Секретом зубних мезенхімальних стовбурових клітин: інтригуючий підхід до нейропротекції та нейрорегенерації. Частина 2

Важливо зауважити, що вік донора та умови мікросередовища in vitro також можуть впливати на склад секретома. Повідомлялося, що DPSC-CM, отриманий у нормоксичних умовах, збагачений молекулами з протизапальними, регенеративними та регенеративними властивостями порівняно з CM, отриманим у гіпоксичних умовах [44].

У навчанні, пам’яті та пізнанні людини мікросередовище in vitro відіграє життєво важливу роль. Життя в хорошому мікросередовищі in vitro може допомогти нам краще підтримувати пам’ять, покращити результати навчання та сприяти загальному фізичному здоров’ю.

По-перше, гарне мікросередовище in vitro може сприяти формуванню та підтримці нейронних зв’язків. Нейрони — це тип клітин мозку, які відповідають за передачу сигналів і формування спогадів. Коли ми дізнаємось щось нове, зв’язки між нейронами продовжуватимуть зміцнюватися, що сприяє формуванню нових спогадів. Хороше середовище може допомогти нейронним зв’язкам залишатися стабільними, не порушуючи їх.

По-друге, мікросередовище in vitro може впливати на метаболізм і функцію клітин мозку. Достатня кількість кисню, харчування та води може покращити метаболічний рівень клітин мозку, уникнути загибелі клітин мозку та старіння, а отже, сприяти розвитку пам’яті та когнітивних здібностей. У той же час тихе або помірно комфортне середовище може допомогти людям зосередитися і сприяти підвищенню ефективності навчання та роботи.

Крім того, здорове середовище in vitro також позитивно впливає на інші аспекти фізичного здоров’я. Зусилля в таких аспектах, як достатній сон, вибір здорового харчування та помірні фізичні вправи, можуть покращити пам’ять і когнітивні здібності. Здоровий спосіб життя, який поєднує тіло та розум, може зменшити негативні емоції, такі як тривога, депресія та стрес, тим самим допомагаючи покращити ефективність роботи мозку та життєздатність мислення.

Таким чином, існує нерозривний зв'язок між мікросередовищем in vitro та пам'яттю. Оптимізоване середовище може допомогти зміцнити зв’язок між нейронами та покращити метаболічну функцію клітин мозку, тим самим сприяючи формуванню та підтримці пам’яті, а також є запорукою фізичного та психічного здоров’я. Давайте працювати разом, щоб створити здорове та позитивне середовище in vitro, щоб зробити кращий внесок у наше здоров’я та успіх. Помаранчевий чоловік:

Видно, що нам потрібно поліпшити пам'ять, і Цистанхе може значно поліпшити пам'ять, тому що

Цистанхе — це традиційна китайська лікарська речовина з багатьма унікальними ефектами, одним із яких є покращення пам’яті. Ефективність цистанчі пов’язана з різними активними інгредієнтами, які він містить, включаючи дубильну кислоту, полісахариди, флавоноїдні глікозиди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними способами.

Клацніть дізнатися про 10 способів покращити пам’ять

Крім того, секретом, зібраний з 5% O2 культивованих DPSCs, продемонстрував більш високі стимулюючі ефекти на проліферацію та міграцію клітин ембріональних фібробластів миші NIH3T3 і нейрональну диференціацію клітин SH-SY5Y [45].
Кількість і розмір EXO та їх експресія тетраспаніну можуть змінюватися залежно від середовища, яке використовується для культивування [46]. Секретом SHED і молодих DPSC містив більше факторів росту та нижчі рівні прозапальних цитокінів порівняно з DPSC, отриманими від старих суб’єктів.

Потенціал диференціювання також був вищим у SHED і молодих DPSC [47].

CM може бути отриманий здоровими PDLSC, але також і запаленими PDLSC. CM, отриманий запаленими, збільшив проліферацію як здорових, так і запалених PDLSC, але зменшив диференціювання в бік остеобластів. Здоровий ХМ врятував порушення остеогенної диференціації [48].

Лікування різними речовинами також може впливати на клітинний секретом. Обробка DPSC 2,3,5,40-тетрагідроксистильбен-2-O- -D-глюкозидом (THSG), біоактивним компонентом Polygonum multiflorum Thunb., викликала зміни в секреції білків, асоційованих із ростом, у CM, збільшуючи деякі з них, такі як рецептор AKT2 і NGF [49].

