Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự phân hóa tế bào trung mô thành tế bào thần kinh bằng polyvinyl alcohol/Gelatin/crocin và beta-carotene
Tóm tắt
Các mô thần kinh đóng vai trò quan trọng trong việc phối hợp các chuyển động và cử động của cơ thể. Việc sửa chữa và tái sinh mô thần kinh là một quá trình chậm và có thể kéo dài lâu và tốn nhiều chi phí. Do đó, kỹ thuật tạo mô đã được áp dụng để điều trị các tổn thương mô thần kinh. Mục tiêu của nghiên cứu này là điều tra sự tăng sinh của các tế bào C6 và tế bào gốc trung mô người lấy từ tủy xương (hBMMSCs) phân hóa thành các tế bào giống tế bào thần kinh trên các khung nan sợi polyvinyl alcohol/g gelatin/crocin (PVA/Gel/Cro) trong điều kiện in vitro. Các khung PVA/Gel chứa crocin với ba nồng độ (1%, 3% và 5%) được chuẩn bị bằng phương pháp điện spinning. Sự phân hóa của các tế bào gốc trung mô lấy từ tủy xương người (hBMSCs) trên PVA/Gel/Cro 5%, được kích thích bởi beta-carotene (βC), đã được phân tích trong vòng 10 ngày. Hình thái của các tế bào đã phân hóa trên các khung đã được ghi lại bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM). Biểu hiện của các dấu hiệu tế bào thần kinh đã được nghiên cứu thông qua phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược định lượng (qRT-PCR) và miễn dịch hóa tế bào (ICC). Kết quả MTT của mực nuôi cấy tế bào C6 trên các khung cho thấy sự tăng sinh và hoạt động chuyển hóa trên khung PVA/Gel chứa crocin 5% (PVA/Gel/Cro 5%) cao hơn đáng kể so với các nồng độ khác (P = 0.01). Sự phân hóa MSC thành các tế bào giống tế bào thần kinh được xác nhận bởi biểu hiện MAP-2 ở mức mRNA và NESTIN cùng MAP-2 ở mức protein. Những kết quả này cho thấy rằng PVA/Gel/Cro 5% và βC có thể dẫn đến sự phân hóa hBMSCs thành các tế bào thần kinh.
Từ khóa
#mô thần kinh #tế bào gốc trung mô #polyvinyl alcohol #gelatin #crocin #beta-carotene #phân hóa tế bào #sinh học tế bàoTài liệu tham khảo
Johnson PJ, Wood MD, Moore AM, Mackinnon SE (2013) Tissue engineered constructs for peripheral nerve surgery. Eur Surg ACA 45(3):122–135
Domínguez A, Álvarez A, Hilario E, Suarez-Merino B, Cerio F (2013) Central nervous system diseases and the role of the blood-brain barrier in their treatment. Neurosci Discov 1:611–612
Huang L, Zhu L, Shi X, Xia B, Liun Z, Zhu S (2017) A compound scaffold with uniform longitudinally oriented guidance cues and a porous sheath promotes peripheral nerve regeneration in vivo. Acta Biomater 68:223–236
Amini AR, Laurencin CT, Nukavarapu SP (2012) Bone tissue engineering: recent advances and challenges. Crit Rev Biomed Eng 40(5):363–408
Han Y, Li X, Zhang Y, Han Y, Chang F, Ding J (2019) Mesenchymal stem cells for regenerative medicine. Cells 8(8):886
Izadpanah R, Trygg C, Patel B, Kriedt C, Dufour J, Gimble JM et al (2006) Biologic properties of mesenchymal stem cells derived from bone marrow and adipose tissue. J Cell Biochem 99(5):1285–1297
Jiang H, Qian Y, Fan C, Ouyang Y (2020) Polymeric guide conduits for peripheral nerve tissue engineering. Front Bioeng Biotechnol 8:1140
Zhu T, Cui Y, Zhang M, Zhao D, Liu G (2020) Engineered threedimensional scaffolds for enhanced bone regeneration in osteonecrosis. Bioact Mater 5:584–601
Jiang X, Mi R, Hoke A, Chew SY (2014) Nanofibrous nerve conduit-enhanced peripheral nerve regeneration. J Tissue Eng Regen Med 8:377–385
Yao L, de Ruiter GC, Wang H, Knight AM, Spinner RJ, Yaszemski MJ, Windebank AJ, Pandit A (2010) Controlling dispersion of axonal regeneration using a multichannel collagen nerve conduit. Biomaterials 31(22):5789–5797
Ochiai T, Shimeno H, Mishima K, Iwasaki K, Fujiwara M, Tanaka H (2007) Protective effects of carotenoids from saffron on neuronal injury in vitro and; in vivo. Biochim Biophys Acta 1770(4):578–584
José Bagur M, Alonso Salinas GL, Jiménez-Monreal AM, Chaouqi S, Llorens S, Martínez-Tomé M et al (2017) Saffron: an old medicinal plant and a potential novel functional food. Molecules 23(1):30
Talaei A, Hassanpour Moghadam M, Sajadi Tabassi SA, Mohajeri SA (2015) Crocin, the main active saffron constituent, as an adjunctive treatment in major depressive disorder: a randomized, double-blind, placebo-controlled, pilot clinical trial. J Affect Disord 174:51–56
Zhang L, Previn R, Lu L, Liao RF, Jin Y, Wang RK (2018) Crocin, a natural product attenuates lipopolysaccharide-induced anxiety and depressive-like behaviors through suppressing NF-kB and NLRP3 signaling pathway. Brain Res Bull 142:352–359
Dabouian A, Bakhshi H, Irani S, Pezeshki-Modaress M (2018) βC-Carotene: a natural osteogen to fabricate osteoinductive electrospun scaffolds. RSC Adv 8(18):9941–9945
