Tandheelkundig mesenchymaal stamcelsecretoom: een intrigerende aanpak voor neuroprotectie en neuroregeneratie Deel 2

Het is belangrijk op te merken dat de leeftijd van de donor en de micro-omgevingsomstandigheden in vitro ook de samenstelling van het secretoom kunnen beïnvloeden. Er werd gerapporteerd dat DPSC-CM verkregen onder normoxische omstandigheden verrijkt was aan moleculen met ontstekingsremmende, weefselherstellende en regeneratieve eigenschappen vergeleken met CM verkregen onder hypoxische omstandigheden [44].

Bij het menselijk leren, geheugen en cognitie speelt de in vitro micro-omgeving een cruciale rol. Leven in een goede in vitro micro-omgeving kan ons helpen het geheugen beter te behouden, de leereffecten te verbeteren en de algehele lichamelijke gezondheid te bevorderen.

Ten eerste kan een goede in vitro micro-omgeving de vorming en het onderhoud van neuronale verbindingen bevorderen. Neuronen zijn een soort cel in de hersenen die verantwoordelijk zijn voor het verzenden van signalen en het vormen van herinneringen. Wanneer we nieuwe dingen leren, zullen de verbindingen tussen neuronen blijven versterken, wat de vorming van nieuwe herinneringen bevordert. Een goede omgeving kan ervoor zorgen dat neuronale verbindingen stabiel blijven zonder verstoord te worden.

Ten tweede kan de in vitro micro-omgeving het metabolisme en de functie van hersencellen beïnvloeden. Voldoende zuurstof, voeding en water kunnen het metabolische niveau van hersencellen verbeteren, dood en veroudering van hersencellen voorkomen en zo de ontwikkeling van geheugen en cognitieve vaardigheden ten goede komen. Tegelijkertijd kan een rustige of redelijk comfortabele omgeving mensen helpen zich te concentreren en de verbetering van de leer- en werkefficiëntie bevorderen.

Bovendien heeft een gezonde in vitro-omgeving ook een positieve invloed op andere aspecten van de lichamelijke gezondheid. Inspanningen op aspecten als voldoende slaap, vertrouwen op gezonde voedingskeuzes en matige lichaamsbeweging kunnen het geheugen en het cognitieve vermogen verbeteren. Een gezonde levensstijl die lichaam en geest integreert, kan negatieve emoties zoals angst, depressie en stress verminderen, waardoor de werkefficiëntie van de hersenen en de vitaliteit van het denken worden verbeterd.

Samenvattend bestaat er een onlosmakelijk verband tussen de in vitro micro-omgeving en het geheugen. Een geoptimaliseerde omgeving kan helpen de verbinding tussen neuronen te versterken en de metabolische functie van hersencellen te verbeteren, waardoor de vorming en het onderhoud van het geheugen wordt bevorderd, en het is ook een garantie voor de fysieke en mentale gezondheid. Laten we samenwerken om een ​​gezonde en positieve in vitro-omgeving op te bouwen om een ​​betere bijdrage te leveren aan onze gezondheid en succes. Oranje Man:

Het is duidelijk dat we het geheugen moeten verbeteren, en Cistanche kan het geheugen aanzienlijk verbeteren, omdat

Cistanche is een traditioneel Chinees medicinaal materiaal met veel unieke effecten, waaronder het verbeteren van het geheugen. De werkzaamheid van Cistanche komt voort uit de verschillende actieve ingrediënten die het bevat, waaronder looizuur, polysachariden, flavonoïde glycosiden, enz. Deze ingrediënten kunnen op veel manieren de gezondheid van de hersenen bevorderen.

