Quản lý Môi trường Nước: Các Giải pháp Bền vững cho Tương lai
Tóm tắt
Bệnh Parkinson (PD) là rối loạn thoái hóa thần kinh phổ biến thứ hai, ảnh hưởng đến hàng triệu người trên toàn thế giới. Hiện tại, không có phương pháp chữa trị hiệu quả cho PD; các phương pháp điều trị hiện có chỉ nhằm giải quyết triệu chứng mà không làm ngừng tiến triển của sự thoái hóa thần kinh. Các vesicle ngoại bào (EVs) có khả năng vượt qua hàng rào máu-não và thể hiện tiềm năng như một liệu pháp thay thế đáng hứa hẹn so với các chiến lược điều trị cổ điển. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xem xét tác dụng điều trị của việc đưa EVs qua đường mũi, có nguồn gốc từ tế bào gốc từ răng sữa người (SHEDs), trên mô hình chuột mắc PD do 6-hydroxydopamine (6-OHDA) gây ra. Các thử nghiệm đi bộ CatWalk cho thấy rằng EVs đã hiệu quả trong việc làm giảm các vấn đề về đi lại do 6-OHDA gây ra. Tất cả các thông số đi bộ được thử nghiệm (thời gian đứng, độ dài bước, chu trình bước và chu trình hoạt động) đều được cải thiện đáng kể ở các động vật được điều trị bằng EVs so với nhóm chuột bị tổn thương ở 6-OHDA. Hơn nữa, EVs đã làm chậm số lần quay bên trái do 6-OHDA gây ra trong bài thử nghiệm apomorphine. Sự cải thiện trong chức năng vận động có liên quan đến sự bình thường hóa biểu hiện của tyrosine hydroxylase trong nhân đuôi và chất đen. Kết luận, chúng tôi đã chứng minh, lần đầu tiên, hiệu quả điều trị của việc đưa EVs qua đường mũi có nguồn gốc từ SHEDs trong mô hình chuột mắc PD do tổn thương intra-MFB bởi 6-OHDA gây ra. Những phát hiện của chúng tôi có thể được khai thác tiềm năng cho việc phát triển các chiến lược điều trị mới chống lại PD.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Shulman, 2011, Parkinson's disease: Genetics and pathogenesis, Annu Rev Pathol, 6, 193, 10.1146/annurev-pathol-011110-130242
Cheng, 2010, Clinical progression in Parkinson disease and the neurobiology of axons, Ann Neurol, 67, 715, 10.1002/ana.21995
Kirkeby, 2012, Generation of regionally specified neural progenitors and functional neurons from human embryonic stem cells under defined conditions, Cell Rep, 1, 703, 10.1016/j.celrep.2012.04.009
Kriks, 2011, Dopamine neurons derived from human ES cells efficiently engraft in animal models of Parkinson's disease, Nature, 480, 547, 10.1038/nature10648
Barker, 2017, Human trials of stem cell-derived dopamine neurons for Parkinson's disease: Dawn of a new era, Cell Stem Cell, 21, 569, 10.1016/j.stem.2017.09.014
Kourembanas, 2015, Exosomes: Vehicles of intercellular signaling, biomarkers, and vectors of cell therapy, Annu Rev Physiol, 77, 13, 10.1146/annurev-physiol-021014-071641
Maas, 2017, Extracellular vesicles: Unique intercellular delivery vehicles, Trends Cell Biol, 27, 172, 10.1016/j.tcb.2016.11.003
Alvarez-Erviti, 2011, Delivery of siRNA to the mouse brain by systemic injection of targeted exosomes, Nat Biotechnol, 29, 341, 10.1038/nbt.1807
Yang, 2015, Exosome delivered anticancer drugs across the blood-brain barrier for brain cancer therapy in Danio rerio, Pharm Res, 32, 2003, 10.1007/s11095-014-1593-y
Gyorgy, 2015, Therapeutic applications of extracellular vesicles: Clinical promise and open questions, Annu Rev Pharmacol Toxicol, 55, 439, 10.1146/annurev-pharmtox-010814-124630
Long, 2017, Intranasal MSC-derived A1-exosomes ease inflammation, and prevent abnormal neurogenesis and memory dysfunction after status epilepticus, Proc Natl Acad Sci USA, 114, E3536, 10.1073/pnas.1703920114
Kim, 2016, Chromatographically isolated CD63+CD81+ extracellular vesicles from mesenchymal stromal cells rescue cognitive impairments after TBI, Proc Natl Acad Sci USA, 113, 170, 10.1073/pnas.1522297113
Haney, 2013, Specific transfection of inflamed brain by macrophages: A new therapeutic strategy for neurodegenerative diseases, PLoS One, 8, e61852, 10.1371/journal.pone.0061852
Sun, 2010, A novel nanoparticle drug delivery system: The anti-inflammatory activity of curcumin is enhanced when encapsulated in exosomes, Mol Ther, 18, 1606, 10.1038/mt.2010.105
Kaukua, 2014, Glial origin of mesenchymal stem cells in a tooth model system, Nature, 513, 551, 10.1038/nature13536
Sakai, 2012, Human dental pulp-derived stem cells promote locomotor recovery after complete transection of the rat spinal cord by multiple neuro-regenerative mechanisms, J Clin Invest, 122, 80
Jarmalaviciute, 2013, A new experimental model for neuronal and glial differentiation using stem cells derived from human exfoliated deciduous teeth, J Mol Neurosci, 51, 307, 10.1007/s12031-013-0046-0