Натомість CM з FGF-2-модифікованих GMSC містив більше VEGF-A, FGF-2 і TGF- [50]. Лікування SHED аскорбіновою кислотою збільшило вивільнення факторів росту, необхідних для регенерації тканин і гомеостазу, включаючи VEGF, SCF, IGF-1, HGF, bFGF, Ang-1 і EGF, а також протизапальних цитокінів, таких як NO, індоламін-2, 3-діоксигеназа (IDO), PGE-2, IL-10 та IL-6.

Навпаки, запальні цитокіни CCL2 і TGF- 1 були знижені [51].

Вплив середовища диференціювання також може викликати зміни в некодуючих РНК у EV та EXO PDLSC.

Зокрема, 69–557 кільцевих РНК (circRNAs) і 2907–11,581lncRNAs були знайдені в EVs, ізольованих з PDLSCs та PDLSCs, підданих дії середовища остеогенної диференціації в різні моменти часу.

Порівняно з недиференційованими PDLSCsEVs, 3 circRNAs та 2 lncRNAs були активовані, а 39 circRNAs та 5 lncRNAs були знижені послідовно після 5 та 7 днів впливу середовища диференціації [52].

Крім того, 72 мікроРНК були активовані, тоді як 35 були знижені в PDLSC EXO після остеогенної індукції [53]. Короткий перелік основних факторів, виявлених у секретомі різних зубних МСК, можна знайти в таблиці 1.

Ang, ангіопоетин; BDNF, нейротрофічний фактор мозку; BMP, кістковий морфогенетичний білок; КМСК, МСК кісткового мозку; circRNA, кільцева РНК; CM, кондиціоноване середовище; CUL7, кульлін 7; CXCL, мотив CXC хемокінеліганд; DACC, що розвивають клітини апікального комплексу; DFSC, стовбурові клітини зубного фолікула; DPSC, стовбурові клітини пульпи зуба; ECM, позаклітинний матрикс; EGF, епідермальний фактор росту; ЕСМ, позаклітинний матрикс; EVs, позаклітинні везикули; EXO, екзосоми; FGF, фактор росту фібробластів; G-CSF, гранулоцитарний колонієстимулюючий фактор; GDNF, нейротрофічний фактор гліальних клітин; GM-CSF, гранулоцитарно-макрофагальний колонієстимулюючий фактор; ГМСК, МСК ясен; HGF, фактор росту гепатоцитів; ICAM, молекула міжклітинної адгезії; IDO, індоламін2,3-діоксигеназа; ІФН, інтерферон; IGF, інсуліноподібний фактор росту; IL, інтерлейхін; lncRNA, довга некодуюча РНК; MCP, моноцитний хемоаттрактантний білок; мікроРНК, мікроРНК; MMP, матриксна металопротеїназа; NGF, фактор росту нервів; NT, нейротрофін; PDGF, тромбоцитарний фактор росту; PDLSC, стовбурові клітини періодонтальної зв’язки; piRNA, PIWI-взаємодіючі РНК; PSMA1, субодиниця протеасоми, альфа-тип; SCAPs, стовбурові клітини апікального сосочка; SDF, фактор, отриманий зі стромальних клітин; SHEDs, стовбурові клітини відлущених молочних зубів людини; TGF, трансформуючий фактор росту; THSG, 2,3,5,40-тетрагідроксистильбен-2-O- -D-глюкозид; TIMP, тканинний інгібітор металопротеїнази; TNF, фактор некрозу пухлин; UC-MSCs, мезенхімальні стовбурові клітини пуповини; VEGF, фактор росту ендотелію судин ↑, підвищення/покращення; ↓, скорочення.

3. Нейропротекторний і нейрорегенеративний потенціал секретома стовбурових клітин зубів у доклінічних моделях

Щоб оцінити нейродегенеративний і нейропротекторний потенціал секретома дентального МСК, вплив CM і EVs оцінювали на доклінічних моделях нейродегенеративних і неврологічних захворювань і моделях пошкодження нейронів, таких як травма спинного мозку (SCI).

Крім того, також було оцінено опосередкований секретом вплив на ріст нейронів, його здатність стимулювати диференціювання нейронів і його вплив на гліальні клітини.

Ми здійснили пошук у PubMed, шукаючи дослідження, які демонструють нейродегенеративний і нейропротекторний потенціал секретома зубних МСК in vitro та in vivo.

