Áhrif flavonoids á húð samkvæmt uppbyggingareiginleikum þeirra: endurskoðun

Vinsamlegast hafðu sambandoscar.xiao@wecistanche.comfyrir meiri upplýsingar

Ágrip:Bakgrunnur: Við hjartadrep (MI) tapast milljarðar hjartavöðvafruma. Ákjósanlegasta meðferðin ætti í raun að koma í stað skemmdra hjartavöðvafrumna, hugsanlega fyrir stofnfrumur sem geta ígræddar og aðgreindar í starfrænar hjartavöðvafrumur fullorðinna. Sem slíkar eru hjartagáttarviðhengisstofnfrumur (CASCs) hentugur frambjóðandi. Hins vegar getur tilvist hækkaðs magns háþróaðrar glycation end products (AGEs) á hjartasvæðum þar sem CASCs eru ígrædd hafa áhrif á endurnýjunarmöguleika þeirra. Í þessari rannsókn skoðum við hvort og hvernig AGEs breyta eiginleikum CASCs in vitro. Aðferðir og niðurstöður: CASCs í ræktun voru útsett fyrir AGEs styrkleika á bilinu (50 ug/mL til 400 ug/mL). Lifun, fjölgun og flæðisgeta CASC minnkaði marktækt eftir 72 klst. af útsetningu fyrir AGE. Apoptosis jókst marktækt með hækkandi styrk AGEs. Skaðleg áhrif þessara AGEs voru að hluta til slökkt með forræktun með viðtaka fyrir AGEs (RAGE) hemli (25μM FPS-ZM1), sem gefur til kynna þátttöku RAGE í þeim neikvæðu áhrifum sem fram komu. Ályktun: AGEs hafa tíma- og þéttniháð neikvæð áhrif á lifun CASCs, útbreiðslu, fólksflutninga og frumudauða in vitro, að hluta miðlað með RAGE virkjun. Hvort and-AGE meðferðir séu áhrifarík meðferð við stofnfrumumeðferð eftir MI gefur tilefni til frekari skoðunar.

Leitarorð:stofnfrumur; aldehýð dehýdrógenasi; CASCs; glýkrað prótein; háþróaðar lokaafurðir glýkunar; fjölgun; apoptosis; fólksflutningar; RAGE hömlun

1. Inngangur

Kransæðasjúkdómur (CHD) er enn helsta orsök dánartíðni og veikinda á heimsvísu, þar sem hjartadrep (MI) er algengasta form kransæðasjúkdóms [1]. MI stafar af algjörri eða að hluta lokun í kransæð. Á blóðþurrðarsvæðinu eru súrefni og næringarefni takmarkað, sem leiðir til dauða í hjartavöðvum. Stærð drepsins fer eftir mörgum þáttum, svo sem stærð blóðþurrðarsvæðisins sem er í hættu, staðsetningu og lengd kransæðastíflu og magni eftirstöðva blóðflæðis [1,2]. Þar sem hjartavöðvafrumur fullorðinna hafa lágmarks endurnýjunareiginleika, er innri viðgerð á skemmda vefnum enn óviðunandi. Eini kosturinn til að endurheimta tapaðan hjartavef er að finna meðferðaraðferð sem kemur í stað hjartavöðvaörs fyrir virkan samdráttarvef.hversu mikið cistanche á að takaMikið hefur verið lagt í rannsóknir í að afhjúpa lækningamöguleika og aðferðir frumumeðferðar með beinmergsfrumum (BMC). Beinmergur inniheldur blóðmyndandi stofnfrumur (HSCs), endothelial progenitor cells (EPCs) og mesenchymal stofnfrumur (MSCs) [3]. Klínískar rannsóknir með einkjarna BMC og MSCs skiluðu ekki marktækum framförum á hjartastarfsemi eftir MI. Þar sem einkjarna BMC og MSC aðgreinast ekki í hjartavöðvafrumur, er líklegt að takmarkaðar umbætur sem sjást megi rekja til paracrine verkunar [4,5]. Til að bæta verulega hjartastarfsemi eftir MI, færðist áhersla rannsókna í átt að staðbundnum hjartastofnfrumum (CSCs) eins og c-kit plus , Sca-1 plus , Isl-1 plús -frumur og hjartahvel, sem líklegt er að séu fyrirfram forritaðar til að verða hjartavöðvafrumur. Samt er árangur þeirra í endurnýjun hjarta lélegur [6].

