Účinek akteosidu jako buněčného ochránce při produkci klonovaného psa

Ji Hye Lee1☯, Ju Lan Chun1☯, Keun Jung Kim1, Eun Young Kim1, Dong-hee Kim1, Bo Myeong Lee1, Kil Woo Han1, Kang-Sun Park1, Kyung-Bon Lee2, Min Kyu Kim1*

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com

Pls klikněte sem pro část 2

akteosidvcistanchemá hodněefekty

Tabulka 5. Mikrosatelitová analýza klonovaného psa.

Tabulka 6. Sekvence mtDNA klonovaného psa.

se zlepšily při použití dárcovských buněk ve stadiu G{0}}/G1 ve srovnání s použitím dárcovských buněk ve stadiu G2/M [24–28], i když bylo hlášeno, že dárcovské buňky zastavené ve fázi G2/M buněčného cyklu mohou produkovat životaschopná klonovaná selata [44]. Fáze buněčného cyklu dárcovských buněk jádra hraje klíčovou roli v událostech přeprogramování, které následují po SCNT. Buňky dárce jádra zastavené ve stádiu G0/G1 účinně iniciují první syntézu DNA po SCNT [28, 29, 45]. K indukci synchronizace buněčného cyklu byly k dosažení synchronizace buněčného cyklu použity různé chemické inhibitory včetně akteosidu [46, 47]. Jako inhibitor CDK se akteosid často používá k synchronizaci buněčného cyklu ve fázi G0/G1. Lee a kol. uvedli, že akteosid brzdí progresi buněčného cyklu za G1 fázi, čímž zabraňuje proliferaci leukemických buněk. Kromě toho byla snížena hladina CDK, ale významně zvýšeny hladiny inhibitorů CDK [38].

Cistanchedeserticolaakteosidmůže zvýšit imunitu a snížitapoptóza

Tato studie porovnávala účinky akteosidu s dalšími dvěma běžnými metodami synchronizace buněk, aby se prozkoumal účinek synchronizace buněk na účinnost SCNT. Psí fetální fibroblasty byly ošetřeny různými koncentracemi akteosidu, sérovým hladověním a kontaktní inhibicí; bylo porovnáno procento buněk ve stádiu G{{0}}/G1 ve třech léčebných skupinách. Bylo zjištěno, že sérové ​​hladovění je nejúčinnější metodou pro synchronizaci buněčného cyklu ve stadiu G0/G1 a nebyl zjištěn žádný významný rozdíl mezi akteosidem a kontaktní inhibicí. Hladovění v séru však vyvolalo významně vyšší hladinu ROS. Předchozí studie uváděly, že zvýšení ROS poškozuje buněčné membrány a indukuje apoptózu, čímž snižuje efektivitu vývoje embrya. Kromě toho ROS zvyšuje fragmentaci DNA, která indukuje buněčný blok a zpomaluje vývoj embryí u lidí a prasat [48–51]. Léčba akteosidy neprokázala žádný rozdíl v synchronizaci buněčného cyklu ve stádiu G0/G1 ve srovnání s kontaktní inhibicí. Akteosid však indukoval významně menší aktivitu ROS ve srovnání s dalšími dvěma metodami synchronizace buněčného cyklu. Kromě toho léčba akteosidy indukovala významně menší apoptózu a nekrózu než kontaktní inhibice a sérové ​​hladovění. Výsledek je také v souladu s předchozími studiemi, které prokázaly výskyt více apoptotických událostí po synchronizaci buněčného cyklu se sérovým hladověním než s kontaktní inhibicí [32, 52]. Současně se snížením rychlosti apoptózy skupina léčená akteosidy také vykazovala vyšší přežití buněk než skupina s kontaktní inhibicí. Sérové ​​hladovění vedlo k masivní buněčné smrti ve srovnání s léčbou akteosidy a kontaktní inhibicí.

