Mesenchymal Stam Cell Secretome í tannlækningum: Forvitnileg nálgun fyrir taugavernd og taugamyndun Hluti 1

Ágrip: Mesenchymal stofnfrumur (MSCs) eru þekktar fyrir jákvæð áhrif og endurnýjunarmöguleika. Sérstaklega hafa tannafleiddar MSCs þann kost að auðveldara aðgengi og einangrunaraðferð sem ekki er ífarandi. Þar að auki, þökk sé uppruna taugakamsins, virðast tannlækninga-MSC hafa meira áberandi tauga-endurnýjandi möguleika.

Á undanförnum árum hafa mesenchymal stofnfrumur verið notaðar í auknum mæli í læknisfræði. Til viðbótar við möguleika þeirra á endurnýjunarlækningum er talið að stofnfrumur í mesenchymal séu tengdar auknu minni. Þessi uppgötvun hefur fengið vísindamenn til að hlakka til nýrra meðferða við minnistapi og vitræna skerðingu.

Mesenchymal stofnfrumur eru frumur sem geta endurtekið sig og aðgreint sig í margar mismunandi frumugerðir. Þeir finnast í ýmsum vefjum fullorðinna, þar á meðal heilavef. Vísindamenn hafa komist að því að fjöldi og starfsemi mesenchymal stofnfrumna í heila aldraðra minnkar verulega, sem tengist vitrænni skerðingu og heilaskaða.

Rannsóknir hafa sýnt að með því að fjölga mesenchymal stofnfrumum hjá öldruðum er hægt að bæta vitræna hæfileika þeirra og minni verulega. Þessi uppgötvun hefur leitt til þess að fólk dreymir um að nota mesenchymal stofnfrumur til að meðhöndla Alzheimerssjúkdóm og aðrar vitsmunalegan sjúkdóma, sem væri ítarleg meðferð frekar en að nota lyf til að stjórna einkennum.

Að auki hafa vísindamenn einnig rannsakað samspil milli mesenchymal stofnfrumna og taugafrumna. Tilraunir hafa sýnt að mesenchymal stofnfrumur geta stuðlað að vexti og tengingu taugafrumna og hjálpað til við að viðhalda heilsu þeirra. Þessar rannsóknir leiða í ljós að mesenchymal stofnfrumur geta ekki aðeins endurnýjast sjálfar og sérhæfast í ýmsar frumugerðir, heldur einnig haft samskipti við nærliggjandi frumur og stutt við vöxt þeirra og virkni.

Almennt séð eru mesenchymal stofnfrumur efnilegt rannsóknarsvið og mun uppbygging á þessu sviði bæta lífsgæði aldraðra til muna. Það má sjá að við þurfum að bæta minnið og Cistanche getur bætt minnið umtalsvert því það getur líka stjórnað jafnvægi taugaboðefna eins og að auka magn asetýlkólíns og vaxtarþætti sem eru mjög mikilvægir fyrir minni og nám. Að auki getur Cistanche einnig bætt blóðflæði og stuðlað að súrefnisgjöf, sem getur tryggt að heilinn fái næga næringu og orku og þar með bætt heilaþrótt og úthald.

Smelltu á vita bætiefni til að auka minni

Reyndar, við grunnskilyrði, tjá þeir einnig taugamerki. Hins vegar er það nú vel þekkt að gagnlegar aðgerðir MSCs ráðast, að minnsta kosti að hluta til, á seyti þeirra, sem vísar til allra lífvirku sameindanna sem losnar í skilyrta miðlinum (CM) eða utanfrumublöðrum (EVs).

Í þessari umfjöllun einbeitum við okkur að notkun seytingarefnisins sem er unnin úr tann MSCs fyrir taugaendurnýjun og taugavernd. Seyti mismunandi tanna MSC hefur verið prófað með tilliti til áhrifa þeirra á taugaendurnýtandi tilgangi, og seytingar tannmassastofnsfrumna og stofnfrumna úr afhúðuðum lauftönnum eru mest rannsökuð.

Bæði CM og EV sem fengust frá MSC tannlæknastofum sýndu að þau geta stuðlað að útvöxt taugafruma og taugaverndandi áhrif. Athyglisvert er að MSC seyti af tannlæknum sýndi sterkari taugaendurnýjandi og taugaverndandi áhrif samanborið við það sem fæst frá öðrum MSC aðilum. Af þessum ástæðum getur seytið sem fæst úr MSC tannlækningum verið vænleg nálgun fyrir taugavarnarmeðferðir.