vinsamlegast smelltu hér til að vita meira

Á síðustu árum uppgötvaði rannsóknarhópur okkar nýja tegund hjartastofnfrumna sem kallast „cardiac atrial stam cells“ (CASC). Öfugt við aðrar stofnfrumur, sýna CASCs ótrúlega hjartavöðvavaldandi aðgreiningareiginleika, sem gerir þær að efnilegum frambjóðanda fyrir endurnýjun hjarta [4]. Einangrun á þessum stofnfrumum frá gáttaviðhengjum byggist á mikilli aldehýð dehýdrógenasa (ALDH) virkni. Einnig var greint frá mikilli ALDH virkni í öðrum stofnfrumugerðum, eins og MSC, HSC, og tauga- og krabbameinsstofnfrumum meðal annarra[7-9]. Þar sem ALDH hefur reynst hjartaverndandi og stuðlar að lifun frumna við streituskilyrði, getur notkun ALDH plús stofnfrumuþýðis við blóðþurrðaraðstæður verið gagnleg í þessu samhengi [4,10]. CASC er hægt að stækka upp í klínískt viðeigandi tölur, án þess að tapa grundvallareiginleikum, svo sem ALDH virkni, yfirborðsmótefnavakasniði og hjartavöðva aðgreiningargetu [11]. Þetta gefi skiptir sköpum fyrir þýðingu þessarar meðferðaraðferðar á heilsugæslustöðina. Að auki höfum við sýnt fram á að ígræðsla samgena CASCs leiðir til bættrar virkni vinstri slegils, sem stafar af fullnægjandi stofnfrumuígræðslu og frekari aðgreiningar CASCs [4,12].

Hjá MI-sjúklingum eykst magn háþróaðrar glýkingarendaafurða (AGEs) [13]AGEs eru prótein og/eða lípíð sem skemmast óafturkallanlega vegna glýkingar, ferli þar sem afoxandi sykur bregst við án ensíma við amínóhópa í lípíðum eða próteinum . Fyrir utan glýkingu leiðir oxunarálag einnig til myndunar AGEs með oxun próteina og/eða lípíða [14]. AGEs myndast með innrænum hætti og safnast náttúrulega fyrir í líkamanum með öldrun eða í sjúklegum aðstæðum eins og MI þegar magn oxunarálags er aukið [15-17].hvað er cistancheEnnfremur hafa fyrri rannsóknir sýnt að AGE hefur áhrif á mismunandi tegundir stofnfrumna in vitro [18-20]. Geta stofnfrumna til að fjölga sér minnkar með AGEs og apoptotic hlutfallið eykst við notkun AGEs. Þessi áhrif gætu verið framkvæmd með nokkrum aðferðum, þar á meðal virkjun apoptotic ferlisins, RAGE eða óhóflega ROS myndun [20]. Hvort AGEs hefur einnig áhrif á eiginleika CASCs er enn óþekkt. Þessar niðurstöður vekja upp þá spurningu hvort AGE geti haft neikvæð áhrif á meðferðaráhrif CASCs, sem eru notuð sem meðferð við MI. Markmið þessarar rannsóknar er því að kanna in vitro áhrif AGE og hugsanlega virkjun RAGE viðtaka þess á útbreiðslu, lifun og flæði CASCS.

2.Efni og aðferðir

2.1. Dýratilraunir

Dýrarannsóknir voru gerðar í samræmi við tilskipun ESB 2010/63/ESB um dýratilraunir og samþykktar af siðanefnd á staðnum um dýratilraunir (UHasselt, Belgía, Diepenbeek; ID 201919K). Öll dýrin voru geymd í hitastýrðu umhverfi (21 gráðu, 60 prósent rakastig) með 12 klst-12 klst ljós-myrkri hringrás. Þeim var gefið venjulegt kögglafæði með vatni sem var tiltækt eftir frjálsum vilja. Alls voru 62 kvenkyns Sprague-Dawley rottur (Janvier Labs, Le Genest-Saint-Isle, Frakklandi) notaðar.