Synchronizace buněčného cyklu od dárce jádra ve fázi G{{0}}}/G1 je zásadním krokem v úspěšném embryu SCNT a v konečném důsledku v produkci klonovaných zvířat. ROS byl považován za jednu z hlavních příčin buněčné smrti a apoptózy během vývoje embrya. V této studii byl akteosid zkoumán, aby se určilo, zda by to byla užitečná alternativní metoda pro indukci synchronizace buněčného cyklu ve stádiu G0/G1 u psích fetálních fibroblastů jako buněk dárců jádra. Indukce synchronizace buněčného cyklu působením akteosidů na buňky dárce jádra snížila ROS a apoptózu, což přispělo ke zlepšení in vitro vývoje SCNT embryí. Embrya klonovaná pomocí dárcovských buněk ošetřených akteosidy byla přenesena do náhradních psích matek a úspěšně byl produkován jeden zdravý klonovaný pes, což se nestalo u embryí ze skupiny kontaktní inhibice.

Na závěr tato studie prokázala, že akteosid, který je inhibitorem CDK, indukuje úspěšnou synchronizaci buněčného cyklu psích fibroblastů ve stadiu G0/G1 pro použití jako buňky dárce jádra a také je chrání před apoptózou snížením oxidační stres. Cytoprotektivní účinek akteosidu v kombinaci se schopností synchronizace buněčného cyklu přispěl ke zlepšení in vitro vývojové kompetence embryí SCNT. Akteosid by tedy byl účinným činidlem pro zvýšení účinnosti klonování pro produkci klonovaných zvířat.

Akteosid v cistancheumí léčitledvinanemoc zlepšitledvinovéfunkce

Poděkování

Autor by rád poděkoval Dr. Johnu Hammondovi z USDA-ARS za jeho vědecké návrhy a podporu při psaní rukopisu.

Autorské příspěvky

Vymyslel a navrhl experimenty: JHL JLC MKK. Provedl experimenty: JHL KJK EYK DHK BML KWH KSP. Analyzovaná data: JLC KBL. Přispěné reagencie/materiály/ analytické nástroje: KJK EYK DHK BML KWH KSP. Článek napsal: JHL JLC. Získávání financí a dohled: MKK.

akteosid vcistanchemůže zlepšitPaměť

Reference

1. Umeyama K, Honda K, Matsunami H, Nakano K, Hidaka T, Sekiguchi K a kol. Produkce diabetických potomků pomocí kryokonzervovaných spermií nadvarlete technikami in vitro fertilizace a intrafallopiální inseminace u transgenních prasat. Časopis reprodukce a vývoje. 2013; 59(6):599-603. PMID: 23979397; PubMed Central PMCID: PMC3934148.

2. Shimatsu Y, Yamada K, Horii W, Hirakata A, Sakamoto Y, Waki ​​S a kol. Produkce klonovaných miniaturních prasat NIBS (Nippon Institute for Biological Science) a alfa-1, 3-galaktosyltransferázy knockout MGH přenosem jádra somatických buněk za použití plemene NIBS jako náhrad. Xenotransplantace. 2013; 20(3):157–64. doi: 10.1111/Xen.12031 PMID: 23581451; PubMed Central PMCID: PMC3815503.

3. Kang E, Wu G, Ma H, Li Y, Tippner-Hedges R, Tachibana M, et al. Nukleární přeprogramování pomocí interfázové cytoplazmy dvoubuněčných myších embryí. Příroda. 2014; 509(7498):101–4. doi: 10.1038/ příroda13134 PMID: 24670652; PubMed Central PMCID: PMC4124901.

4. Kim EY, Song DH, Park MJ, Park HY, Lee SE, Choi HY a kol. Posmrtné klonování ohroženého černého skotu Jeju (korejský původní skot): plodnost a chemie séra u klonovaného býka a krávy a jejich potomků. Časopis reprodukce a vývoje. 2013; 59(6):536–43. PMID: 23955237; PubMed Central PMCID: PMC3934153.