Klik op 10 manieren kennen om het geheugen te verbeteren

Bovendien vertoonde secretoom verzameld uit 5% O2-gekweekte DPSC's hogere stimulerende effecten op de proliferatie en migratie van NIH3T3-cellen van embryonale fibroblasten van muizen en neuronale differentiatie van SH-SY5Y-cellen [45].
De hoeveelheid en grootte van EXO's en hun tetraspanine-expressie kunnen variëren afhankelijk van het medium dat voor de kweek wordt gebruikt [46]. Het secretoom van SHEDs en jonge DPSCs bevatte meer groeifactoren en lagere niveaus van pro-inflammatoire cytokines vergeleken met DPSCs verkregen van oude proefpersonen.

Het differentiatiepotentieel was ook hoger in SHEDs en jonge DPSCs [47].

CM kan worden verkregen door gezonde PDLSC's, maar ook door ontstoken PDLSC's. CM verkregen door ontstoken exemplaren verhoogde de proliferatie van zowel gezonde als ontstoken PDLSC's, maar verminderde de differentiatie naar osteoblasten. Gezonde CM redde de verstoorde osteogene differentiatie [48].

De behandeling met verschillende stoffen kan ook het celsecretoom beïnvloeden. De behandeling van de DPSC's met 2,3,5,40-tetrahydroxystilbeen-2-O- -D-glucoside (THSG), een bioactieve component van Polygonum multiflorum Thunb., induceerde veranderingen in de secretie van groei-geassocieerde eiwitten in CM, waardoor sommige daarvan toenemen, zoals AKT2- en NGF-receptor [49].

In plaats daarvan bevatte CM van FGF-2-gemodificeerde GMSC's meer VEGF-A, FGF-2 en TGF- [50]. Behandeling met ascorbinezuur van SHEDs verhoogde de afgifte van groeifactoren die nodig zijn voor weefselregeneratie en homeostase, waaronder VEGF, SCF, IGF-1, HGF, bFGF, Ang-1 en EGF, en ontstekingsremmende cytokines, zoals als NO, indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), PGE-2, IL-10 en IL-6.

Integendeel, de inflammatoire cytokines CCL2 en TGF- 1 waren verminderd [51].

De blootstelling aan het differentiatiemedium zou ook veranderingen in niet-coderende RNA in EV's en EXO's van PDLSC's kunnen veroorzaken.

Concreet werden 69-557 circulair RNA (circRNA's) en 2907-11.581lncRNA's gevonden in EV's geïsoleerd uit PDLSC's en PDLSC's blootgesteld aan osteogeen differentiatiemedium op verschillende tijdstippen.

Vergeleken met ongedifferentieerde PDLSCsEV's werden 3 circRNA's en 2 lncRNA's opgereguleerd en werden 39 circRNA's en 5 lncRNA's consistent neerwaarts gereguleerd na 5 en 7 dagen blootstelling aan differentiatiemedium [52].

Bovendien werden 72 miRNA's opgereguleerd, terwijl 35 werden gedownreguleerd in PDLSC's EXO's na osteogene inductie [53]. Een samenvatting van de belangrijkste factoren gevonden in het secretoom van de verschillende tandheelkundige MSC's is te vinden in Tabel 1.

