-receptorov neurotrofických faktorov.

Rôzne typy MSC vykazovali odlišný vzor expresie neurotrofického faktora a konkrétne DPSC uvoľnili vyššie hladiny niekoľkých rastových faktorov, ako sú NGF, BDNF a VEGF, v porovnaní s BMSC a AMSC.

Najmä VGF môže sprostredkovať neuroprotektívne účinky DPSC [65]. CM-DPSC vykazovali ochranné účinky na cytotoxicitu indukovanú depriváciou kyslíka a glukózy (OGD) v astrocytoch spôsobom závislým od dávky.

Konkrétne, pred a po liečbe CM-DPSC, ale aj CM-BMSC, zoslabili OGD-indukovanú expresiu gliálneho fibrilárneho kyslého proteínu (GFAP), nestínu a musashi-1 v astrocytoch. Liečba CM tiež blokovala produkciu reaktívnych foriem kyslíka (ROS) indukovanú OGD a upreguláciu IL-1. Je zaujímavé, že CM-DPSC poskytujú lepšiu cytoprotekciu proti bunkovej smrti v porovnaní s BMSC [66].

Venugopal a kol. porovnávali neuroprotektívny potenciál EXO, CM alebo kokultivačného systému neurónov – MSC – proti excitotoxicite vyvolanej kyselinou kainovou in vitro. Okrem toho, aby sa identifikoval najviac prispôsobený typ MSC, boli testované EXO a CM odvodené z DPSC a BMSC.

Všetky tri prístupy vykazovali neuroprotektívny potenciál vďaka zvýšeniu expresie rastového faktora a inhibícii apoptózy prostredníctvom aktivácie PI3K-Bcl-2 dráhy.

Je dôležité poznamenať, že EXO preukázali lepšie antinekrotické vlastnosti v porovnaní s kokultúrou neurón-MSC alebo CM. Pokiaľ ide o CM, iba frakcia obsahujúca proteíny v rozsahu 3–10 kDa vykazovala neuroprotekciu a chránila neuróny pred excitotoxicitou [67].

Sekretóm DPSC tiež vykazoval priaznivé účinky v modeloch neurodegeneratívnych ochorení. Liečba sekretómom DPSC znížila amyloidnú (A) cytotoxicitu v anin vitro modeli Alzheimerovej choroby (AD), zvýšila životaschopnosť buniek a znížila apoptózu.

Ukázalo sa, že sekretóm DPSC obsahuje zvýšené hladiny VEGF, fraktalkínu, RANTES, monocytového chemoatraktantného proteínu-1 (MCP{1}}) a GMCSF v porovnaní s BMSC a AMSC.

Je zaujímavé, že neprilyzín, proteáza schopná degradovať A, bol tiež nájdený v sekretóme DPSC. DPSC sekretóm proteolyticky degraduje A 1–42 in vitro, čo vedie k neúplnej degradácii po 12 hodinách [68].

For more information:1950477648nn@gmail.com