5. Jang G, Kim MK, Lee BC. Současný stav a aplikace přenosu jádra somatických buněk u psů. Teriogenologie. 2010; 74(8):1311-20. doi: 10.1016/j.theriogenology.2010.05.036 PMID: 20688377.

6. Mastromonaco GF, král WA. Klonování u společenských zvířat, nedomácích a ohrožených druhů: může se tato technologie stát praktickou realitou? Reprodukce, plodnost a vývoj. 2007; 19 (6): 748–61. PMID: 17714629.

7. Wilmut I, Schnieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KH. Životaschopní potomci pocházející z fetálních a dospělých savčích buněk. Příroda. 1997; 385(6619):810–3. doi: 10.1038/385810a0 PMID: 9039911.

8. Wakayama T, Perry AC, Zuccotti M, Johnson KR, Yanagimachi R. Plnodobý vývoj myší z enukleovaných oocytů injikovaných jádry cumulus buněk. Příroda. 1998; 394(6691):369–74. doi: 10.1038/ 28615 PMID: 9690471.

9. Cibelli JB, Stice SL, Golueke PJ, Kane JJ, Jerry J, Blackwell C, et al. Klonovaná transgenní telata produkovaná z neklidných fetálních fibroblastů. Věda. 1998; 280(5367):1256–8. PMID: 9596577.

10. Polejaeva IA, Chen SH, Vaught TD, Page RL, Mullins J, Ball S, et al. Klonovaná prasata produkovaná přenosem jádra z dospělých somatických buněk. Příroda. 2000; 407(6800):86–90. doi: 10.1038/35024082 PMID: 10993078.

11. Agarwal A, Gupta S, Sharma R. Oxidační stres a jeho důsledky v ženské neplodnosti – perspektiva klinického lékaře. Reprodukční biomedicína online. 2005; 11(5):641–50. PMID: 16409717.

12. Agarwal A, Gupta S, Sharma RK. Role oxidačního stresu v ženské reprodukci. Reprodukční biologie a endokrinologie: RB&E. 2005; 3:28. doi: 10.1186/1477-7827-3-28 PMID: 16018814; PubMed Central PMCID: PMC1215514.

13. Goud AP, Goud PT, Diamond MP, Gonik B, Abu-Soud HM. Reaktivní formy kyslíku a stárnutí oocytů: role superoxidu, peroxidu vodíku a kyseliny chlorné. Biologie a medicína volných radikálů. 2008; 44(7):1295-304. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.11.014 PMID: 18177745; PubMed Central PMCID: PMC3416041.

14. Park SH, Cho HS, Yu IJ. Vliv hovězí folikulární tekutiny na reaktivní formy kyslíku a glutathion v oocytech, apoptóza as apoptózou související genová exprese in vitro produkovaných blastocyst. Rozmnožování u domácích zvířat=Zuchthygiene. 2014; 49(3):370–7. doi: 10.1111/RDA.12281 PMID: 24592966.

15. You J, Lee J, Hyun SH, Lee E. Léčba L-karnitinem během zrání oocytů zlepšuje in vitro vývoj klonovaných embryí prasat ovlivněním intracelulární syntézy glutathionu a embryonální genové exprese. Teriogenologie. 2012; 78(2):235–43. doi: 10.1016/j.theriogenology.2012.02.027 PMID: 22578613.

16. You J, Kim J, Lim J, Lee E. Anthocyanin stimuluje in vitro vývoj klonovaných embryí prasat zvýšením hladiny intracelulárního glutathionu a inhibicí reaktivních forem kyslíku. Teriogenologie. 2010; 74(5):777-85. doi: 10.1016/j.theriogenology.2010.04.002 PMID: 20537699.

17. Das ZC, Gupta MK, Uhm SJ, Lee HT. Suplementace inzulin-transferin-selen do kultivačního média embryí zlepšuje in vitro vývoj embryí prasat. Zygota. 2014; 22(3):411-8. doi: 10. 1017/S0967199412000731 PMID: 23506698.