Ang, angiopoëtine; BDNF, van de hersenen afkomstige neurotrofe factor; BMP, botmorfogenetisch eiwit; BMSC's, beenmerg-MSC's; circRNA, circulair RNA; CM, geconditioneerd medium; CUL7, culline 7; CXCL, chemokineligand met CXC-motief; DACC's, die apicale complexe cellen ontwikkelen; DFSC's, stamcellen van tandheelkundige follikels; DPSC's, tandpulpstamcellen; ECM, extracellulaire matrix; EGF, epidermale groeifactor; ECM, extracellulaire matrix; EV's, extracellulaire blaasjes; EXO's, exosomen; FGF, fibroblastgroeifactor; G-CSF, granulocytkoloniestimulerende factor; GDNF, van gliacellen afkomstige neurotrofe factor; GM-CSF, granulocyt-macrofaag-koloniestimulerende factor; GMSC's,gingivale MSC's; HGF, hepatocytgroeifactor; ICAM, intercellulair adhesiemolecuul; IDO, indoleamine2,3-dioxygenase; IFN, interferon; IGF, insuline-achtige groeifactor; IL, interleuchin; lncRNA, lang niet-coderend RNA; MCP, Monocyt Chemoattractant Protein; miRNA, microRNA; MMP, matrixmetalloproteïnase; NGF, zenuwgroeifactor; NT, neurotrofine; PDGF, van bloedplaatjes afgeleide groeifactor; PDLSC's, parodontale ligamentstamcellen; piRNA, PIWI-interagerende RNA's; PSMA1, proteasoomsubeenheid, alfatype; SCAP's, stamcellen van apicale papilla; SDF, van stromale cellen afgeleide factor; SHEDs, stamcellen van menselijke geëxfolieerde melktanden; TGF, transformerende groeifactor; THSG, 2,3,5,40-tetrahydroxystilbeen-2-O- -D-glucoside; TIMP, weefselremmer van metalloproteïnase; TNF, tumornecrosefactor; UC-MSC's, mesenchymale stamcellen uit de navelstreng; VEGF, vasculaire endotheelgroeifactor ↑, toename/verbeteringen; ↓, reductie.

3. Tandheelkundig stamcelsecretoom Neuroprotectief en neuroregeneratief potentieel in preklinische modellen

Om het neurodegeneratieve en neuroprotectieve potentieel van het tandheelkundige MSC-secretoom te evalueren, zijn de effecten van CM en EV's geëvalueerd in preklinische modellen van neurodegeneratieve en neurologische ziekten en modellen van neuronale schade, zoals ruggenmergletsel (SCI).

Bovendien zijn ook door secretoom gemedieerde effecten op de uitgroei van neuronen, het vermogen ervan om neuronale differentiatie te stimuleren en de effecten ervan op gliacellen geëvalueerd.

We hebben een PubMed-zoekopdracht uitgevoerd op zoek naar studies die het neurodegeneratieve en neuroprotectieve potentieel van tandheelkundige MSC-secretoom-in vitro- en in vivo-modellen aantonen.

3.1. Tandpulp Stamcelsecretoom

Het secretoom van DPSC was een van de meest bestudeerde. Verschillende onderzoeken evalueerden de werkzaamheid ervan bij het induceren van neurietuitgroei. Er werd gemeld dat DPSC-CM de uitgroei van neurieten in de dorsale wortelganglion (DRG) neuronen bevorderde.

Concreet namen de totale lengte en het gewrichtsaantal van neurieten toe na behandeling met CM. Bovendien bevordert DPSC-CM de levensvatbaarheid van Schwann-cellen en de vorming van myeline [54]. DPSCs-CM verbeterde de celoverleving en induceerde de uitgroei van neurieten van PC12-cellen, zoals blijkt uit neuronaal nucleair eiwit (NeuN), microtubuli-geassocieerd eiwit 2 (MAP-2 ), en III-tubuline.

In het bijzonder was DPSCs-CM effectiever in het induceren van PC12-neurietgroei vergeleken met DPSCs/PC12-co-culturen, wat aangeeft dat cel-co-culturen een vertraagde vertragingstijd hadden bij het produceren van effectieve hoeveelheden trofische factoren.

DPSCs-CM verbeterde ook de celmigratie. Interessant genoeg werd het aantal overlevende PC12-cellen verminderd toen CM werd toegevoegd met anti-GDNF. In plaats daarvan verzwakt de toevoeging van anti-NGF-, anti-GDNF- en anti-BDNF-antilichamen de uitgroei van PC12-neurieten.

Deze gegevens toonden aan dat NGF, BDNF en GDNF betrokken zijn bij de overleving en differentiatie van PC12 [55]. Het DPSC-secretoom vertoont een chemoaantrekkelijk effect op SH-SY5Y-cellen. Bovendien is het effect ervan op neurale rijping geëvalueerd. Met dit doel werden SH-SY5Y-cellen geïnduceerd in de richting van neuronale cellen nadat ze waren blootgesteld aan het DPSC-secretoom.