Fujii, 1613, Dopaminergic differentiation of stem cells from human deciduous teeth and their therapeutic benefits for Parkinsonian rats, Brain Res, 2015, 59
Martens, 2014, Human dental pulp stem cells can differentiate into Schwann cells and promote and guide neurite outgrowth in an aligned tissue-engineered collagen construct in vitro, FASEB J, 28, 1634, 10.1096/fj.13-243980
Jarmalaviciute, 2015, Exosomes from dental pulp stem cells rescue human dopaminergic neurons from 6-hydroxy-dopamine-induced apoptosis, Cytotherapy, 17, 932, 10.1016/j.jcyt.2014.07.013
Zhou, 2015, Gait analysis in three different 6-hydroxydopamine rat models of Parkinson's disease, Neurosci Lett, 584, 184, 10.1016/j.neulet.2014.10.032
Hamers, 2006, CatWalk-assisted gait analysis in the assessment of spinal cord injury, J Neurotrauma, 23, 537, 10.1089/neu.2006.23.537
Gabriel, 2007, The CatWalk method: A detailed analysis of behavioral changes after acute inflammatory pain in the rat, J Neurosci Methods, 163, 9, 10.1016/j.jneumeth.2007.02.003
Thery, 2006, Isolation and characterization of exosomes from cell culture supernatants and biological fluids, Curr Protoc Cell Biol, 10.1002/0471143030.cb0322s30
Kalra, 2012, Vesiclepedia: A compendium for extracellular vesicles with continuous community annotation, PLoS Biol, 10, 10.1371/journal.pbio.1001450
Boix, 2018, Gait analysis for early detection of motor symptoms in the 6-OHDA rat model of Parkinson's disease, Front Behav Neurosci, 12, 39, 10.3389/fnbeh.2018.00039
Henning, 2008, Differential astroglial activation in 6-hydroxydopamine models of Parkinson's disease, Neurosci Res, 62, 246, 10.1016/j.neures.2008.09.001
Boix, 2015, A partial lesion model of Parkinson's disease in mice—Characterization of a 6-OHDA-induced medial forebrain bundle lesion, Behav Brain Res, 284, 196, 10.1016/j.bbr.2015.01.053
Ma, 2014, The effects of unilateral 6-OHDA lesion in medial forebrain bundle on the motor, cognitive dysfunctions and vulnerability of different striatal interneuron types in rats, Behav Brain Res, 266, 37, 10.1016/j.bbr.2014.02.039
Blandini, 2008, The 6-hydroxydopamine model: News from the past, Parkinsonism Relat Disord, 14, S124, 10.1016/j.parkreldis.2008.04.015
Schober, 2004, Classic toxin-induced animal models of Parkinson's disease: 6-OHDA and MPTP, Cell Tissue Res, 318, 215, 10.1007/s00441-004-0938-y
Mazzio, 2004, The role of oxidative stress, impaired glycolysis and mitochondrial respiratory redox failure in the cytotoxic effects of 6-hydroxydopamine in vitro, Brain Res, 1004, 29, 10.1016/j.brainres.2003.12.034
Botella, 2008, Superoxide dismutase overexpression protects dopaminergic neurons in a Drosophila model of Parkinson's disease, Neurobiol Dis, 30, 65, 10.1016/j.nbd.2007.11.013
Calabrese, 2011, Hormesis, cellular stress response and vitagenes as critical determinants in aging and longevity, Mol Aspects Med, 32, 279, 10.1016/j.mam.2011.10.007
Dong, 2005, Hsp70 gene transfer by adeno-associated virus inhibits MPTP-induced nigrostriatal degeneration in the mouse model of Parkinson disease, Mol Ther, 11, 80, 10.1016/j.ymthe.2004.09.007
Ekimova, 2018, New HSF1 inducer as a therapeutic agent in a rodent model of Parkinson's disease, Exp Neurol, 306, 199, 10.1016/j.expneurol.2018.04.012
Cunningham, 2015, Anti-inflammatory peptide regulates the supply of heat shock protein 70 monomers: Implications for aging and age-related disease, Rejuvenation Res, 18, 136, 10.1089/rej.2014.1620
Wang, 2009, 14-3-3zeta contributes to tyrosine hydroxylase activity in MN9D cells: Localization of dopamine regulatory proteins to mitochondria, J Biol Chem, 284, 14011, 10.1074/jbc.M901310200
Obsilova, 2008, The 14-3-3 protein affects the conformation of the regulatory domain of human tyrosine hydroxylase, Biochemistry, 47, 1768, 10.1021/bi7019468
Korshunova, 2008, Characterization of BASP1-mediated neurite outgrowth, J Neurosci Res, 86, 2201, 10.1002/jnr.21678
Caraveo, 2017, FKBP12 contributes to alpha-synuclein toxicity by regulating the calcineurin-dependent phosphoproteome, Proc Natl Acad Sci USA, 114, E11313, 10.1073/pnas.1711926115
Mirsaeidi, 2016, Annexins family: Insights into their functions and potential role in pathogenesis of sarcoidosis, J Transl Med, 14, 89, 10.1186/s12967-016-0843-7
Perretti, 2009, Annexin A1 and glucocorticoids as effectors of the resolution of inflammation, Nat Rev Immunol, 9, 62, 10.1038/nri2470
Han, 2004, Effects of annexins II and V on survival of neurons and astrocytes in vitro, Acta Pharmacol Sin, 25, 602