18. Park ES, Hwang WS, Jang G, Cho JK, Kang SK, Lee BC a kol. Výskyt apoptózy u klonovaných embryí a zlepšený vývoj ošetřením somatických buněk dárců předpokládanými inhibitory apoptózy. Molekulární reprodukce a vývoj. 2004; 68(1):65–71. doi: 10.1002/mrd.20046 PMID: 15039949.

19. Jang G, Park ES, Cho JK, Bhuiyan MM, Lee BC, Kang SK, et al. Preimplantační vývoj embryí a výskyt apoptózy blastomer u embryí s přenosem jádra bovinních somatických buněk rekonstruovaných s dlouhodobě kultivovanými dárcovskými buňkami. Teriogenologie. 2004; 62(3–4):512–21. doi: 10.1016/j. theriogenology.2003.11.022 PMID: 15226007.

20. Uhm SJ, Gupta MK, Yang JH, Lee SH, Lee HT. Selen zlepšuje vývojovou schopnost a snižuje apoptózu u prasečích partenotů. Molekulární reprodukce a vývoj. 2007; 74 (11): 1386-94. doi: 10.1002/mrd.20701 PMID: 17342738.

21. Jeong YW, Hossein MS, Bhandari DP, Kim YW, Kim JH, Park SW a kol. Účinky selenu inzulin-transferin v definovaném a prasečím folikulárním moku doplněném IVM médiu na prasečí IVF a produkci embryí SCNT. Věda o reprodukci zvířat. 2008; 106(1–2):13–24. doi: 10.1016/j.anireprosci. 2007.03.021 PMID: 17482776.

22. Kang JT, Koo OJ, Kwon DK, Park HJ, Jang G, Kang SK, et al. Účinky melatoninu na in vitro zrání prasečího oocytu a expresi melatoninového receptoru RNA v buňkách cumulus a granulosa. Journal of pineal research. 2009; 46(1):22–8. doi: 10.1111/j.{8}}X.2008.00602.x PMID: 18494781.

23. Ozawa M, Nagai T, Fahrudin M, Karja NW, Kaneko H, Noguchi J, et al. Přidání glutathionu nebo thioredoxinu do kultivačního média snižuje intracelulární redoxní stav prasečích IVM/IVF embryí, což vede ke zlepšení vývoje do stadia blastocysty. Molekulární reprodukce a vývoj. 2006; 73 (8): 998-1007. doi: 10.1002/mrd.20533 PMID: 16700069.

24. Campbell KH. Jaderná ekvivalence, přenos jádra a buněčný cyklus. Klonování. 1999; 1(1):3– 15. doi:10.1089/15204559950020058 PMID: 16218826.

25. Boquest AC, Day BN, Prather RS. Průtoková cytometrická analýza buněčného cyklu kultivovaných prasečích fetálních fibroblastů. Biologie rozmnožování. 1999; 60(4):1013–9. PMID: 10084979.

26. Kasinathan P, Knott JG, Wang Z, Jerry DJ, Robl JM. Produkce telat z fibroblastů G1. Přírodní biotechnologie. 2001; 19(12):1176–8. doi: 10.1038/nbt1201-1176 PMID: 11731789.

27. Urakawa M, Ideta A, Sawada T, Aoyagi Y. Vyšetření modifikované metody synchronizace buněčného cyklu a přenosu bovinního jádra pomocí synchronizovaných fibroblastů časné fáze G1. Teriogenologie. 2004; 62(3–4):714–28. doi: 10.1016/j.theriogenology.2003.11.024 PMID: 15226025.

28. Miyamoto K, Hoshino Y, Minami N, Yamada M, Imai H. Účinky synchronizace donorového buněčného cyklu na embryonální vývoj a syntézu DNA u prasečích embryí pro přenos jader. Časopis reprodukce a vývoje. 2007; 53(2):237–46. PMID: 17132911.

29. Koo OJ, Hossein MS, Hong SG, Martinez-Conejero JA, Lee BC. Synchronizace buněčného cyklu fibroblastů psího ucha pro přenos jádra somatických buněk. Zygota. 2009; 17(1):37–43. doi: 10.1017/S096719940800498X PMID: 19032801.