Widowati W, Sardjono CT, Wijaya L, Laksmitawati DR, Adiwinata J, Sandra F (2014) Effect of βC-carotene on cell proliferation and differentiation of adipose-derived stem cells into endothelial progenitor cells. Biotechnology 9(10):407–412
Alhosseini SN, Moztarzadeh F, Mozafari M, Asgari S, Dodel M, Samadikuchaksaraei A et al (2012) Synthesis and characterization of electrospun polyvinyl alcohol nanofibrous scaffolds modified by blending with chitosan for neural tissue engineering. Int J Nanomed 7:25–34
Gaaz TS, Sulong AB, Akhtar MN, Kadhum AA, Mohamad AB, Al-Amiery AA (2015) Properties and applications of polyvinyl alcohol, halloysite nanotubes and their nanocomposites. Molecules (Basel, Switzerland) 20(12):22833–22847
Hazeri Y, Irani S, Zandi M, Pezeshki-Modaress M (2020) Polyvinyl alcohol/sulfated alginate nanofibers induced the neuronal differentiation of human bone marrow stem cells. Int J Biol Macromol 147:946–953
Babaie A, Bakhshandeh B, Abedi A, Mohammadnejad J, Shabani I, Ardeshirylajimi A et al (2020) Synergistic effects of conductive PVA/PEDOT electrospun scaffolds and electrical stimulation for more effective neural tissue engineering. Eur Polym J 140:110051
Golafshan N, Kharaziha M, Fathi M (2017) Tough and conductive hybrid graphene-PVA: alginate fibrous scaffolds for engineering neural construct. Carbon 111:752–763
Afewerki S, Sheikhi A, Kannan S, Ahadian S, Khademhosseini A (2019) Gelatin-polysaccharide composite scaffolds for 3D cell culture and tissue engineering: towards natural therapeutics. Bioeng Transl Med 4(1):96–115
Asti A, Gioglio L (2014) Natural and synthetic biodegradable polymers: different scaffolds for cell expansion and tissue formation. Int J Artif Organs 37(3):187–205
Acevedo CA, Olguín Y, Briceño M, Forero JC, Osses N, Díaz-Calderón P et al (2019) Design of a biodegradable UV-irradiated gelatin-chitosan/nanocomposed membrane with osteogenic ability for application in bone regeneration. Mater Sci Eng C 99:875–886
Zeinali M, Zirak MR, Rezaee SA, Karimi G, Hosseinzadeh H (2019) Immunoregulatory and anti-inflammatory properties of Crocus sativus (Saffron) and its main active constituents: a review. Iran J Basic Med Sci 22(4):334–344
Liu Y, Qin X, Lu X (2018) Crocin improves endometriosis by inhibiting cell proliferation and the release of inflammatory factors. Biomed Pharmacother 106:1678–1685
You M, Peng G, Li J, Ma P, Wang Z, Shu W et al (2011) Chondrogenic differentiation of human bone marrow mesenchymal stem cells on polyhydroxyalkanoate (PHA) scaffolds coated with PHA granule binding protein PhaP fused with RGD peptide. Biomaterials 32(9):2305–2313
Peng L, Jia Z, Yin X, Zhang X, Liu Y, Chen P et al (2008) Comparative analysis of mesenchymal stem cells from bone marrow, cartilage, and adipose tissue. Stem Cells Dev 17(4):761–773
Shirali S (2017) The antidiabetic and antioxidant effects of carotenoids: a review. Asian J Pharm Res Health Care 9:186–191
Duester G (2001) Families of retinoid dehydrogenases regulating vitamin A function. FEBS J 267:4315–4324
Duester G (2008) Retinoic acid synthesis and signaling during early organogenesis. Cell 134(6):921–931
Lee HA, Park S, Kim Y (2013) Effect of beta-carotene on cancer cell stemness and differentiation in SK-N-BE(2)C neuroblastoma cells. Oncol Rep 30(4):1869–1877
Diaz P, Jeong SC, Lee S, Khoo C, Koyyalamudi SR (2012) Antioxidant and anti-inflammatory activities of selected medicinal plants and fungi containing phenolic and flavonoid compounds. Chin Med 7(1):26
Chen L, Qi Y, Yang X (2015) Neuroprotective effects of crocin against oxidative stress induced by ischemia/reperfusion injury in rat retina. Ophthalmic Res 54(3):157–168
Yang W, Klaman LD, Chen B, Araki T, Harada H, Thomas SM et al (2006) An Shp2/SFK/Ras/Erk signaling pathway controls trophoblast stem cell survival. Dev Cell 10(3):317–327
Lee ER, Kang YJ, Kim JH, Lee HT, Cho SG (2005) Modulation of apoptosis in HaCaT keratinocytes via differential regulation of ERK signaling pathway by flavonoids. J Biol Chem 280(36):31498–31507
Azari H, Ebrahimi S, Saeb S, Ghanbari A, Peyravian F, Mokarram P (2018) The effect of saffron aquatic extract and crocin on the differentiation of neural stem cells into oligodendrocyte precursor cells. Shiraz E-Med J 19(3):e60190
Kim E, Lee KB, Kim M (2014) The potential of mesenchymal stem cells derived from amniotic membrane and amniotic fluid for neuronal regenerative therapy. BMB Rep 47(3):135–140