SHSY5Y-cellen onderworpen aan het DPSC-secretoom vertoonden een verhoogde uitgroei van neurieten, verworven ultrastructurele kenmerken van neuronale cellen en vertoonden een verhoogde immuunreactiviteit voor neuronale markers. Bovendien ontwikkelden CM-behandelde SH-SY5Y-cellen verschillende kenmerken, waaronder Cd2+-gevoelige stromen, wat suggereert dat CM-DPSC-gerijpte SH-SY5Y spanningsafhankelijke Ca2+-kanalen verwierf [56].

In overeenstemming met de vorige studie induceerde CM verkregen door DPSC-sheet de vorming en uitgroei van neurieten in neuronaal gedifferentieerde SH-SY5Y-neuroblastoomcellen. Deze effecten werden versterkt wanneer DPSC-vellen werden gekweekt met FGF2.

De neurietbevorderende effecten werden opgeheven toen neurotrofe factoren werden geremd, wat suggereert dat ze nodig zijn voor het positieve effect van DPSCsheets op neuronale celactiviteit [57].

Onlangs hebben Chouaib et al. toonde aan dat DPSC-CM-verbetering van neurieten die uitgroeien in sensorische neuronen concentratieafhankelijk is. De auteurs ontdekten ook dat 48 uur DPSC-conditionering de beste optie was om CM met efficiënte activiteit te verkrijgen, terwijl het verlengen van de conditioneringstijd de effecten van DPSC-CM niet verbeterde.

Interessant genoeg had de bevroren opslag geen invloed op de experimentele resultaten. De CM bevatte enkele factoren die bekend stonden om hun rol bij neurogenese en neuroprotectie, maar ook bij angiogenese en osteogenese. Bovendien versterkte de conditionering van DPSC's met het B-27-supplement de neurodegeneratieve effecten van hun secretoom, waardoor een verandering in de samenstelling van de groeifactoren werd geïnduceerd.

CM was met name effectiever wanneer B-27 werd toegevoegd aan DPSC's vóór conditionering [58].CM uit DPSC's versterkte de neuritogenese en oefende ook een chemoattractief effect uit op neurale stamcellen (NSC's).

Het primen van DPSCs met leukocyt- en bloedplaatjesrijk fibrine (LPRF) verhoogde de BDNF-secretie, maar had geen extra effecten op de paracriene-gemedieerde herstelmechanismen [59].

Er werd ook aangetoond dat DPSC-afgeleide CM geïsoleerde primaire trigeminale ganglion-neuronale cellen (TGNC) kan beschermen en regenereren. CM verbeterde inderdaad de overleving van TGNC geassocieerd met uitgebreide uitgroei en vertakking van neurieten.

Tegelijkertijd verhoogde DPSC-CM de neuronale marker-expressie van NeuN, III-tubuline en synapsine-I aanzienlijk, evenals TRPV1. Interessant genoeg bevatte DPSC-CM NGF, BDNF, NT-3 en GDNF [60].

G-CSF-gemobiliseerde DPSC's brachten hogere neurotrofe factoren tot expressie in vergelijking met basale DPSC's en hun secretoom vertoonde een verbeterd neurietextensiepotentieel. Gemobiliseerde DPSC CM had inderdaad een groter effect op de uitgroei van neurieten in TGW-cellen [61]. Eerder werd aangetoond dat CM uit gemobiliseerde DPSC de proliferatie en migratieactiviteit van neuronale Schwann RT4-D6P2T-cellen verbeterde [62].

Interessant genoeg bleek CM uit SHEDs en DPSCs in staat te zijn de generatie van cerebrale granulaire neuronen te bevorderen die axongroeiremmersignalen remmen door paracriene mechanismen [63]. Het DPSCs-secretoom vertoont ook superieure effecten vergeleken met andere MSCs.