Lykilorð: mesenchymal stofnfrumur tanna; secretome; skilyrt miðill; utanfrumublöðrur;exósóm; taugaendurnýjun; taugavörn; aðgreining taugafruma.

1. Inngangur
Mesenchymal stofnfrumur (MSCs) eru fjölvirkar frumur með mikla möguleika á endurnýjunarlækningum [1]. MSCs voru fyrst einangruð í beinmerg af Friedenstein o.fl. [2,3].

Hins vegar var hugtakið MSCs búið til síðar af Caplan, sem gefur til kynna fjölhæfa aðgreiningargetu þeirra til að gefa tilefni til mesodermal ættar [4]. Árið 2006, Dominici o.fl. komið á viðmiðunum til að flokka MSCs, sem eru plastviðloðun við staðlaðar ræktunaraðstæður, tjáning CD105, CD73 og CD90, skortur á CD45, CD34, CD14 eða CD11b, CD79alpha eða CD19 og HLA-DR yfirborðssameindum og aðgreiningarmöguleikar til beinfrumur, fitufrumur og chondroblasts in vitro [5].

Frá fyrstu uppgötvun hafa MSCs verið einangruð úr mismunandi vefjum. Varðandi tannvef, árið 2000, Gronthos o.fl. einangraði fyrst hóp af MSC úr tannmassafrumum, með svipaða eiginleika og beinmergs MSCs (BMSCs) [6].

Síðan þá hefur komið í ljós að mismunandi tannafleiddar frumur búa yfir stofnfrumueiginleikum og voru nefndar eftir upprunavef þeirra, þar á meðal tannkvoðastofnfrumur (DPSC), stofnfrumur úr flögguðum lauftönnum (SHEDs), tannholdsbandsstofnfrumur (PDLSCs) , tannsekkjustofnfrumur (DFSCs), stofnfrumur úr apical papilla (SCAPs) og tannholds-MSCs (GMSCs) [7].

Tann-MSC hafa þá kosti að vera aðgengilegir með lágmarks ífarandi aðferðum [8], stækkanlegar með hlutfallslegum erfðafræðilegum stöðugleika í langan tíma og sýna ónæmisbælandi eiginleika [9]. Þar að auki eru þeir einnig færir um að aðgreina sig í átt að mesodermal ættkvíslinni, en þeir sýna einnig getu til að aðgreina inectodermal og endodermal ætterni [10].

Tann-MSCs hafa uppruna taugaháls og af þessum sökum sýna þeir öflugri taugavaldandi getu samanborið við önnur MSCs [11]. Þökk sé uppruna þeirra, tjá tann-MSC nokkur taugaforfrum og þroskað frumumerki, jafnvel þegar það er ekki útsett fyrir blæðingarmiðli og við staðlaðar ræktunaraðstæður, eins og nestin, -3 túbúlín, taugatrópínviðtaka og taugaþráða [12,13].

Að auki sýna tann MSC meiri aðgreiningarmöguleika fyrir taugamyndun samanborið við aðrar MSC gerðir [14,15].

Þannig geta MSC tannlækningar, þökk sé aðgreiningarmöguleika þeirra og paracrine áhrif, verið góð uppspretta MSCs til meðferðar á taugahrörnunarsjúkdómum og endurnýjun tauga [16-20].

Gagnlegir eiginleikar MSC eru oft tengdir aðgreiningarmöguleikum þeirra. Reyndar geta MSCs sem aðgreina sig í átt að taugafrumum komið í stað hrörnunar.

Hins vegar er það nú vel viðurkennt að endurnýjandi og verndandi áhrif MSCs eru einnig miðlað af seytingarefni þeirra. Í þessari endurskoðun einbeitum við okkur að seytunni sem fæst með MSC tannlækninga, sem sýnir möguleika þess fyrir taugavernd og taugaendurnýjun forklínískra líkön.

2. MSC seyting

MSC seytingin inniheldur ýmsar lífvirkar sameindir, svo sem lípíð, prótein, kjarnsýrur, chemokines, cýtókín, vaxtarþættir og hormón, losuð í skilyrt miðli (CM) eða utanfrumublöðrum (EVs) [21].

Notkun seytunnar fyrir frumulausa meðferð virðist lofa góðu og hefur þann kost að hafa ekki siðferðileg mörk sem tengjast notkun stofnfrumna og sýnir lítið ónæmisvaldandi áhrif [22].