2.2.Rat CASCs einangrun og stækkun

CASCs voru safnað úr hægra gáttarviðbótunum, eins og lýst er áður [4]Í stuttu máli var rottum sprautað með heparíni (1000 einingar/kg, í kviðarhol (ip) og voru aflífaðar með ofskömmtun af natríumpentóbarbital (Dolethal, Vetoquinol, Aartselar Belgium, 200 mg/kg, ip). Hjörtu voru uppskorin, gegnsýrð með venjulegri Tyrode lausn (137mMNaCl,5,4mMKCl,0,5mMMgClz,1mMCaClz,11,8mMNa-HEPES,camg0m0m, taurse, taurse, ,pH 7,4), og hægri gáttarviðhengjum var safnað. Útdreginn hægra gáttarvefurinn var söxaður í bita af ~1 mm³, þvegin með fosfat-bufferðri saltlausn (PBS) og ensímaðgreindur í 30 mínútur í Hank's Balanced Salt Solution sem inniheldur 0,6 WU/mL kollagenasa NB 4 (Serva, Heidelberg, Þýskalandi) og 20 mM Carly.lífflavonoidsALDHt frumur voru litaðar samkvæmt Aldefluor settinu (STEMCELL Technologies, Evergem, Belgíu). ALDHt frumur voru skilgreindar sem CASC og voru flæðiflokkaðar (BD FACS Aria) í X-VIVO 15 miðli (Lonza, Basel, Sviss) bætt við 20 prósent fósturkálfasermi (FCS) og 2 prósent penicillín/streptomycin (P/S) . Einangruðum CASC var sáð í 6-brunnsplötur með þéttleikanum 60,000 frumur í hverri brunn og ræktaðar við 37 gráður í rakaðri hitakassa með 5 prósent CO2 andrúmslofti. Skipt var um miðil á 2 til 3 daga fresti. Þegar CASCs náðu 80 prósent samruna, voru þau safnað með trypsíni. Fyrir allar tilraunir voru leið 1 CASCs notuð.

Cistanche getur gegn öldrun

2.3.AGES Undirbúningur

AGEs voru útbúin eins og áður hefur verið lýst [21]. Í stuttu máli var albúmín úr nautgripasermi (BSA;7 mg/ml) ræktað með glýkóaldehýðdímerum (90 mM; Sigma-Aldrich, Diegem, Belgíu) í dauðhreinsuðu PBS (pH7,4) í 5 daga við 37 gráður. Þessi lausn var skilgreind gegn PBS, tvisvar í 2 klst og yfir nótt við 4 gráður til að fjarlægja óhvarfað glýkóaldehýð (3,4 kDa skerðingarmörk. AGEs voru síuð (0,2 um sía, Sarstedt, Antwerpen, Belgíu). BSA ræktað í PBS (7mg/ml) ) var notað sem samanburðarlausn.

2.4. Útbreiðslu- og lifunarpróf

Útbreiðslu- og lifunarmælingar voru framkvæmdar með própídíumjoðíði (PI) prófi eins og lýst er áður af Gervois o.fl. og Lo Monaco o.fl.[22,23]. Í stuttu máli voru CASCs sáð í 96-brunnsplötu í X-VIVO miðli með 10 prósent FCS og 2 prósent P/S. Fyrir útbreiðslumælingar voru 5000 frumur sáð í hverri brunn. Fyrir lifunarmælingar voru 100 frumur sáð í hverri brunn. Eftir 24 klst. var fimm mismunandi skilyrðum bætt við miðilinn: 400 ug/mL BSA, 50 ug/mL, 100 ug/mL, 200 ug/mL og 400 ug/ml AGEs. Til að mæla útbreiðslu var BSA eða AGE bætt við X-VIVO miðil með 2 prósent FCS og 2 prósent P/S.kaupa cistancheTil að mæla lifun var BSA eða AGE bætt við X-VIVO miðil með 0 prósent FCS og 2 prósent P/S. Eftir þrjá mismunandi tímapunkta (24,48 og 72 klst) var efnið skipt út fyrir Lysis buffer A100 (ChemoMetec, Kaiserslautern, Þýskalandi), fylgt eftir með jöfnu magni af stöðugleikabuffi B (ChemoMetec) bætt við PI(10 ug/ mL, Sigma). Eftir 15 mínútur með ræktunartíma í myrkri var flúrljómun mæld með Fluostar Optima plötulesaranum (BMG Labtech, Ortenberg, Þýskalandi) við örvun upp á 540 nm, útblástursbylgjulengd 612 nm og aukningu upp á 2000. Tilraunir voru gerðar. í þríriti. Gögnin voru stöðluð með gögnum sem fengust með 400 ug/mL BSA.