30. Cho JK, Lee BC, Park JI, Lim JM, Shin SJ, Kim KY a kol. Vývoj hovězích oocytů rekonstruovaných s různými donorovými somatickými buňkami s nebo bez sérového hladovění. Teriogenologie. 2002; 57(7):1819–28. PMID: 12041686.

31. Kues WA, Carnwath JW, Paul D, Niemann H. Synchronizace buněčného cyklu prasečích fetálních fibroblastů sérovou deprivací iniciuje nekonvenční formu apoptózy. Klonování a kmenové buňky. 2002; 4 (3): 231–43. doi: 10.1089/15362300260339511 PMID: 12398804.

32. Cho SR, Ock SA, Yoo JG, Mohana Kumar B, Choe SY, Rho GJ. Účinky konfluence, léčby roskovitinem a hladovění v séru na synchronizaci buněčného cyklu fibroblastů hovězího plodu. Rozmnožování u domácích zvířat=Zuchthygiene. 2005; 40(2):171–6. doi: 10.1111/j.{10}}.2005.00577.x PMID: 15819970.

33. Hashem MA, Bhandari DP, Kang SK, Lee BC, Suk HW. Analýza buněčného cyklu in vitro kultivovaných goralů (Naemorhedus caudatus) dospělých kožních fibroblastů. Buněčná biologie mezinárodní. 2006; 30(9):698-703. doi: 10.1016/j.cellbi.2006.04.008 PMID: 16793292.

34. Goissis MD, Caetano HV, Marques MG, de Barros FR, Feitosa WB, Milazzotto MP a kol. Účinky sérové ​​deprivace a cykloheximidu na buněčný cyklus prasečích fetálních fibroblastů s nízkou a vysokou pasáží. Rozmnožování u domácích zvířat=Zuchthygiene. 2007; 42(6):660–3. doi: 10.1111/j.1439-0531.2006. 00839.x PMID: 17976076.

35. Arruda AL, Vieira CJ, Sousa DG, Oliveira RF, Castilho RO. Jacaranda cuspidifolia Mart. (Bignoniaceae) jako antibakteriální činidlo. Časopis léčivých potravin. 2011; 14(12):1604–8. doi: 10.1089/jmf. 2010.0251 PMID: 21663482.

36. Avila JG, de Liverant JG, Martinez A, Martinez G, Munoz JL, Arciniegas A, et al. Způsob účinku Buddleja cordata verbascoside proti Staphylococcus aureus. Časopis etnofarmakologie. 1999; 66 (1):75–8. PMID: 10432210.

37. Pendota SC, Aderogba MA, Ndhlala AR, Van Staden J. Antimikrobiální a acetylcholinesterázové inhibiční aktivity Buddleja salviifolia (L.) Lam. extrakty z listů a izolované sloučeniny. Časopis etnofarmakologie. 2013; 148(2):515–20. doi: 10.1016/j.jep.2013.04.047 PMID: 23665162.

38. Wu SC, Chen RJ, Lee KW, Tung CC, Lin WP, Yi P. Angioembolizace jako účinná alternativa hemostázy u nezvladatelného život ohrožujícího krvácení z maxilofaciálního traumatu: případová studie. Americký časopis urgentní medicíny. 2007; 25(8):988 e1–5. doi: 10.1016/j.ajem.2007.02.039 PMID: 17920998.

39. Lee BC, Kim MK, Jang G, Oh HJ, Yuda F, Kim HJ a kol. Psi klonovaní z dospělých somatických buněk. Příroda.2005; 436(7051):641. doi: 10.1038/436641a PMID: 16079832.

40. Hase M, Hori T, Kawakami E, Tsutsui T. Plazmatické hladiny LH a progesteronu před a po ovulaci a pozorování ovariálních folikulů ultrasonografickým diagnostickým systémem u psů. Journal of veterinární lékařské vědy / Japonská společnost veterinární vědy. 2000; 62(3):243-8. PMID: 10770594.

