DEEL Ⅰ: Stam/voorlopercel in nier: kenmerken, homing, coördinatie en onderhoud

Contact:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

DEEL Ⅰ: Stam/voorlopercel in de nier: kenmerken, homing, coördinatie en onderhoud

Jiewu Huang, Yaozhong Kong, Chao Xie en Lili Zhou

Abstract

niermislukkingheeft een hoge prevalentie en wordt wereldwijd een probleem voor de volksgezondheid. Echter,niervervangingtherapieën zoals dialyse zijn nog niet bevredigend voor hun meerdere complicaties. Terwijl stam-/voorlopercel-gemedieerde weefselherstel en regeneratieve geneeskunde laten zien dat er licht is aan het einde van de tunnel. Daarom zou een beter begrip van de kenmerken van stam-/voorlopercellen in nieren en hun homingcapaciteit de ontwikkeling van stamcelonderzoek en therapie op niergebied enorm bevorderen en een nieuwe route openen om nieuwe strategieën voor nierbescherming te verkennen. In deze review vatten we in het algemeen de belangrijkste stam- / voorlopercellen samen die afkomstig zijn van nieren in situ of afkomstig zijn van de bloedsomloop, met name beenmerg. We gaan ook dieper in op de nierspecifieke micro-omgeving die de groei van stam-/voorlopercellen en chemotaxis mogelijk maakt en becommentariëren hun interactie. Ten slotte belichten we mogelijke strategieën voor het verbeteren van de therapeutische effecten van op stamcellen/voorlopercellen gebaseerde therapie. Onze review biedt belangrijke aanwijzingen om de groei van stamcellen in de nieren beter te begrijpen en te beheersen en om nieuwe therapeutische strategieën te ontwikkelen.

cistanche kruidenkantraktatienierziekteverbeterennierfunctie

Invoering

chronisch nierziekte(CKD) is een probleem voor de volksgezondheid geworden dat meer dan 10 procent van de wereldbevolking treft. In populaties met een hoog risico is de prevalentie van CKD tot 50 procent [1]. Onder de etiologie van CKD wordt acuut nierletsel (AKI), gekenmerkt door een snelle achteruitgang van de nierfunctie, beschouwd als een belangrijke mediator van CKD en het daaropvolgende eindstadium vannierziekte(ESRD)[2]. Echter, hoewelniervervangende therapieën zoals dialyse kunnen een vervanging zijn voor het in stand houden van de basale nierfunctie, het herstel van de nier zelf is het belangrijkste probleem dat moet worden opgelost. Hoewel weefselherstel op basis van stam-/voorlopercellen en regeneratieve geneeskunde geleidelijk zijn onderzocht, zijn er nog veel onontgonnen gebieden. In deze review vatten we de algemene kenmerken van stam-/voorlopercellen en hun homingcapaciteit in de nieren samen. We belichten ook de micro-omgevingen die betrokken zijn bij het onderhoud van stam-/voorlopercellen en bieden mogelijke strategieën voor het verbeteren van de functies van stam-/voorlopercellen.

Stam-/voorlopercellen zijn een groep specifieke cellen die het vermogen hebben tot zelfvernieuwing, multipotente differentiatie en herstel na orgaanschade [3]. Vergeleken met stamcellen vertonen progenitorcellen een beperkt differentiatievermogen. De micro-omgeving zou een grote invloed kunnen hebben op hun differentiatie en zelfvernieuwing [4]. Weefselspecifieke stamcellen zijn waargenomen in veel organen, waaronder nieren, beenmerg, maagdarmslijmvlies, lever, hersenen, prostaat en huid [4-8]. Stam-/voorlopercellen kunnen differentiëren tot epitheelcellen, myofibroblasten en gladde spiercellen in embryonaal metanefris mesenchym [9-11]. De populatie van mesenchymale stamcellen (MSC) speelt een belangrijke rol in de embryogenese van nieren [12,13]. In de volwassen nier vergemakkelijken de twee verschillende bronnen voor stam-/voorlopercellen, waaronder residente nierstam-/voorlopercellen en circulerende stam-/voorlopercellen die voornamelijk afkomstig zijn van beenmerg, ook in hoge mate de lokale herstelprocessen door middel van ontstekingsremmende en immuun- modulerende effecten [14-17]. Er zijn enkele onderzoeken geweest die aantonen dat stamcellen/voorlopercellen nierbeschadiging kunnen verbeteren en de nierfunctie kunnen verbeteren bij ischemie/reperfusieschade (IRI) [3,5,15,18,19], nefrotisch syndroom [20], acuut nierfalen door intramusculaire injectie van glycerol [21-23], en een door adriamycine geïnduceerd model[24].