2.5. Flutningagreining

CASC var sáð í {{0}}brunnsplötu með þéttleika 5000 frumna í hverri brunn í X-VIVO miðli með 10 prósent FCS og 2 prósent P/S. Fimm skilyrðum var bætt við miðilinn: 400 ug/mL BSA, 50 ug/ml, 100 ug/mL, 200 ug/mL og 400 ug/ml AGEs. Eftir 72 klst. ræktunartíma voru skilyrtu CASCs safnað með því að nota trypsín og notuð til flutningsprófs milli hola. Í ThinCerts (Greiner Bio-One, Vilvoorde, Belgíu) með gljúpa himnu sem er 8 um holastærð, voru 100.000 frumur í hverju ástandi sáð í X-VIVO miðli með 0 prósent FCS og 2 prósent P/S. ThinCerts voru settir á 24-brunnsplötur sem innihéldu X-VIVO miðil með 2 prósent FCS og 2 prósent P/S. Eftir 24 klst flutning voru ThinCerts festir með 4 prósent paraformaldehýði (PFA) í 15 mínútur og ræktaðar með 0,1 prósent kristalfjólublá í 30 mín. Frumur sem fluttu ekki voru fjarlægðar efst á ThinCerts, eftir það var magn fluttra CASCs magnmælt með AxioVision 4.6 hugbúnaði (Carl Zeiss, Zaventem, Belgíu). Gögnin voru stöðluð með gögnum sem fengust með 400 ug/mL BSA.

2.6.Efnugreiningu

CASC var sáð í 96-brunnsplötu með þéttleikanum 10,00 frumur í hverri brunn í X-VIVO miðli með 2 prósent FCS og 2 prósent P/S. Til að rannsaka apoptosis var kaspasagreining gerð með því að nota IncuCyte8 Caspase-3/7 Green Apoptosis Assay Reagent (þynnt 1/100, Sartorius, Schaarbeek, Belgíu). Fimm skilyrðum var bætt við miðilinn: 400 ug/mL BSA, 50 ug/ml, 100 ug/ml, 200 ug/mL og 400 ug/mL AGEs.CASCs ræktuð í X-VIVO miðli án FCS og 2 prósent P/ S voru notuð sem jákvæður samanburður. Tilraunir voru gerðar í þríriti. Myndir voru teknar eftir 24,48 og 72 klst. ræktun með því að nota IncuCyte@S3Live-Cell Analysis System (Sartorius, Schaarbeek, Belgíu). Greining á svæðinu sem er upptekið af apoptotic frumum var framkvæmd með því að nota IncuCyte* SX1 Live-Cell Analysis System (Sartorius, Schaarbeek, Belgíu). Gögnin voru stöðluð í jákvæða samanburðinn (plús, X-VIVO miðill án FCS).

2.7.In vitro RAGE hömlun

RAGE var hindrað til að meta framlag RAGE virkjunar í útbreiðslu, lifun og flæði CASCs. Í stuttu máli voru CASCs forræktaðar við 37 gráður í 5 prósent CO2 útungunarvél með RAGE mótlyfinu FPS-ZM1 (10 og 25 uM, Calbiochem/Merck, Overijse, Belgíu). Eftir 2 klst. forræktun var 400 ug/mL AGE bætt við.cistanche ÁstralíuEftir 24 48 og 72 klst. var útbreiðslu og lifun metin eins og lýst er hér að ofan. Eftir 72 klst. ræktun voru fyrirfram skilyrt CASCs safnað og notuð fyrir flutningsgreiningu yfir brunna eins og lýst er hér að ofan.

2.8.Tölfræði

Tölfræðilegar greiningar voru gerðar með GraphPad Prism 9.0.0 hugbúnaði.cistanchEðlileg dreifing gagna var metin með Shapiro-Wilk prófinu. Venjulega dreifð gögn voru látin fara í einstefnu ANOVA próf með endurteknum mælingum, fylgt eftir með Multiple Comparison prófi Holm-Sidak. Þegar gögn voru ekki eðlilega dreifð var Friedman prófið sem ekki var breytilegt notað og síðan Dunn's Multiple Comparison próf. Öll gögn eru gefin upp sem meðaltal ± staðalvillu meðaltals (SEM). Gildi p<0.05 was="" considered="" statistically="">

3. Úrslit

3.1. AGEs útsetning hefur neikvæð áhrif á útbreiðslu og lifun CASCs

Eins og sést á mynd 1 dró AGE marktækt og smám saman úr útbreiðslu CASC með tímanum. Neikvæð áhrif AGEs á útbreiðslu CASCs voru einnig styrktarháð. Eftir 72 klst. minnkaði styrkur 100 ug/mL, 200 ug/mL og 400 ug/ml AGE verulega útbreiðslu CASCs samanborið við BSA (Mynd 1C; 80 prósent ±7n100ug/ml,74 prósent ±3í 200 ug/mL og 65 prósent ±4 í 400 ug/mL AGEs）. Notkun BSA eitt sér hafði ekki áhrif á útbreiðslugetu CASCs (mynd Sl í viðbótarefni). Eins og sést á mynd 2 hafði hækkandi styrkur AGE neikvæð áhrif á lifun CASC í tíma. Marktæk áhrif AGE komu fram eftir 48 (Mynd 2B) og 72 klst. (Mynd 2C; 85 prósent ±3 í 100 ug/ml, 73 prósent ±3 í 200 ug/mL og 64 prósent ±4 í 400 ug/ml AGE) . Notkun BSA eitt sér hafði ekki áhrif á lifunargetu CASCs (Mynd S1).