Að auki benda sumar skýrslur aðeins til takmarkaðrar lifun MSC eftir ígræðslu [23]. EVs geta einnig gegnt aðalhlutverki í frumulausum meðferðum. EV eru himnubundin tvílags lípíðagnir, seytt af mismunandi frumugerðum, sem bera farm af líffræðilegum sameindum frá móðurfrumum þeirra.

Þeir eru mikilvægir miðlarar líffræðilegra upplýsinga í millifrumuboðum frá foreldri inn í viðtakandafrumu. EVs eru flokkaðar asmicrovesicles (MVs), exosomes (EXOs) og apoptótískir líkamar byggt á stærð þeirra en einnig á öðrum eiginleikum eins og lífmyndun og losunarleiðum [24,25].

MV eru framleidd með beinni verðbólgu frá frumu plasmahimnu. Þvert á móti eru EXOs smærri og eru upprunnin frá innvortis brjósti takmarkandi himnu snemma innkirtla, sem þroskast í fjölblöðrulaga á meðan á ferlinu stendur.

Eftir samruna við plasmahimnuna losa fjölblöðrulíkar EXOs í utanfrumu umhverfið [24,26].

EVs, þökk sé yfirborðssameindum þeirra, geta miðað á viðtakandi frumur. Þegar þeir hafa verið tengdir við markfrumu, geta EVs stuðlað að merkjasendingum í gegnum viðtaka-bindil milliverkanir eða hægt að innræta þær með innfrumumyndun, átfrumum eða sameinast himnu markfrumunnar og losa innihald þeirra í umfrymið [27,28].

EVs gefin út af MSCs innihalda prótein, lípíð, mRNA, microRNA (miRNA) og cýtókín. Þessar blöðrur losa innihald sitt í markfrumur, móta virkni þeirra og hugsanlega framkalla endurnýjunarferli [29].

Seyti MSC tannlækninga

Athyglisvert er að mismunandi MSC uppsprettur geta haft áhrif á seytingarsniðið [30]. Af þessum sökum geta MSCs í tannlækningum sýnt mismunandi samsetningu seytingarefna samanborið við önnur MSC.

Greining á SCAP seyti hefur sýnt fram á samtals 2046 prótein, þar á meðal efnafræðileg, æðavaldandi, ónæmisbælandi, and-apoptótísk og taugaverndandi þætti, önnur en utanfrumufylki (ECM) prótein. Athyglisvert er að magn 151 próteina var að minnsta kosti tvöfalt ólíkt BMSC.

Reyndar sýndu SCAP aukið magn próteina sem taka þátt í efnaskiptaferlum, umritun, chemokines og taugatrópínum á meðan þeir sýndu lækkun á þeim sem tengjast líffræðilegri viðloðun, þróunarferlum, ónæmisvirkni, ECM próteinum og frumkvöðlaþáttum [31].

DPSC seytingin inniheldur mismunandi frumudrep, kemokin og vaxtarþætti, þar á meðal æðaþelsvaxtarþátt (VEGF)-A og Follistatin (FST) sem eru mest áberandi [32].

Önnur rannsókn sýndi að granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF)-virkjaðar DPSCs tjáðu hærra magn æða- og taugakerfisþátta, þ. taugavaxtarþáttur (NGF) samanborið við BMSC og fituvefs-afleidd MSC (AMSC).

Sérstaklega framkallaði DPSCs-CM meiri útvöxt taugafruma í TGW frumum taugafrumukrabbameins í mönnum. Töfrandi áhrif DPSCs á fólksflutninga og frumudauða voru meiri samanborið við áhrif BMSCs og AMSCs [33].

Tjáningarmagn cýtókína í DPSCs var einnig borið saman við að þróa apical complexcells (DACC). Alls greindust 25 cýtókín, þar af voru 22 tjáð sterkari í DPSCs-CM. Sérstaklega, odontoblast aðgreiningartengd cýtókín og theneurotrophin (NT)-3 og NT-4 komu sterkari fram í DPSCs-CM [34].

Próteininnihald PDLSC-CM var einnig greint með vökvaskiljun-tandem massagreiningu (LC/MS/MS), sem greindi alls 99 prótein, þar á meðal fylkisprótein, ensím, vaxtarþætti, frumufrumur og æðavaldandi þætti [35].