41. Choi YH, Lee BC, Lim JM, Kang SK, Hwang WS. Optimalizace kultivačního média pro klonovaná bovinní embrya a její vliv na průběh březosti a porodu. Teriogenologie. 2002; 58(6):1187-97. PMID: 12240921.

42. Kim KS, Jeong HW, Park CK, Ha JH. Vhodnost AFLP markerů pro studium genetických vztahů mezi korejskými původními psy. Geny a genetické systémy. 2001; 76(4):243-50. PMID: 11732633.

43. Oback B, Wells D. Dárcovské buňky pro jaderné klonování: mnoho je povoláno, ale jen málo je vybráno. Klonování a kmenové buňky. 2002; 4(2):147-68. doi: 10.1089/153623002320253328 PMID: 12171706.

44. Lai L, Park KW, Cheong HT, Kuhholzer B, Samuel M, Bonk A, et al. Transgenní prase exprimující zesílený zelený fluorescenční protein produkovaný přenosem jádra s použitím kolchicinem ošetřených fibroblastů jako dárcovských buněk. Molekulární reprodukce a vývoj. 2002; 62(3):300–6. doi: 10.1002/mrd.10146 PMID: 12112592.

45. Shufaro Y, Reubinoff BE. Synchronizace buněčného cyklu za účelem přenosu jádra somatických buněk (SCNT). Metody v molekulární biologii. 2011; 761:239–47. doi: 10.1007/978-1-61779-182-6_16 PMID: 21755453.

46. ​​Zhang F, Jia Z, Deng Z, Wei Y, Zheng R, Yu L. In vitro modulace telomerasové aktivity, délky telomer a buněčného cyklu v buňkách MKN45 verbascosidem. Planta Medica. 2002; 68(2):115-8. doi: 10.1055/ s-2002-20255 PMID: 11859459.

47. Lee KW, Kim HJ, Lee YS, Park HJ, Choi JW, Ha J a kol. Akteosid inhibuje proliferaci lidských promyelocytárních HL-60 leukemických buněk indukcí zástavy buněčného cyklu ve fázi G0/G1 a diferenciace na monocyty. Karcinogeneze. 2007; 28 (9): 1928–36. doi: 10.1093/Marcin/bgm126 PMID: 17634406.

48. Kitagawa Y, Suzuki K, Yoneda A, Watanabe T. Účinky koncentrace kyslíku a antioxidantů na vývojovou schopnost in vitro, produkci reaktivních forem kyslíku (ROS) a fragmentaci DNA u prasečích embryí. Teriogenologie. 2004; 62(7):1186-97. doi: 10.1016/j.theriogenology.2004.01.011 PMID: 15325546.

49. Yoneda A, Suzuki K, Mori T, Ueda J, Watanabe T. Účinky delipidace a koncentrace kyslíku na in vitro vývoj prasečích embryí. Časopis reprodukce a vývoje. 2004; 50 (3): 287–95. PMID: 15226593.

50. Guerin P, El Mouatassim S, Menezo Y. Oxidační stres a ochrana před reaktivními formami kyslíku v preimplantačním embryu a jeho okolí. Aktualizace lidské reprodukce. 2001; 7(2):175–89. PMID: 11284661.

51. Yang HW, Hwang KJ, Kwon HC, Kim HS, Choi KW, Oh KS. Detekce reaktivních forem kyslíku (ROS) a apoptózy u lidských fragmentovaných embryí. Lidská reprodukce. 1998; 13(4):998–1002. PMID: 9619561.

52. Khammanit R, Chantakru S, Kitiyanant Y, Saikhun J. Vliv sérového hladovění a chemických inhibitorů na synchronizaci buněčného cyklu psích dermálních fibroblastů. Teriogenologie. 2008; 70(1):27–34. doi: 10. 1016/j.theriogenology.2008.02.015 PMID: 18423836.