3.2. Aukin AGEs styrkur Auka CASCs Apoptosis

Til að skýra áhrif mismunandi AGEs styrks (50,100,20 og 400 ug/mL) á frumudauða CASCs, var kaspasagreining gerð. Hlutfall frumna sem tjáðu kaspasa 3/7 var mælt á mismunandi tímapunktum: 24 (Mynd 3A), 48 (Mynd 3B) og 72 (Mynd 3C) klst. Apoptotic hlutfallið jókst smám saman með tímanum með auknum AGEs styrk (Mynd 3C,72h;77 prósent ±17 í 400 ug/mL AGEs á móti 18 prósent ±3in BSA).

3.3. AGEs útsetning lækkar CASCs flutningsgetu

Flutningsgeta CASCs var metin með flutningsprófi yfir brunna eftir 72 klst. ræktun með mismunandi styrk AGE. Á mynd 4-E eru dæmigerð dæmi um flutning CASCs eftir ræktun með BSA og mismunandi AGEs styrk (50,100, 200 og 400 ug/mL). Magngreining fólksflutninga er sýnd á mynd 4F. Í samanburði við BSA sást marktæk minnkun á fólksflutningum þegar CASCs voru ræktuð með 400 ug/mL AGEs (Mynd 4E, F; 75 prósent ±5 í 400 ug/mL AGEs).

3.4. Skaðleg áhrif AGEs í CASCs eru miðlað af RAGE virkjun

Til að meta framlag RAGE virkjunar í skaðlegum áhrifum AGEs, var fjölgun, lifun og flæði CASCs metin eftir ræktun með RAGE mótlyfinu FPS-ZM1. Fyrir útsetningu fyrir 400 ug/mL AGEs voru CASCs forræktaðar í 2 klst með 10 eða 25 uM FPS-ZM1. Notkun FPS-ZMl eingöngu (10 og 25 uM) hafði ekki áhrif á útbreiðslugetu né lifun CASCs (Mynd S2). CASCs fjölgun (Mynd 5A-C) var metin eftir 24(A),48(B) og 72(C)klst. Eins og sýnt er á mynd 1 eru neikvæð áhrif á útbreiðslu CASCs eftir AGEs verulega sljóvguð eftir forræktun með 25 uM FPS-ZM1 (Mynd 5A-C). Reyndar, eftir 24 og 48 klst, batnaði útbreiðslu CASCs verulega, með 400 ug/mL AGEs útsetningu (24 klst., mynd 5A; 104 prósent 士8 í 25 μM FPS-ZM1 á móti 79 prósentum ±5 í 400 ug/mL s; 48h, mynd 5B;95 prósent ±5 tommur 25 μM FPS-ZM1 á móti 70 prósentum ± 4 tommur 400 ug/mL AGEs）. Eftir 72 klst. kom fram sama þróun. Útbreiðsla hafði tilhneigingu til að batna þegar RAGE var hamlað (Mynd;80 prósent ±8in25μMFPS-ZM1 á móti 67 prósentum ±5in 400 ug/mL AGEs, p=0.06）. Lifun (mynd 6A-C) var metin eftir 24(A),48(B) og 72(C)klst. Neikvæð áhrif á lifun CASCs eftir AGE (Mynd 2) eru verulega bætt eftir forræktun með 25 uM FPS-ZM1 (Mynd 6A-C). Eftir 24 klst. batnaði lifunin verulega (Mynd 6A; 104 prósent ±7 í 25 μM FPS- ZM1 á móti 91 prósent ±4 í 400 ug/mL AGE. Þessi þróun sást einnig eftir 48 klst. (Mynd 6B; 91 prósent ±5 í 25 μM FPS-ZM1 á móti 81 prósentum ±5 í 400 ug/mL AGES, p =0.07). Dæmi um flutning CASCs eftir 72 klst. ræktun með 400 ug/mL AGEs og FPS-ZMl eru sýnd á mynd og magngreind á mynd. CASCs forræktun með 25 uM FPS-ZMI gæti komið í veg fyrir minni flutningsgetu CASCs sem sést við AGEs útsetningu ( Mynd 7B;98 prósent ±6 í 25 uM FPS-ZM1 á móti 7 prósentum ±8 í 400 ug/mL AGE, p=0.07）.

4. Umræður

Rannsóknin okkar er sú fyrsta sem sýnir að AGE hefur áhrif á eiginleika CASCs, nefnilega lifun, útbreiðslu, fólksflutninga og frumudauða in vitro. Gögn okkar sýna að þessi áhrif eru að hluta miðluð með RAGE virkjun á skammtaháðan hátt.

4.1.Hlutverk AGEs í MI

Þéttni AGEs í blóðrás er marktækt hækkuð hjá sjúklingum með bráða hjartadrep [24,25] Hins vegar er enn óljóst hvernig þeir taka þátt í meinalífeðlisfræði hjartalínuritsins. Hvarfandi súrefnistegundir (ROS) eru helstu þátttakendur sem taka þátt í myndun AGE. Oxunarálag getur valdið myndun hvarfgjarnra karbónýlefnasambanda og glýsoxíðun Amadori vara í Maillard hvarfinu. Sem slík eru AGEs óafturkræf mynduð og safnast upp í hjartanu eftir hjartadrep og eru talin geta hugsanlega versnað skaðlega hjartasvipgerðina enn frekar [26,27]. Að auki eru daufkyrninga og virkjaðir átfrumur, sem taka þátt í bólguferlinu í MI, stór þáttur í myndun AGEs [28,29]. Þessar ónæmisfrumur seyta AGEs og er greint frá þeim sem lykilörvum AGE-myndunar í MI. 4.2.Lífeðlisfræðilegt mikilvægi AGEs styrks

Í rannsókn okkar prófuðum við breitt svið AGEs styrks (50 til 400 ug/mL) Styrkur AGEs sem notaður er í öðrum in vitro rannsóknum sem rannsaka áhrif AGEs á stofnfrumur, er á bilinu 15 til 500 ug/mL 【20】. Það er verulegur breytileiki á notuðum styrk, en hærra gildi AGE endurspegla almennt lífeðlisfræðilega plasmaþéttni sem finnast hjá sjúklingum sem þjást af mörgum sjúkdómum. Reyndar hefur verið sýnt fram á að styrkur AGEs-albúmíns hjá sykursjúkum sé á bilinu 50 upp í 400 ug/ml [30]. AGEs stig geta hækkað í styrk allt að 200 ug/mL hjá sjúklingum sem þjást af hjarta- og æðasjúkdómum [31,32]. Hjá sjúklingum með Alzheimerssjúkdóm á byrjunarstigi er einnig greint frá lægri styrk AGEs á nanóskala [33]. Hins vegar, vegna mismunandi greiningaraðferða sem notaðar eru til að mæla AGEs, og misleitni mismunandi tegunda AGEs, er mat á áreiðanlegum AGEs styrk in vivo tæknilega krefjandi og er líklega vanmat [34].

4.3.AGE hefur neikvæð áhrif á eiginleika CASCs

Jafnvel þótt CASC ígræðsla sýni vænlega möguleika á endurnýjun hjarta eftir MI, er lifun og endurnýjunargeta frumna enn vandamál. Vitað er að blóðþurrðarsvæði eru fjandsamlegt umhverfi með auknu magni oxunarálags, bólgu og bandvefs ásamt auknu AGEs vefjum. Hvort AGE myndi hafa áhrif á endurnýjunargetu CASCs var óþekkt en gæti verið mikilvæg þekking í samhengi við endurnýjun hjarta og efnilega endurnýjunargetu CASCs[12]. Í rannsókn okkar sýndum við að AGEs skerða lifun, fjölgun og flæði CASCs in vitro, á einbeitingar- og tímaháðan hátt. Ennfremur leiðir útsetning fyrir AGE til hægfara aukningar á frumudauða CASCs. Gögnin okkar eru í samræmi við rannsóknir sem kanna áhrif AGE á margar tegundir annarra stofnfrumna, þar sem fjölgunargeta er breytt og frumudauði eykst [20]. Reyndar sýndu Zhu et al. marktæka lækkun á útbreiðslu EPCs eftir útsetningu fyrir mismunandi styrk AGEs[16]. Sömu áhrif voru metin af Sun o.fl. einnig í EPC, þar sem aukning á apoptotic hraða var miðlað af p38 MAPK ferli virkjun [35]. NSCs sem voru útsett fyrir AGE leiddi til skammtaháðrar minnkunar á stofnfrumufjölgun, miðlað með PPARy leiðinni [36]. Í stofnfrumum afleiddum fituvef (ADSCs) leiðir aukning á virkjun kaspasa 3 til aukins apoptotic hraða [37]. Yang o.fl. greint frá minni útbreiðslu- og flutningsgetu í MSCs, á AGEs styrkleikaháðan hátt. Þessum áhrifum var miðlað með of mikilli ROS framleiðslu[18]. Hvort skaðleg áhrif á CASCs, mjög mismunandi stofnfrumustofn af hjartauppruna, eru einnig miðlað með of mikilli ROS framleiðslu, á eftir að ákvarða.

Sýnt hefur verið fram á að undirliggjandi aðferðir þar sem AGEs framkvæma neikvæð áhrif sín á líffærastarfsemi eru háð og/eða óháð virkjun RAGE viðtaka [15]. Rannsóknir á mörgum stofnfrumugerðum sýna að AGE miðlar áhrifum þeirra aðallega með virkjun RAGE eða annarra apoptótískra ferla [20]. RAGE virkjun með AGE veldur virkjun á MAPK, sem leiðir til fosfórunar á JNK og p38]Þessi fosfórýleruðu prótein auka umritun mismunandi for-apoptótískra umritunarþátta í kjarnanum, sem leiðir til aukningar á apoptosis. Við hliðina á því er hægt að virkja caspase ferlar sem valda AGEs-framkallaðri frumudauða[39]. Eftirfylgnirannsóknir eru enn nauðsynlegar til að afhjúpa sameindaaðferðirnar sem framkalla niðurstreymisáhrif AGEs í CASCs. Hins vegar höfum við sýnt að við RAGE-blokkun með FPS-ZM1, voru áhrif AGEs á CASC slökkt. Þess vegna benda gögn okkar eindregið til þess að AGEs miðli áhrifum þeirra á CASCs líklega með bindingu og virkjun RAGE. Hvort Jak/STAT, PI3K/Akt, MAPK, óhófleg ROS-framleiðsla eða aðrar merkjaleiðir eiga hlut að máli, á eftir að greina nánar. Gögnin okkar eru einnig í samræmi við vinnu sem lýst er af Zhang o.fl., þar sem FPS-ZMl sneri einnig við neikvæðum áhrifum AGE í ADSC með því að hindra RAGE, sem staðfestir enn frekar mikilvægu hlutverki RAGE virkjunar sem miðlari skaðlegra áhrifa af völdum ALDREI [40].