costancheAannier

Circulerende stam-/voorlopercellen omvatten endotheliale voorlopercellen (EPC's), hematopoëtische stamcellen (HSC's) en van beenmerg afgeleide MSC's (BMSC's). EPC's, die het vermogen hebben om endotheel te herstellen, zijn afgeleid van het beenmerg en kunnen op verschillende stimuli worden gemobiliseerd naar de perifere circulatie [25]. HSC's zijn een soort stamcel in het beenmerg en bezitten het vermogen om zichzelf te vernieuwen, te prolifereren en te differentiëren om het bloed en het immuunsysteem aan te vullen [26]. HSC-transplantatie is effectief bij auto-immuunziekten [27-29] en verbetert ook de nierfunctie aanzienlijk bij auto-immuunnefropathieën zoals IgA-nefropathie [30,31], focale segmentale glomerulosclerose (FSGS) [32] en crescentische glomerulonefritis [ 33], door autoreactieve immuuncellen uit te roeien en een naïef, zelftolerant immuunsysteem te regenereren [34]. Een groot aantal bewijzen wijst op een groot aantal potentiële therapeutische effecten van BMSC's op AKI [35-37, CKD [37,38], FSGS [39,40], diabetische nefropathie [41-43], renovasculaire ziekte [ 44], lupus nefritis [45, 46], polycystische nierziekte [47] en andere [48-51]. Studies hebben ook aangetoond dat EPC's bijdragen aan endotheelherstel in IRI-geïnduceerde nieren [52,53] en de microvasculatuur, hemodynamiek en nierfunctie in de stenotische nier herstellen [54-56]. Om de rol van stam/ progenitorcellen in de nieren, zouden we ons in het volgende concentreren op hun kenmerken en oorsprong, het mechanisme dat ten grondslag ligt aan hun effecten op nierherstel en strategieën voor op stamcellen gebaseerde therapie.

cistancheverloren rijkskruiden opnierfunctie

KLIK HIER OM DEEL TE NEMEN

conclusies

Er is een reeks stam-/voorlopercellen, waaronder in de nieren verblijvende stam-/voorlopercellen in de verschillende delen van de nier, met hun eigen kenmerken, en cellen die zijn afgeleid van het beenmerg en vervolgens de thuisbasis van de nier. Na nierbeschadiging kunnen deze stam-/voorlopercellen migreren naar beschadigde gebieden via een gecompliceerd mechanisme, waar ze een beschermend effect uitoefenen op de inflammatoire en hypoxische micro-omgeving van de beschadigde nier door differentiatie of paracriene functies.

Er zijn enkele geschikte en veelbelovende strategieën voor op stamcellen/voorlopercellen gebaseerde therapieën (Fig. 3). Voorconditionering van stamcellen is een effectieve strategie om de homing en overleving van stamcellen te verbeteren, om zo hun nierbeschermend effect te versterken. De functie van stam-/voorlopercellen is echter aangetast bij CKD-patiënten, wat leidt tot onbevredigende therapeutische effecten, maar allogene stam-/voorlopercellen kunnen worden afgewezen. De toepassing van bioactieve moleculen die worden uitgescheiden door stamcellen/voorlopercellen zou deze uitdaging kunnen overwinnen. Omdat de combinatie met biomaterialen de snelle klaring van stam-/voorlopercellen en hun bioactieve producten in vivo kan overwinnen, hun renale selectiviteit kan verbeteren en een welkome micro-omgeving kan bieden om hun overleving en functie te bevorderen, moet deze strategie ook in overweging worden genomen. Ten slotte, met de potentie voor de biotechnologische generatie van een functionele hele nier in de toekomst, kan een bio-engineeringmethode een veelbelovend toekomstperspectief zijn.