Kumar et al. toonden aan dat het secretoom afgeleid van DPSC's, SCAP's en DFSC's neurale differentiatie in IMR-32-cellen, een preneuroblastische cellijn, efficiënter induceerde dan BMSC's.

In het bijzonder was de lengte van de neurieten hoger wanneer IMR-32-cellen werden behandeld met het DPSC-secretoom. Het DPSC-secretoom bevatte GCSF, IFN- en TGF-, die neurale differentiatie kunnen bevorderen [64].

DPSC's, BMSC's en AMSC's bevorderden een toename in de overleving van samen gekweekte retinale ganglioncellen. In het bijzonder werd de toename in overleving verbeterd in met DPSC behandelde netvliesculturen.

Interessant is dat cocultuur met DPSC een significante toename induceerde in zowel het aantal neurietdragende retinale ganglioncellen als de neurietlengte vergeleken met coculturen met BMSC's en AMSC's. Deze effecten werden echter geblokkeerd met behulp van neurotrofe factorreceptoren Fc-receptorblokkers.

De verschillende soorten MSC's vertoonden een ander patroon van expressie van neurotrofe factoren, en specifiek brachten DPSC's hogere niveaus van verschillende groeifactoren vrij, zoals NGF, BDNF en VEGF, vergeleken met BMSC's en AMSC's.

In het bijzonder kan VGF de neuroprotectieve effecten van DPSC's mediëren [65]. CM-DPSC's vertoonden op dosisafhankelijke wijze beschermende effecten op door zuurstofglucosedeprivatie (OGD) geïnduceerde cytotoxiciteit in astrocyten.

Specifiek verzwakten zowel voor- als nabehandeling met CM-DPSC's, maar ook CM-BMSC's, de door OGD geïnduceerde gliale fibrillaire acidicproteïne (GFAP), nestine- en musashi-1-expressie in astrocyten. De behandeling met CM blokkeerde ook de door OGD geïnduceerde productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) en de opregulatie van IL-1. Interessant is dat CM-DPSC's superieure cytobescherming bieden tegen celdood vergeleken met BMSC's [66].

Venugopal et al. vergeleek het neuroprotectieve potentieel van EXO's, CM of neuron-MSC-co-kweeksysteem tegen door kaininezuur geïnduceerde excitotoxiciteit in vitro. Om het meest aangepaste MSC-type te identificeren, werden bovendien EXO's en CM afgeleid van DPSC's en BMSC's getest.

Alle drie de benaderingen vertoonden neuroprotectief potentieel dankzij de toename van groeifactorexpressies en de remming van apoptose door de activering van de PI3K-Bcl-2-route.

Het is belangrijk op te merken dat EXO's betere anti-necrotische eigenschappen vertoonden vergeleken met neuron-MSC co-cultuur of CM. Wat betreft CM vertoonde alleen de fractie die eiwitten bevatte in het bereik van 3-10 kDa neuroprotectie en redde de neuronen van excitotoxiciteit [67].

Het secretoom van DPSCs vertoonde ook gunstige effecten in modellen van neurodegeneratieve ziekten. Behandeling met DPSC-secretoom verminderde de cytotoxiciteit van amyloïde (A) in een in vitro model van de ziekte van Alzheimer (AD), waardoor de levensvatbaarheid van de cellen werd verhoogd en apoptose werd verminderd.

Er werd aangetoond dat het DPSC-secretoom verhoogde niveaus van VEGF, Fractalkine, RANTES, monocyt chemoattractant proteïne-1 (MCP-1) en GMCSF bevat vergeleken met BMSC's en AMSC's.

Interessant is dat neprilysine, een protease dat A kan afbreken, ook werd aangetroffen in het DPSC-secretoom. Het DPSC-secretoom breekt A 1-42 proteolytisch in vitro af, resulterend in onvolledige afbraak na 12 uur [68].

For more information:1950477648nn@gmail.com