LC-MS/MS sýndi einnig tilvist beinmyndandi próteina í seyti tannlækninga MSCs [36]. Samanburðargreining á seyti sýndi tilvist trefjafrumuvaxtarþáttar (FGF)-2, interleukin (IL)-10, blóðflögur -afleiddur vaxtarþáttur (PDGF), frumufrumuafleiddur þáttur (SDF)-1, angíópóetín (Ang)-1, umbreytandi vaxtarþáttur (TGF)- 3, lifrarfrumuvaxtarþáttur (HGF), interferón (IFN)-, VEGF og IL-6 í CM frá SHEDs, BMSCs og Wharton's-Jelly-derived MSCs (WJMSCs).

PDGF-A, IL-10, FGF-2 og SDF-1 voru svipaðar í öllum sýnum, TGF- 3 og Ang-1 voru hærri í BMSC, en HGF og INF- sýndi aukningu á SHED. VEGF var aukið í WJMSCs [37].

Einnig hefur verið metinn munur á seytingarþáttum PDLSCs með varanlegum og lauftönnum manna. Prótein sem taka þátt í frumuvexti, frumusamskiptum og merkjaflutningi fundust oftar í PDLSC-CM með varanlegum tönnum, ásamt hærra magni NT-3 og NT-4 og frumumyndunartengdra frumuefna eins og vöxt í húðþekju. þáttur (EGF) og insúlínlíkur vaxtarþáttur (IGF)-1.

Þvert á móti, CM sem fengin var úr lauftönnum PDLSCs innihélt aðallega prótein sem taka þátt í stjórnun frumuhringsins og magn cýtókína sem taka þátt í ónæmissvörun og niðurbroti vefja og hvatavirkni, þar á meðal MMP1, Proteasome undireiningu, alfa gerð, 1(PSMA1), og cullin 7 (CUL7) voru hærri í þessum frumum [38].

Pulp CD 31-side population (SP) frumur tjáðu hæsta magn æða- og taugakerfisþátta samanborið við þá sem einangraðir voru úr beinmerg og fituvef.

CMfrom kvoða CD31− SP frumur sýndu and-apoptotic og taugafrumur útvöxt getu [39]. EXOs fengnar frá DPSCs sýndu sterkari ónæmisstýrandi getu samanborið við BMSCs EXOs.

Nánar tiltekið hamluðu DPSCs EXO aðgreiningu CD4+ T frumna í Thelper 17 frumur og drógu úr seytingu bólgueyðandi frumudrepna IL-17 og æxlisdrepsþáttar (TNF)-, á sama tíma og þeir stuðla að skautun CD{{5 }} T frumur inn í T reg og eykur losun bólgueyðandi þáttanna IL-10 og TGF- [40]. Afritin sem eru til staðar í rafbílum voru einnig rannsökuð.

GMSCs EVs innihéldu umritunarkóðun fyrir nokkra vaxtarþætti eins og TGF-, FGF og VEGF, en einnig glial-cell-afleidd taugafrumuþáttur (GDNF) fjölskyldu bindlar og taugatrópín, eins og NGF, heila-afleiddur taugakerfisþáttur (BDNF), NT{ {4}} og NT-4 taka þátt í þroska taugafrumna. Sumir IL og meðlimir Wnt fjölskyldunnar voru einnig til staðar [41].

EVs innihalda einnig RNA sem ekki er kóðað. EVs af PDLSCs undirstrikaði tilvist mismunandi flokka RNA sem ekki er kóðað, þar á meðal andskynjunar-RNA og langt ókóðandi RNA(lncRNA), en einnig fimm miRNA, sem eru MIR24-2, MIR142, MIR335, MIR490 og MIR296.

Þessi miRNA markgen tilheyra genaverufræðiflokknum „Ras proteinsignal transduction“ og „Actin/microtubule cytoskeleton organization“ [42].

Alls voru 593 og 920 þekkt PIWI-víxlverkandi RNA (piRNA) auðkennd úr SCAP-EXO og BMSC-EXO, í sömu röð, og 21 piRNA var tjáð á mismunandi hátt.

Markgenin af mismunandi tjáðum piRNAs tóku aðallega þátt í líffræðilegri stjórnun, frumuferlum, efnaskiptaferlum, bindingu og hvatavirkni.

Nánar tiltekið voru markgenin uppstýrðu piRNAs í SCAP-EXOs auðguð á þemitogen-virkjaðri próteinkínasa (MAPK) boðleið, Ras boðleið og sítrat hringrás boðleið.

Þvert á móti voru markgenin niðurstýrðra piRNAs í SCAP-EXOs auðguð á p53 merkjaleiðinni og Epstein-Barr veirusýkingarboðaleiðinni [43].

For more information:1950477648nn@gmail.com