Fig. 3 Er zijn vier mogelijke strategieën voor het verbeteren van de therapeutische effecten van therapie op basis van stamcellen/voorlopercellen, waaronder preconditionering, toepassing van biomaterialen, bioactieve moleculen en bio-engineering.Preconditionering omvat voornamelijk hypoxie, genetische modificatie en toediening met cytokinen of chemische verbindingen. Biomaterialen omvatten hydrogels, biomateriaalmatrices en andere nieuwe materialen. De toepassing van de bioactieve moleculen en EV's die worden uitgescheiden door stam-/voorlopercellen is ook nuttig. En de toepassing van dECM-steiger en ESC's of iPSC's om een ​​functioneel geheel orgel te regenereren is een prospectieve strategie in de toekomst.

echinacosideover voorkomennierletsel en ziekte

Referenties

1..Eckardt KU, Coresh J, Devuyst O, Johnson RJ, Köttgen A. Levey AS, et al Evoluerend belang van nierziekte: van subspecialiteit tot wereldwijde gezondheidslast. Lancet.2013;382(9887):158-69.

2. Levin A, Tonelli M, Bonventre J, Coresh J, Donner JA, Fogo AB, et al. Wereldwijde niergezondheid 2017 en verder: een routekaart voor het dichten van hiaten in zorg, onderzoek en beleid. Lancet. 2017;390(10105):1888-917.

3. Kitamura S, Yamasaki Y, Kinomura M, Sugaya T, Sugiyama H, Maeshima Y, et al. Oprichting en karakterisering van renale progenitor-achtige cellen van S3-segment van het nefron in volwassen rattennier. FASEBJ.2005;19(13):1789-97.

4. Anglani F, Forino M, Del Prete D, Tosetto E, Torregrossa R, D'Angelo A. Op zoek naar volwassen nierstamcellen. J Cell Mol Med.2004;8(4):474-87.

5. Gupta S, Verfaillie C, Chmielewski D, Kren S, Eidman K, Connaire J, et al. Isolatie en karakterisering van nier-afgeleide stamcellen. J Am Soc Nephrol. 2006;17(11):3028–40.

6. Reynolds BA, Weiss S. Generatie van neuronen en astrocyten uit geïsoleerde cellen van het centrale zenuwstelsel van volwassen zoogdieren. Wetenschap. 1992; 255(5052):1707–10.

7. Tropepe V, Coles BL, Chiasson BJ, Horsford DJ, Elia AJ, McInnes RR, et al. Retinale stamcellen in het oog van een volwassen zoogdier. Wetenschap. 2000;287(5460):2032-6.

8. Herrera MB, Bruno S, Buttiglieri S, Tetta C, Gatti S, Deregibus MC, et al. Isolatie en karakterisering van een stamcelpopulatie van volwassen menselijke lever. Stamcellen. 2006;24(12):2840–50.

9. Oliver JA, Barasch J, Yang J, Herzlinger D, Al-Awqati Q. Metanephric mesenchyme bevat embryonale nierstamcellen. Am J Physiol Renal Physiol. 2002;283(4): F799-809.

10. Bussolati B, Bruno S, Grange C, Buttiglieri S, Deregibus MC, Cantino D, et al. Isolatie van renale voorlopercellen van volwassen menselijke nieren. Ben J Pathol. 2005;166(2):545-55.

11. Maeshima A, Yamashita S, Nojima Y. Identificatie van renale progenitorachtige tubulaire cellen die deelnemen aan de regeneratieprocessen van de nier. J Am Soc Nephrol. 2003;14(12):3138–46.

12. Cullen-McEwen LA, Caruana G, Bertram JF. Het was wat en waarom van het zich ontwikkelende nierstroma. Nefron Experimenteel Nephrol. 2005;99(1):e1–8.

13. Bruno S, Chiabotto G, Camussi G. Beknopte beoordeling: verschillende mesenchymale stromale / stamcelpopulaties bevinden zich in de volwassen nier. Stamcellen Transl Med. 2014;3(12):1451–5.