3.1. Секретом стовбурових клітин пульпи зуба

Секретом DPSC був одним із найбільш вивчених. Різні дослідження оцінювали його ефективність у індукції розростання нейритів. Повідомлялося, що DPSC-CM сприяв розростанню нейритів у нейронах дорсального ганглія (DRG).

Зокрема, загальна довжина та кількість невритів у суглобах збільшилися після лікування CM. Крім того, DPSC-CM сприяє життєздатності клітин Шванна та утворенню мієліну [54]. DPSCs-CM покращує виживання клітин і індукує ріст нейритів клітин PC12, як показано нейрональним ядерним білком (NeuN), асоційованим з мікротрубочками білком 2 (MAP-2 ), і III-тубулін.

Зокрема, DPSCs-CM був більш ефективним у індукуванні росту нейритів PC12 порівняно зі спільними культурами DPSC/PC12, що вказує на те, що спільні культури клітин мали відстрочений час затримки у виробленні ефективної кількості трофічних факторів.

DPSCs-CM також посилили міграцію клітин. Цікаво, що кількість клітин PC12, що вижили, була зменшена, коли CM додавався з анти-GDNF. Натомість додавання анти-NGF, анти-GDNF та анти-BDNF антитіл послаблює ріст нейриту PC12.

Ці дані продемонстрували, що NGF, BDNF і GDNF беруть участь у виживанні та диференціації PC12 [55]. Секретом DPSC демонструє хіміопривабливий ефект на клітини SH-SY5Y. Крім того, було оцінено його вплив на дозрівання нервової системи. З цією метою клітини SH-SY5Y індукували до нейрональних клітин після того, як вони були піддані дії секретома DPSC.

Клітини SHSY5Y, піддані секретому DPSC, продемонстрували посилений ріст нейритів, набули ультраструктурних особливостей нейрональних клітин і продемонстрували підвищену імунну реактивність щодо нейрональних маркерів. Крім того, клітини SH-SY5Y, оброблені CM, розвинули чіткі особливості, включно з чутливими до Cd2+-струмами, що свідчить про те, що дозрілий CM-DPSC SH-SY5Y отримав напругозалежні Ca2+ канали [56].

Відповідно до попереднього дослідження, CM, отриманий листом DPSC, індукував утворення та ріст нейритів у нейронально диференційованих клітинах нейробластоми SH-SY5Y. Ці ефекти були посилені, коли листи DPSC культивували з FGF2.

Ефекти стимулювання нейритів були скасовані, коли нейротрофічні фактори були пригнічені, що свідчить про те, що вони необхідні для позитивного впливу DPSCsheets на активність нейронних клітин [57].

Нещодавно Chouaib et al. засвідчили, що посилення DPSC-CM сенсорних нейронів, що ростуть у нейритах, залежить від концентрації. Автори також виявили, що 48 годин кондиціонування DPSC було найкращим варіантом для отримання CM з ефективною активністю, тоді як подовження часу кондиціонування не покращило ефектів DPSC-CM.

Цікаво, що зберігання в замороженому стані не вплинуло на результати експерименту. CM містив деякі фактори, відомі своєю роллю в нейрогенезі та нейропротекції, а також ангіогенезі та остеогенезі. Крім того, кондиціонування DPSC добавкою B-27 посилювало нейродегенеративні ефекти їх секретома, викликаючи зміну його складу в факторах росту.

Зокрема, CM був більш ефективним, коли B-27 додавався до DPSC перед кондиціонуванням [58]. CM з DPSC посилював нейритогенез і чинив хемоатрактантний ефект також на нервові стовбурові клітини (NSC).

Праймування DPSC фібрином, збагаченим лейкоцитами та тромбоцитами (LPRF), збільшило секрецію BDNF, але не спричинило додаткового впливу на механізми відновлення, опосередковані паракринами [59].

Було також показано, що CM, отриманий з DPSC, здатний захищати та регенерувати ізольовані нейронні клітини первинного ганглію трійчастого нерва (TGNC). Дійсно, CM підвищив виживаність TGNC, пов’язану з великим розростанням і розгалуженням нейритів.

Паралельно, DPSC-CM значно посилював експресію нейрональних маркерів NeuN, III-тубуліну та синапсину-I, а також TRPV1. Цікаво, що DPSC-CM містив NGF, BDNF, NT-3 і GDNF [60].

