Sekretom dentálních mezenchymálních kmenových buněk: Zajímavý přístup k neuroprotekci a neuroregeneraci, část 2

Je důležité poznamenat, že věk dárce a podmínky mikroprostředí in vitro mohou také ovlivnit složení sekretomů. Bylo hlášeno, že DPSC-CM získaný v normoxických podmínkách je obohacen o molekuly s protizánětlivými, tkáňovými reparačními a regeneračními vlastnostmi ve srovnání s CM získanými v hypoxických podmínkách [44].

V lidském učení, paměti a poznávání hraje mikroprostředí in vitro zásadní roli. Život v dobrém in vitro mikroprostředí nám může pomoci lépe udržet paměť, zlepšit účinky učení a podpořit celkové fyzické zdraví.

Za prvé, dobré in vitro mikroprostředí může podporovat tvorbu a udržování neuronových spojení. Neurony jsou typem buněk v mozku, které jsou zodpovědné za přenos signálů a vytváření vzpomínek. Když se naučíme nové věci, spojení mezi neurony se budou nadále posilovat, což napomáhá vytváření nových vzpomínek. Dobré prostředí může pomoci neuronovým spojením zůstat stabilní, aniž by byly narušeny.

Za druhé, mikroprostředí in vitro může ovlivnit metabolismus a funkci mozkových buněk. Dostatek kyslíku, výživy a vody může zlepšit metabolickou úroveň mozkových buněk, zabránit smrti a stárnutí mozkových buněk, a tím prospívat rozvoji paměti a kognitivních schopností. Tiché nebo středně pohodlné prostředí může zároveň pomoci lidem soustředit se a podpořit zlepšení efektivity učení a práce.

Kromě toho má zdravé prostředí in vitro také pozitivní dopad na další aspekty fyzického zdraví. Úsilí v aspektech, jako je dostatečný spánek, spoléhání se na zdravou stravu a mírné cvičení, může zlepšit paměť a kognitivní schopnosti. Zdravý životní styl, který integruje tělo a mysl, může snížit negativní emoce, jako je úzkost, deprese a stres, a tím pomoci zlepšit efektivitu práce mozku a vitalitu myšlení.

Stručně řečeno, mezi mikroprostředím in vitro a pamětí existuje neoddělitelné spojení. Optimalizované prostředí může pomoci posílit spojení mezi neurony a zlepšit metabolickou funkci mozkových buněk, čímž podporuje tvorbu a udržování paměti a je také zárukou fyzického a duševního zdraví. Pojďme společně vybudovat zdravé a pozitivní prostředí in vitro, abychom lépe přispívali k našemu zdraví a úspěchu. Oranžový muž:

Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche dokáže výrazně zlepšit paměť, protože

Cistanche je tradiční čínský léčivý materiál s mnoha unikátními účinky, z nichž jedním je zlepšení paměti. Účinnost Cistanche vychází z různých aktivních složek, které obsahuje, včetně kyseliny tříslové, polysacharidů, flavonoidních glykosidů atd. Tyto složky mohou podporovat zdraví mozku mnoha způsoby.

Klikněte na 10 způsobů, jak zlepšit paměť

Kromě toho sekretomy odebrané z 5% O2 kultivovaných DPSC vykazovaly vyšší stimulační účinky na proliferaci a migraci myších embryonálních fibroblastů NIH3T3 a neuronální diferenciaci buněk SH-SY5Y [45].
Množství a velikost EXO a jejich exprese tetraspaninu se může lišit v závislosti na médiu použitém pro kultivaci [46]. Sekretom SHED a mladých DPSC obsahoval více růstových faktorů a nižší hladiny prozánětlivých cytokinů ve srovnání s DPSC získanými od starých subjektů.

Diferenciační potenciál byl také vyšší u SHED a mladých DPSC [47].

CM mohou získat zdravé PDLSC, ale také zanícené PDLSC. CM získaná zanícenými zvyšovala proliferaci zdravých i zanícených PDLSC, ale snižovala diferenciaci směrem k osteoblastům. Zdravá CM zachránila narušenou osteogenní diferenciaci [48].

Léčba různými látkami může také ovlivnit buněčný sekretom. Léčba DPSC 2,3,5,40-tetrahydroxystilbene-2-O- -D-glukosidem (THSG), bioaktivní složkou Polygonum multiflorum Thunb., vyvolala změny v sekreci růstem asociovaných proteinů v KM, čímž se některé z nich zvyšují, jako je AKT2 a NGF receptor [49].

Místo toho CM z FGF-2-modifikovaných GMSC obsahovalo více VEGF-A, FGF-2 a TGF-[50]. Léčba SHED kyselinou askorbovou zvýšila uvolňování růstových faktorů nezbytných pro regeneraci tkání a homeostázu, včetně VEGF, SCF, IGF-1, HGF,bFGF, Ang-1 a EGF, a protizánětlivých cytokinů, např. jako NO, indoleamin 2,3-dioxygenáza (IDO), PGE-2, IL-10 a IL-6.

Naopak zánětlivé cytokiny CCL2 a TGF- 1 byly sníženy [51].

Expozice diferenciačnímu médiu by také mohla vyvolat změny v nekódujících RNAin EV a EXOs PDLSC.

Konkrétně bylo nalezeno 69–557 cirkulárních RNA (circRNA) a 2907–11 581 lncRNA v EV izolovaných z PDLSC a PDLSC vystavených osteogennímu diferenciačnímu médiu v různých časových bodech.

Ve srovnání s nediferencovanými PDLSCsEV byly 3 circRNA a 2 lncRNA upregulovány a 39 circRNA a 5 lncRNA bylo konzistentně downregulováno po 5 a 7 dnech expozice diferenciačnímu médiu [52].

Navíc 72 miRNA bylo upregulováno, zatímco 35 bylo downregulováno v PDLSC EXOs po osteogenní indukci [53]. Souhrn hlavních faktorů nalezených v sekretomu různých dentálních MSC lze nalézt v tabulce 1.

Ang, angiopoetin; BDNF, neurotrofický faktor odvozený z mozku; BMP, kostní morfogenetický protein; BMSC, MSC kostní dřeně; circRNA, kruhová RNA; CM, upravené médium; CUL7, cullin 7; CXCL, chemokineligand motivu CXC; DACC, vyvíjející se apikální komplexní buňky; DFSC, kmenové buňky zubních folikulů; DPSC, kmenové buňky zubní dřeně; ECM, extracelulární matrix; EGF, epidermální růstový faktor; ECM, extracelulární matrix; EV, extracelulární vezikuly; EXO, exosomy; FGF, fibroblastový růstový faktor; G-CSF, faktor stimulující kolonie granulocytů; GDNF, neurotrofní faktor odvozený z gliálních buněk; GM-CSF, faktor stimulující kolonie granulocytů a makrofágů; GMSC, gingivální MSC; HGF, hepatocytový růstový faktor; ICAM, intercelulární adhezní molekula; IDO, indoleamin2,3-dioxygenáza; IFN, interferon; IGF, inzulínu podobný růstový faktor; IL, interleuchin; lncRNA, dlouhá nekódující RNA; MCP, monocytový chemoatraktantový protein; miRNA, mikroRNA; MMP, matricová metaloproteináza; NGF, nervový růstový faktor; NT, neurotrofin; PDGF, destičkový růstový faktor; PDLSC, periodontální ligamentální kmenové buňky; piRNA, PIWI-interagující RNA; PSMA1, podjednotka proteazomu, typ alfa; SCAPs, kmenové buňky z apikální papily;SDF, stromální buňky-derived factor; SHEDs, kmenové buňky z lidských exfoliovaných mléčných zubů; TGF, transformující růstový faktor; THSG, 2,3,5,40-tetrahydroxystilben-2-O- -D-glukosid; TIMP, tkáňový inhibitor metaloproteinázy; TNF, Tumor Necrosis Factor; UC-MSC, mezenchymální kmenové buňky z pupečníku; VEGF, vaskulární endoteliální růstový faktor ↑, zvýšení/zlepšení; ↓, snížení.

3. Sekretom zubních kmenových buněk Neuroprotektivní a neuroregenerační potenciál v preklinických modelech

K vyhodnocení neurodegenerativního a neuroprotektivního potenciálu dentálního sekretomu MSC byly účinky CM a EV hodnoceny v preklinických modelech neurodegenerativních a neurologických onemocnění a modelech poškození neuronů, jako je poranění míchy (SCI).

Kromě toho byly také hodnoceny sekretomem zprostředkované účinky na růst neuronů, jeho schopnost stimulovat neuronální diferenciaci a jeho účinky na gliové buňky.

Provedli jsme průzkum PubMed a hledali jsme studie ukazující neurodegenerativní a neuroprotektivní potenciál dentálních MSC sekretomů in vitro a in vivo modelů.