4.4. Framtíðarsjónarmið fyrir meðferð gegn AGEs við hjarta- og æðasjúkdómum og núverandi takmörkunum

Staðfesta þarf staðfestingu in vivo á notkun and-AGE meðferða og mögulegum virðisauka þeirra við stofnfrumuígræðslu eftir MI þarf að staðfesta í dýralíkani áður en hægt er að þýða þetta á heilsugæslustöðina. Sýnt hefur verið fram á í mörgum in vitro rannsóknum að PPARy hemillinn rósíglítazón [41,42], MAPK hemlar [18,35,43] eða andoxunarefni [4] geta dregið úr AGEs-miðluðum áhrifum á stofnfrumur. Hins vegar hefur aldrei verið fjallað um áhrif þeirra in vivo sem lækningaleg inngrip ásamt stofnfrumuígræðslu hingað til. Það eru margar aðferðir til að lækka AGEs stig í líkamanum. Pyridoxamine (PM) er hemill á myndun AGEs með því að minnka Amadori-til-AGEs umbreytingu og hreinsa karbónýlsambönd. Sýnt hefur verið fram á virkni, sem og öryggi PM meðferðar, í klínískum rannsóknum á sykursýkissjúklingum [45]. Hins vegar var klínískri rannsókn á NephroGenex árið 2014, sem prófaði Pyridorin [(þ.e. PM) sem sykursýkismeðferð, hætt vegna fjárhagslegra vandamála [46]. Engar aðrar klínískar rannsóknir eru nú að rannsaka PM sem meðferð. Hins vegar, að hindra myndun AGEs með PM gæti verið aðferð til að bæta stofnfrumumöguleika í endurnýjun hjartans. Að auki væri hægt að nota aðra hemla á myndun AGEs, eins og amínógúanidín, í framtíðinni til að lækka AGEs gildi eftir MI. ACTION II klíníska rannsóknin sýndi verkun amínógúanidíns hjá sykursjúkum. Þó að amínógúanidín hafi ekki tekist að draga marktækt úr aðalendapunktinum að tvöfalda tímann til að ná hámarksþéttni kreatíníns í sermi hjá þessum sjúklingum, komu fram önnur klínískt mikilvæg áhrif á fylgikvilla sykursýki, svo sem minnkun á próteinmigu og blóðfituþéttni í blóðrásinni. Hins vegar, vegna afturkræfa aukaverkana eins og framkalla sjálfsmótefna, flensulíkra einkenna og blóðleysis, var þessari rannsókn hætt og þýðing á heilsugæslustöð er enn takmörkuð [47,48]. Að auki, að nota andoxunarefni eins og N-asetýl-L-sýstein (NAC) eða glútaþíon sem viðbót við mataræði okkar gæti veitt ákveðnum árangri fyrir stofnfrumumeðferð, þar sem þau auka erfðafræðilegan stöðugleika, bæta viðloðun og örva stofnfrumufjölgun [ 49]. Hins vegar eru frumusértækar aðgerðir mismunandi eftir stofnfrumugerðum og þarfnast klínískra rannsókna á skammta-svörun til að meta lækningalega virkni þeirra þegar þau eru notuð samhliða stofnfrumuígræðslu. Annar valkostur er að brjóta niður AGE með ALT-71 meðferð. ALT-711 er fær um að kljúfa kolefnis-kolefnismörk á milli karbónýla og rjúfa þar með krosstengsl í AGEs sameindum. Hins vegar gátu nokkrar klínískar rannsóknir ekki staðfest jákvæð áhrif ALT-711 sem komu fram í dýrarannsóknum. Ennfremur geta hemlar RAGE (eins og FPS-ZM1) eða hemlar niðurstreymis sameinda í RAGE leiðinni truflað AGEs/RAGE frumuboðarásina og hindrað þar með AGEs miðluð áhrif í stofnfrumum. Sýnt hefur verið fram á virkni mismunandi tegunda lítilla sameinda og hemla til að hindra AGE í stofnfrumum í mörgum in vitro tilraunum [18,35,44] en hefur aldrei verið prófað áður í dýralíkönum. Þess vegna getum við aðeins sett fram tilgátu um að þessir hemlar séu duglegir við að hindra AGEs í in vivo aðstæðum, en sönnunarhugmyndatilraunir eru nauðsynlegar. Að lokum er annar valkostur til að hindra AGEs ásamt stofnfrumumeðferð að erfðabreyta stofnfrumur sjálfar. Oftjáning á sRAGE er þekkt fyrir að auka AGE-hreinsun (og aðra RAGE bindla eins og amyloid-) til að bæta skilvirkni frumumeðferðar. Þetta hefur verið sýnt í sRAGE-seytandi MSC sem meðferð við Alzheimerssjúkdómi [50,51], liðagigt [52] og Parkinsonsveiki [53]. sRAGE seytandi MSCs lifðu lengur, höfðu aukna flutningsgetu, voru betur vernduð gegn frumudauða og höfðu bólgueyðandi eiginleika. Einnig gæti niðurstýring RAGE, sem gerir stofnfrumurnar ónæmir fyrir AGE, verið valkostur til að bæta virkni frumanna. Það á eftir að kanna hvort þessar aðferðir gætu einnig átt við í tengslum við hjartalínurit og hjartaviðgerðir. Til að draga saman miða allar þessar aðferðir að því að takast á við AGE til að bæta virkni og varðveislu stofnfrumna. Hins vegar eru þessir meðferðarmöguleikar áfram tilgátu og þarf að rannsaka þau in vivo ásamt CASC meðferð áður en hægt er að þýða þá yfir í klínískar aðstæður. 5. Ályktanir

Við komumst að því að AGEs höfðu tíma- og þéttniháð, hægfara áhrif á eiginleika CASCs, með því að auka frumudauða og með því að draga úr lifun, fjölgun og flæði in vitro. Vinnuaðferðirnar á bak við þessi áhrif á eftir að rannsaka frekar, þó að við höfum sýnt fram á að RAGE virkjun er mikilvægur þáttur í þessum AGE-tengdu neikvæðu áhrifum. Hvort að miða á AGEs in vivo gæti bætt meðferðargetu CASCs eftir MI, á eftir að rannsaka frekar.

Þessi grein er dregin út úr J. Clin. Med. 2021, 10, 2964. https://doi.org/10.3390/jcm10132964 https://www.mdpi.com/journal/jcm