G-CSF-мобілізовані DPSC експресували вищі нейротрофічні фактори порівняно з базальними DPSC, і їхній секретом продемонстрував посилений потенціал розширення нейритів. Дійсно, мобілізований DPSC CM мав більший вплив на ріст нейритів у клітинах TGW [61]. Раніше було продемонстровано, що CM з мобілізованого DPSC посилює проліферацію та міграційну активність нейрональних клітин Schwann RT4-D6P2T [62].

Цікаво, що CM з SHED і DPSCs здатні сприяти генерації церебральних зернистих нейронів, пригнічуючи сигнали інгібіторів росту аксонів за допомогою паракринних механізмів [63]. Секретом DPSC також показує кращі ефекти порівняно з іншими MSC.

Кумар та ін. продемонстрували, що секретом, отриманий з DPSC, SCAP і DFSC, індукує нейродиференціацію в клітинах IMR-32, пренейробластичної клітинної лінії, ефективніше, ніж BMSC.

Зокрема, довжина нейритів була вищою, коли клітини IMR-32 обробляли секретомом DPSC. Секретом DPSC містив GCSF, IFN- і TGF-, які можуть сприяти диференціації нейронів [64].

DPSC, BMSC та AMSC сприяли збільшенню виживання спільно культивованих клітин ганглію сітківки. Зокрема, збільшення виживаності було посилено в культурах сітківки, оброблених DPSC.

Цікаво, що спільне культивування з DPSC викликало значне збільшення як кількості гангліозних клітин сітківки, що несуть нейрит, так і довжини нейриту порівняно з спільним культивуванням з BMSC і AMSC. Однак ці ефекти були заблоковані за допомогою блокаторів рецепторів нейротрофічного фактора Fc-рецепторів.

Різні типи МСК показали різний патерн експресії нейротрофічного фактора, і, зокрема, DPSC вивільняли вищі рівні кількох факторів росту, таких як NGF, BDNF і VEGF, порівняно з BMSC і AMSC.

Зокрема, VGF може опосередковувати нейропротекторні ефекти DPSC [65]. CM-DPSC продемонстрували захисну дію на цитотоксичність, спричинену дефіцитом кисню та глюкози (OGD), в астроцитах залежно від дози.

Зокрема, як до, так і після лікування CM-DPSC, а також CM-BMSCs, послабили експресію OGD-індукованого гліального фібрилярного кислотного білка (GFAP), нестину та musashi-1 в астроцитах. Лікування CM також блокувало OGD-індуковане виробництво активних форм кисню (ROS) і посилення регуляції IL-1. Цікаво, що CM-DPSC забезпечують кращий цитозахист від загибелі клітин порівняно з BMSC [66].

Венугопал та ін. порівняли нейропротекторний потенціал EXO, CM або системи спільного культивування нейронів-MSC проти ексайтотоксичності, спричиненої каїновою кислотою in vitro. Крім того, щоб визначити найбільш адаптований тип MSC, EXO та CM, отримані з DPSC та BMSC, були протестовані.

Усі три підходи показали нейропротекторний потенціал завдяки збільшенню експресії фактора росту та інгібування апоптозу через активацію шляху PI3K-Bcl-2.

Важливо відзначити, що EXO продемонстрували кращі антинекротичні властивості порівняно зі спільною культурою нейронів і MSC або CM. Щодо ХМ, то лише фракція, що містить білки в діапазоні 3–10 кДа, показала нейропротекторію та врятувала нейрони від ексайтотоксичності [67].

Секретом DPSC також продемонстрував сприятливий ефект на моделях нейродегенеративних захворювань. Лікування секретомом DPSC зменшувало цитотоксичність амілоїду (A) у моделі хвороби Альцгеймера (AD) in vitro, підвищуючи життєздатність клітин і зменшуючи апоптоз.

Показано, що секретом DPSC містить підвищені рівні VEGF, фракталкіну, RANTES, моноцитарного хемоаттрактантного білка -1 (MCP-1) і GMCSF порівняно з BMSC і AMSC.

Цікаво, що неприлізин, протеаза, здатна розщеплювати А, також була знайдена в секретомі DPSC. Секретом DPSC протеолітично розкладає A 1–42 in vitro, що призводить до неповної деградації через 12 годин [68].

For more information:1950477648nn@gmail.com