3.1. Sekretom kmenových buněk zubní dřeně

Sekretom DPSC byl jedním z nejvíce studovaných. Různé studie hodnotily jeho účinnost při indukci růstu neuritů. Bylo hlášeno, že DPSC-CM podporoval neurony přerůstající neurity dorzálních kořenových ganglií (DRG).

Konkrétně se po léčbě CM zvýšila celková délka a počet kloubů neuritů. Navíc DPSC-CM podporuje životaschopnost Schwannových buněk a tvorbu myelinu [54]. DPSCs-CM zlepšil přežití buněk a indukoval růst neuritů buněk PC12, jak ukazuje neuronální nukleární protein (NeuN), protein 2 spojený s mikrotubuly (MAP-2). a III-tubulin.

Konkrétně DPSCs-CM byl účinnější při indukci růstu neuritů PC12 ve srovnání s kokulturami DPSCs/PC12, což ukazuje, že společné kultury buněk měly zpožděnou prodlevu při produkci účinných množství trofických faktorů.

DPSC-CM také zlepšil migraci buněk. Je zajímavé, že počet přežívajících buněk PC12 se snížil, když se CM přidal s anti-GDNF. Místo toho přidání anti-NGF, anti-GDNF a anti-BDNF protilátek zeslabuje růst neuritů PC12.

Tato data prokázala, že NGF, BDNF a GDNF se podílejí na přežití a diferenciaci PC12 [55]. Sekretom DPSC vykazuje chemoatraktivní účinek na buňky SH-SY5Y. Navíc byl hodnocen jeho vliv na neurální zrání. S tímto cílem byly buňky SH-SY5Y indukovány směrem k neuronovým buňkám poté, co byly vystaveny sekretomu DPSC.

Buňky SHSY5Y vystavené sekretomu DPSC vykazovaly zvýšený růst neuritů, získané ultrastrukturální rysy neuronových buněk a vykazovaly zvýšenou imunitní reaktivitu pro neuronální markery. Navíc buňky SH-SY5Y ošetřené CM vyvinuly odlišné vlastnosti včetně Cd2+-senzitivních proudů, což naznačuje, že SH-SY5Y vyzrálé CM-DPSC získaly napěťově řízené Ca2+ kanály [56].

V souladu s předchozí studií CM získaný pomocí DPSC listu indukoval tvorbu a růst neuritů v neuronálně diferencovaných buňkách neuroblastomu SH-SY5Y. Tyto účinky byly zesíleny, když byly listy DPSC kultivovány s FGF2.

Účinky podporující neurity byly zrušeny, když byly inhibovány neurotrofické faktory, což naznačuje, že jsou potřebné pro pozitivní účinek DPSCsheets na aktivitu neuronových buněk [57].

Nedávno Chouaib a kol. prokázali, že zvýšení DPSC-CM vyrůstání neuritů v senzorických neuronech je závislé na koncentraci. Autoři také zjistili, že 48 hodin kondicionování DPSC bylo nejlepší možností k získání CM s účinnou aktivitou, zatímco prodloužení doby kondicionování nezlepšilo účinky DPSC-CM.

Je zajímavé, že zmrazené úložiště neovlivnilo výsledky experimentu. CM obsahovala některé faktory známé pro svou roli v neurogenezi a neuroprotekci, ale také angiogenezi a osteogenezi. Kondicionování DPSC doplňkem B-27 navíc zvýšilo neurodegenerativní účinky jejich sekretomu, což vyvolalo změnu jeho složení v růstových faktorech.

Konkrétně CM byl účinnější, když byl B-27 přidán k DPSC před kondicionováním [58]. CM z DPSC zvýšil neuritogenezi a projevoval chemoatraktantní účinek také na nervové kmenové buňky (NSC).

Priming DPSC fibrinem bohatým na leukocyty a destičky (LPRF) zvýšil sekreci BDNF, ale neměl žádný další účinek na parakrinně zprostředkované reparační mechanismy [59].

Ukázalo se také, že CM odvozená z DPSC je schopna chránit a regenerovat izolované primární neuronální buňky ganglií trigeminu (TGNC). CM skutečně zlepšil přežití TGNC spojené s rozsáhlým růstem a větvením neuritů.

Paralelně DPSC-CM významně upreguloval expresi neuronových markerů NeuN, III-tubulinu a synapsinu-I a také TRPV1. Je zajímavé, že DPSC-CM obsahoval NGF, BDNF, NT-3 a GDNF [60].