14. Liu D, Cheng F, Pan S, Liu Z. Stamcellen: een mogelijke behandelingsoptie voor nierziekten. Stamcelonderzoek. 2020;11(1):249.

15. Dekel B, Zangi L, Shenzhen E, Reich-Zeliger S, Eventov-Friedman S, Katchman H, et al. Isolatie en karakterisering van niet-tubulaire sca -1 plus lin-multipotente stam / voorlopercellen van volwassen muizennier. J Am Soc Nephrol. 2006; 17(12):3300–14.

16. Huang Y, Johnston P, Zhang B, Zakari A, Chowdhry T, Smith RR, et al. Nier-afgeleide stromale cellen moduleren dendritische en T-cel reacties. J Am Soc Nephrol. 2009;20(4):831-41.

17. Uccelli A, Pistoia V, Moretta L. Mesenchymale stamcellen: een nieuwe strategie voor immunosuppressie? Trends Immunol. 2007;28(5):219–26.

18. Oliver JA, Maarouf O, Cheema FH, Martens TP, Al-Awqati Q. De nierpapil is een niche voor volwassen nierstamcellen. J Clin Onderzoek. 2004;114(6):795-804.

19. Lee PT, Lin HH, Jiang ST, Lu PJ, Chou KJ, Fang HC, et al. Niervoorlopercellen van muizen versnellen de nierregeneratie en verlengen de overleving na ischemisch letsel. Stamcellen. 2010;28(3):573-84.

20. Ronconi E, Sagrinati C, Angelotti ML, Lazzeri E, Mazzinghi B, Ballerini L, et al. Regeneratie van glomerulaire podocyten door menselijke niervoorlopers. J Am Soc Nephrol. 2009;20(2):322-32.

21. Angelotti ML, Ronconi E, Ballerini L, gepaarde A, Mazzinghi B, Sagrinati C, et al. Karakterisering van renale voorlopers die zich inzetten voor tubulaire afstamming en hun regeneratief potentieel bij niertubulaire schade. Stamcellen. 2012;30(8):1714–25.

22. Sagrinati C, Netti GS, Mazzinghi B, Lazzeri E, Liotta F, Frosali F, et al. Isolatie en karakterisering van multipotente voorlopercellen uit de Bowman's capsule van volwassen menselijke nieren. J Am Soc Nephrol. 2006;17(9):2443-56.

23. Lazzeri E, Crescioli C, Ronconi E, Mazzinghi B, Sagrinati C, Netti GS, et al. Regeneratief potentieel van embryonale renale multipotente voorlopers bij acuut nierfalen. J Am Soc Nephrol. 2007;18(12):3128–38.

24. Challen GA, Bertoncello I, Deane JA, Ricardo SD, Little MH. De populatie aan de nierzijde onthult multilineage-potentieel en renale functionele capaciteit, maar ook cellulaire heterogeniteit. J Am Soc Nephrol. 2006;17(7):1896-912.

25. Fadini GP, Agostini C, Sartore S, Avogaro A. Endotheliale voorlopercellen in de natuurlijke geschiedenis van atherosclerose. Atherosclerose. 2007;194(1):46–54.

26. Ho YH, Méndez-Ferrer S. Micro-omgevingsbijdragen aan hematopoëtische stamcelveroudering. Hematologische. 2020;105(1):38–46. 27. Ng SA, Sullivan KM. Toepassing van stamceltransplantatie bij auto-immuunziekten. Curr Opin Hematol. 2019;26(6):392–8.

28. van Bekkum DW. Experimentele basis van hematopoëtische stamceltransplantatie voor de behandeling van auto-immuunziekten. Jo Leukocyten Biol. 2002;72(4):609–20.

29. Ikehara S. Stamceltransplantatie voor auto-immuunziekten: wat kunnen we leren van experimentele modellen? Auto-immuniteit. 2008;41(8):563–9.

30. Imasawa T, Utsunomiya Y, Kawamura T, Nagasawa R, Maruyama N, Sakai O. Bewijs dat suggereert dat hematopoëtische stamcellen betrokken zijn bij de pathogenese van IgA-nefropathie. Biochem Biophys Res Commun. 1998; 249(3):605–11.