Cellular Physiology and Biochemistry

Nền tảng/Mục tiêu: Tế bào gốc trung mô (MSCs) là những tổ tiên đa tiềm năng có khả năng phân hóa thành nhiều dòng tế bào, bao gồm cả xương. Việc hình thành xương thành công yêu cầu sự kết hợp của sinh xương và sinh mạch từ MSCs. Tại đây, chúng tôi nghiên cứu liệu việc kích hoạt đồng thời tín hiệu BMP9 và Notch có mang lại sự kết hợp sinh xương - sinh mạch hiệu quả ở MSCs hay không. Phương pháp: Các tiền thân có nguồn gốc từ mỡ chuột được đặc trưng hóa gần đây (iMADs) đã được sử dụng làm nguồn MSC. Các gen chuyển giao BMP9, NICD và dnNotch1 được biểu hiện thông qua các vectơ adenovirus. Biểu hiện gen được xác định bằng qPCR và hóa mô miễn dịch. Hoạt động sinh xương được đánh giá thông qua các bài kiểm tra in vitro và mô hình hình thành xương dị sinh in vivo. Kết quả: BMP9 đã tăng cường biểu hiện của các thụ thể và ligand Notch trong iMADs. Dạng Notch1 NICD1 hoạt động liên tục đã tăng cường sự phân biệt sinh xương do BMP9 kích hoạt cả in vitro và in vivo, và điều này đã bị ức chế đáng kể bởi dạng âm tính của Notch1 dnNotch1. Các MSC được chuyển giao BMP9 và NICD1 cấy ghép cùng với một giàn giáo tương thích sinh học tạo ra xương trưởng thành cao với hệ thống mạch máu phát triển rộng rãi. NICD1 đã tăng cường biểu hiện của các yếu tố điều hòa sinh mạch chính do BMP9 kích hoạt trong iMADs và Vegfa trong xương dị sinh, điều này đã bị dnNotch1 làm suy yếu. Kết luận: Tín hiệu Notch có thể đóng một vai trò quan trọng trong quá trình sinh xương và sinh mạch do BMP9 gây ra. Có thể tưởng tượng rằng việc kích hoạt đồng thời các con đường BMP9 và Notch sẽ kết nối hiệu quả sinh xương và sinh mạch của MSCs cho việc kỹ thuật mô xương thành công.

Các loài oxy phản ứng (ROS) được sản xuất bởi các tế bào sống như là sản phẩm chuyển hóa tế bào bình thường. Dưới các điều kiện stress quá mức, các tế bào sẽ sản xuất một lượng lớn ROS, và các sinh vật sống cuối cùng phát triển một loạt cơ chế phản ứng để thích ứng với việc tiếp xúc với ROS cũng như sử dụng nó như các phân tử tín hiệu. Các phân tử ROS có thể kích hoạt stress oxy hóa trong một cơ chế phản hồi liên quan đến nhiều quá trình sinh học, chẳng hạn như apoptosis, hoại tử và tự thực bào. Những bằng chứng ngày càng nhiều cho thấy rằng ROS đóng vai trò quan trọng như là các phân tử tín hiệu trong toàn bộ con đường chết tế bào. Việc sản xuất quá mức ROS có thể phá hủy cấu trúc bào quan và các phân tử sinh học, dẫn đến phản ứng viêm mà là một cơ chế nền tảng đã biết cho sự phát triển của bệnh tiểu đường và ung thư. Các enzyme Cytochrome P450 (CYP) được coi là các dấu hiệu của stress oxy hóa, có thể biến đổi các chất chuyển hóa độc hại thành ROS, chẳng hạn như anion superoxide, hydrogen peroxide và gốc hydroxyl, có thể gây tổn thương tế bào. Theo đó, các tế bào đã phát triển một hệ thống cân bằng để trung hòa ROS thừa, đó là các hệ thống chống oxy hóa bao gồm các chất chống oxy hóa enzym như superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) và glutathione peroxidases (GPxs), thioredoxin (Trx) также các chất chống oxy hóa không enzym, điều này chung giảm trạng thái oxy hóa. Trong bài viết này, chúng tôi xem xét các phát hiện mới gần đây về các quá trình tế bào được gây ra bởi ROS, và tóm tắt vai trò của các hệ thống chống oxy hóa nội sinh của tế bào cũng như các hợp chất chống oxy hóa tự nhiên trong một số bệnh ở người do ROS gây ra nhằm minh hoạ vai trò quan trọng của chất chống oxy hóa trong việc ngăn ngừa stress oxy hóa.

Đặt vấn đề/Mục tiêu: A1 astrocytes gây độc thần kinh được tạo ra do tình trạng viêm sau chấn thương tủy sống (SCI), và con đường nhân tố hạt nhân Kappa B (NFκB) liên quan đến viêm có thể liên quan đến việc kích hoạt A1-astrocyte. Cấy ghép tế bào gốc trung mô (MSC) là một liệu pháp hứa hẹn cho SCI, trong đó các MSC đã cấy ghép thể hiện tác dụng chống viêm bằng cách giảm biểu hiện các yếu tố gây viêm, chẳng hạn như Tumor Necrosis Factor (TNF)-α và NFκB. Các exosome từ MSC (MSC-exo) được cho là mô phỏng những tác động có lợi của MSC. Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi đã điều tra xem MSC và MSC-exo có tác dụng ức chế lên A1 astrocytes và có lợi cho sự phục hồi sau SCI hay không. Phương pháp: Các tác động của MSC và MSC-exo lên A1 astrocytes do SCI gây ra và các cơ chế tiềm năng đã được nghiên cứu trong ống nghiệm và trong cơ thể bằng cách sử dụng nhuộm miễn dịch huỳnh quang và phân tích Western blot. Ngoài ra, chúng tôi đã đánh giá mô học, mức độ cytokine gây viêm và chức năng vận động để xác minh tác động của MSC và MSC-exo đối với chuột mang SCI. Kết quả: Việc đồng nuôi MSC hoặc MSC-exo đã giảm tỷ lệ A1 astrocytes được tạo ra do SCI. Việc tiêm tĩnh mạch MSC hoặc MSC-exo sau SCI đã giảm đáng kể tỷ lệ A1 astrocytes, tỷ lệ nhân tế bào dương tính với p65 trong astrocytes, và tỷ lệ tế bào dương tính với TUNEL trong horn bụng. Thêm vào đó, chúng tôi đã quan sát thấy diện tích tổn thương và biểu hiện của TNFα, Interleukin (IL)-1α và IL-1β giảm, biểu hiện của Protein Cơ Bản Myelin (MBP), Synaptophysin (Syn) và Nhân Thần Kinh (NeuN) tăng lên, cùng với điểm số Basso, Beattie & Bresnahan (BBB) cải thiện và góc thi nghiêng. Thử nghiệm in vitro cho thấy MSC và MSC-exo đã giảm A1 astrocytes do SCI gây ra, có thể thông qua cơ chế ức chế sự dịch chuyển hạt nhân của NFκB p65. Kết luận: MSC và MSC-exo giảm A1 astrocytes do SCI gây ra, có thể thông qua việc ức chế sự dịch chuyển hạt nhân của NFκB p65, và có tác dụng chống viêm và bảo vệ thần kinh sau SCI, với hiệu quả điều trị của MSC-exo tương đương với đó của MSC khi được tiêm tĩnh mạch.