DPSC mobilizované G-CSF exprimovaly vyšší neurotrofní faktory ve srovnání s bazálními DPSC a jejich sekretom vykazoval zvýšený potenciál pro rozšíření neuritů. Mobilizovaná DPSC CM měla skutečně větší účinek na růst neuritů v buňkách TGW [61]. Dříve bylo prokázáno, že CM z mobilizovaného DPSC zvyšuje proliferaci a migrační aktivitu neuronálních Schwannových RT4-D6P2T buněk [62].

Je zajímavé, že CM z SHED a DPSC bylo prokázáno, že je schopné podporovat regeneraci cerebrálních granulárních neuronů inhibujících signály inhibitoru růstu axonů prostřednictvím parakrinních mechanismů [63]. Sekretom DPSC také vykazuje lepší účinky ve srovnání s jinými MSC.

Kumar et al. prokázali, že sekretom odvozený z DPSC, SCAP a DFSC indukoval neurální diferenciaci v IMR-32 buňkách, preneuroblastické buněčné linii, účinněji než BMSC.

Zejména délka neuritů byla vyšší, když byly buňky IMR{0}} ošetřeny sekretomem DPSC. Sekretom DPSC obsahoval GCSF, IFN- a TGF-, které mohou podporovat neurální diferenciaci [64].

DPSC, BMSC a AMSC podporovaly zvýšení přežití kokultivovaných retinalgangliových buněk. Zejména zvýšení přežití bylo zvýšeno u retinálních kultur ošetřených DPSC.

Je zajímavé, že společná kultivace s DPSC vyvolala významný nárůst jak počtu gangliových buněk sítnice nesoucích neurity, tak délky neuritů ve srovnání s kokulturami s BMSC a AMSC. Tyto účinky však byly blokovány pomocí blokátorů Fc-receptorů neurotrofních faktorů.

Různé typy MSC vykazovaly odlišný vzor exprese neurotrofního faktoru a konkrétně DPSC uvolňovaly vyšší hladiny několika růstových faktorů, jako je NGF, BDNF a VEGF, ve srovnání s BMSC a AMSC.

Zejména VGF může zprostředkovat neuroprotektivní účinky DPSC [65]. CM-DPSC vykazovaly ochranné účinky na cytotoxicitu indukovanou kyslíko-glukózovou deprivací (OGD) u astrocytů v závislosti na dávce.

Konkrétně jak před, tak po léčbě pomocí CM-DPSC, ale také CM-BMSC, zeslabily OGD-indukovanou expresi gliálního fibrilárního acidického proteinu (GFAP), nestinu a musashi-1 v astrocytech. Léčba CM také blokovala produkci reaktivních forem kyslíku (ROS) indukovanou OGD a upregulaci IL-1. Zajímavé je, že CM-DPSC poskytují lepší cytoprotekci proti buněčné smrti ve srovnání s BMSC [66].

Venugopal a kol. porovnávali neuroprotektivní potenciál EXO, CM nebo systému kokultivace neuronů – MSC – proti excitotoxicitě vyvolané kyselinou kainovou in vitro. Kromě toho, aby bylo možné identifikovat nejvíce přizpůsobený typ MSC, byly testovány EXO a CM odvozené z DPSC a BMSC.

Všechny tři přístupy vykazovaly neuroprotektivní potenciál díky zvýšení exprese růstového faktoru a inhibici apoptózy prostřednictvím aktivace dráhy PI3K-Bcl-2.

Je důležité poznamenat, že EXO prokázaly lepší antinekrotické vlastnosti ve srovnání s kokultivací neuron-MSC nebo CM. Pokud jde o CM, pouze frakce obsahující proteiny v rozmezí 3–10 kDa vykazovala neuroprotekci a zachránila neurony před excitotoxicitou [67].

Sekretom DPSC také vykazoval příznivé účinky na modelech neurodegenerativních onemocnění. Léčba sekretomem DPSC snížila amyloidovou (A) cytotoxicitu v anin vitro modelu Alzheimerovy choroby (AD), zvýšila životaschopnost buněk a snížila apoptózu.

Ukázalo se, že sekretom DPSC obsahuje zvýšené hladiny VEGF, fraktalkinu, RANTES, monocytového chemoatraktantního proteinu-1 (MCP-1) a GMCSF ve srovnání s BMSC a AMSC.

Je zajímavé, že neprilysin, proteáza schopná degradovat A, byl také nalezen v sekretomu DPSC. Sekretom DPSC proteolyticky degraduje A 1–42 in vitro, což vede k neúplné degradaci po 12 hodinách [68].

For more information:1950477648nn@gmail.com