کشت شبیه سازی شده بی وزنی اثرات حفاظت کننده عصبی سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از استخوان جمجمه انسانی را در آسیب مغزی ترومایی تقویت می کند

تاریخ انتشار: پنجشنبه 10 خرداد 1397 | امتیاز: Article Rating

درمان اساسی سیستم عصبی مرکزی(CNS)، به دلیل توانایی بازسازی کنندگی اندک سیستم عصبی مرکزی به ندرت اتفاق می افتد. اخیرا، درمان های مبتنی بر سلول با استفاده از سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) به عنوان درمانی موثر برای بیماری های سیستم عصبی مرکزی در نظر گرفته شده اند. در بین انواع سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت، ما سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از استخوان جمجمه انسانی(cMSCs) را در آزمایشگاه مان جداسازی کردند. علاوه بر این، ما روی بی وزنی شبیه سازی شده(MG) به عنوان یک محیط کشت ارزشمند برای سلول های بنیادی مزانشیمی فوکوس کردیم. با این حال، مکانیسم دقیق دخیل در ریکاوری عملکردی از پیوند سلول های بنیادی مزانشیمی کشت شده در شرایط بی وزنی شبیه سازی شده، ناشناخته باقی مانده است. در این مطالعه، ما مکانیسم های درمانی cMSCهای کشت شده تحت شرایط بی وزنی شبیه سازی شده را در مدل موشی آسیب مغزی ترومایی(TBI) بررسی کردیم. سلول های cMSCs انسانی تحت شرایط 1G و بی وزنی شبیه سازی شده کشت شدند و cMSCهای کشت شده تحت شرایط بی وزنی شبیه سازی شده، سطح mRNA به طور قابل توجه بالاتری از فاکتور رشد کبدی(HGF) و فاکتور TGF-β را نشان دادند. در مدل موشی آسیب مغزی ترومایی، پیوند cMSCهای کشت شده تحت شرایط بی وزنی(گروه MG) بهبودی عملکرد حرکتی بیشتری را در مقایسه با گروه تیمار شده با فسفات بافر سالین(گروه PBS) نشان دادند. علاوه براین، بیان پروتئین TNF-α و نسبت Bax/Bcl-2  به طور قابل توجهی در جایگاه آسیب مغزی در موش های گروه بی وزنی شبیه سازی در مقایسه با گروه PBS پایین تر بود. علاوه براین، مطالعه آزمایشگاهی نشان داد که محیط شرطی یا رویی cMSCهای کشت شده تحت شرایط بی وزنی شبیه سازی شده به طور قابل توجهی مرگ سلولی سلول های NG108-15  که در معرض استرس اکسیداتیو یا التهابی قرار گرفته بودند را از طریق اثرات ضد التهابی و ضد آپوپتوزی سرکوب کرد. این یافته ها نشان می دهند که کشت cMSCها تحت بی وزنی شبیه سازی شده اثرات حفاظت کنندگی عصبی را افزایش می دهد که نشان می دهد که کشت های بی وزنی شبیه سازی شده ممکن است روش مفیدی برای استراتژی های درمانی مبتنی بر سلول برای بیماری های سیستم عصبی مرکزی باشند.

Stem Cells Dev. 2018 May 23. doi: 10.1089/scd.2017.0299. [Epub ahead of print]

Simulated microgravity culture enhances the neuroprotective effects of human cranial bone-derived mesenchymal stem cells in traumatic brain injury.

Otsuka T1, Imura T2, Nakagawa K3, Shrestha L4, Takahashi S5, Kawahara Y6, Sueda T7, Kurisu K8, Yuge L9.

Abstract

Fundamental cures of central nervous system (CNS) diseases are rarely achieved due to the low regenerative ability of the CNS. Recently, cell-based therapy using mesenchymal stem cells (MSCs) has been explored as effective treatments for CNS diseases. Among the various tissue-derived MSCs, we have isolated human cranial bone-derived MSCs (cMSCs) in our laboratory. In addition, we have focused on simulated microgravity (MG) as a valuable culture environment of MSCs. However, the detailed mechanisms underlying functional recovery from the transplantation of MSCs cultured under MG conditions remain unclear. In this study, we investigated the therapeutic mechanisms of cMSCs transplantation cultured under MG conditions in traumatic brain injury (TBI) model mice. Human cMSCs were cultured under 1G and MG conditions, and cMSCs cultured under MG conditions expressed significantly higher mRNA levels of hepatocyte growth factor (HGF) and transforming growth factor beta (TGF-β). In TBI model mice, the transplantation of cMSCs cultured under MG conditions (group MG) showed greater motor functional improvement compared to the only phosphate buffered saline administration (group PBS). Moreover, the protein expressions of tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and the Bax/Bcl-2 ratio were significantly lower at brain injury sites in mice of group MG than those of group PBS. In addition, an in vitro study showed that the conditioned medium of the cMSCs cultured under MG conditions significantly suppressed the cell death of NG108-15 cells exposed to oxidative or inflammatory stress through anti-inflammatory and anti-apoptosis effects. These findings demonstrate that culturing cMSCs under simulated microgravity increases the neuroprotective effects, suggesting that simulated microgravity cultures may be a useful method for cell-based therapy strategies for CNS diseases.

PMID: 29790427
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان