Секретом на зъбни мезенхимни стволови клетки: интригуващ подход за невропротекция и неврорегенерация, част 3

Ранното предсимптоматично приложение на DPSC-CM подобрява инервацията на нервно-мускулната връзка в сравнение с третирани с носител SOD1G93A мишки.

Невромускулните и паметта са тясно свързани. Нашата нервна система и мускулна система са взаимозависими и работят заедно, за да изпълняват различни дейности на нашето тяло. И това сътрудничество също е много важно за нашата памет.

Първо, нашата нервна система е отговорна за предаването на информация и контролирането на движението на различни части на тялото. Когато научим нещо ново, нашият мозък ще произвежда нови невротрансмитери и синапси, които могат да ни помогнат да запомним по-добре нови знания.

Второ, нашата мускулна система също е тясно свързана с нашата памет. Проучванията показват, че мускулната ни памет може да повлияе на мозъчната ни памет, тоест чрез мускулни тренировки можем да подобрим паметта си.

По-конкретно, когато тренираме мускули, нашите мускули ще формират мускулна памет. Тази мускулна памет може да ни помогне да контролираме по-добре мускулите си и да направи движенията ни по-точни и координирани. В същото време тази мускулна памет може да подобри мозъчната ни памет, защото мозъкът ни ще записва нашите мускулни движения и усещания.

Следователно можем да подобрим паметта си, като тренираме мускули. Например, можем да тренираме баланс, да танцуваме, да играем тенис на маса и други спортове, които могат да ни помогнат да упражним мускулите си, да подобрим координацията и способността си за реакция и по този начин да подобрим мускулната и мозъчната си памет.

В обобщение, връзката между нервно-мускулната и паметта е много тясна. Трябва да поддържаме добро здраве и да изпълняваме правилни мускулни тренировки, за да подобрим паметта си. В същото време ние също трябва да обърнем внимание на диетата, почивката и психичното здраве и да поддържаме добър жизнен навик, за да подобрим цялостно нашето физическо и мозъчно здраве. Вижда се, че трябва да подобрим паметта. Cistanche може значително да подобри паметта, тъй като Cistanche има антиоксидантни, противовъзпалителни и анти-стареене ефекти, които могат да помогнат за намаляване на окисляването и възпалителните реакции в мозъка, като по този начин предпазват здравето на нервната система. В допълнение, Cistanche може също така да насърчи растежа и възстановяването на нервните клетки, като по този начин подобрява свързаността и функцията на невронните мрежи. Тези ефекти могат да помогнат за подобряване на паметта, способността за учене и скоростта на мислене, а също така могат да предотвратят появата на когнитивна дисфункция и невродегенеративни заболявания.

Щракнете върху познайте начините за подобряване на мозъчната функция

Прилагането по време на късни предсимптоматични стадии не само повишава запазването на нервно-мускулните връзки, но също и оцеляването на моторните неврони във вентралния рог на гръбначния мозък.

Въпреки това, астроглиозата и микроглиареактивността остават незасегнати. Интересно е, че ежедневното лечение с DPSC-CM от проява на симптоми увеличава преживяемостта след появата, както и общата продължителност на живота [69].

Приложението на DPSC-EXO в миши модел на преходно увреждане на средна церебрална артерия (tMCAO) намалява мозъчния оток, мозъчния инфаркт и неврологичното увреждане. DPSC-EXOs инхибират медиираната от исхемия/реперфузия (I/R) експресия на Toll-подобен рецептор (TLR) 4, MyD88 и усилвател на леката верига на ядрен фактор капа на активирани В клетки (NF-κB).

DPSC-EXO също така намаляват протеиновата експресия на провъзпалителни цитокини IL-6, IL-1 и TNF- и цитоплазмената транслокация на boxprotein с висока подвижност (HMGB) 1 in vivo, но също и in vitro при OGD/ реперфузия (OGD/R)-индуцирани BV2 клетки.

По този начин резултатите показват, че DPSC-EXO могат да упражняват неврозащита срещу церебрално I/R-индуцирано невровъзпаление чрез инхибиране на HMGB1/TLR4/MyD88/NFkB сигнален път [70].

DPSC-CM подобрява вазоконстрикцията, предизвикана от аневризмален субарахноиден кръвоизлив (aSAH), и подобрява оксигенацията в увреден мозък. Приложението на DPSC-CM също подобрява когнитивните и двигателните увреждания.

Прилагането на DPSC-CM намалява невровъзпалението, както се вижда от намаляването на броя на Iba1-позитивните клетки. Основната съставна част на DPSC-CM е IGF-1.

Антитяло-медиираната неутрализация на IGF-1влошава умерено спасителния ефект на DPSC-CM върху микроциркулацията, Iba1-позитивните клетки в увредената област на мозъка и когнитивните/моторни увреждания [71].

Прилагането на DPSC-CM подобрява скоростта на проводимост на седалищния двигателен/сензорен нерв, кръвния поток на седалищния нерв и плътността на интраепидермалните нервни влакна в подложките на стъпалата на индуцирани от стрептозотоцин диабетни плъхове.

Освен това капилярната плътност на скелетните мускули се увеличава, докато провъзпалителните реакции в седалищните нерви на плъхове с диабет са намалени [72]. Канада и др. потвърждава положителните ефекти на CM върху скоростта на проводимост на седалищния нерв и кръвния поток на седалищния нерв.

Освен това, лечението също увеличава размера на мускулния сноп, васкуларната плътност в скелетните мускули и плътността на интраепидермалните нервни влакна при плъхове с диабет.

Въпреки това, не са открити разлики между резултатите за DPSC и DPSC-CM. Тези резултати предполагат, че ефикасността на прилагането на DPSC и DPSC-CM вероятно се дължи на секретома.

По-специално, DPSC-CM съдържа ангиогенни фактори, като VEGF-C, невротрофични фактори, като BDNF, и имуномодулиращи фактори, включително IL-1, IL-4 и TLR4 [73]. Преглед на представените проучвания в този параграф е наличен в таблица 2.

А, амилоид; aSAH, аневризмен субарахноидален кръвоизлив; AMSCs, получени от мастна тъкан MSCs; BDNF, мозъчен невротрофичен фактор; BMP, костен морфогенетичен протеин; BMSCs, MSCs на костен мозък; CM, кондиционирана среда; DFSC, стволови клетки от зъбен фоликул; DPSC, стволови клетки от зъбна пулпа; EXO, екзозоми; FGF, фибробластен растежен фактор; GDNF, невротрофичен фактор, получен от глиални клетки; GFAP, глиален фибриларен киселинен протеин; G-CSF, фактор, стимулиращ гранулоцитите; HGF, хепатоцитен растежен фактор; IFN, интерферон; IGF, инсулиноподобен растежен фактор; IGFBP, инсулиноподобен растежен фактор свързващ протеин; IL, интерлевкин; MCP, Моноцитен хемоатрактантен протеин; MSC, мезенхимни стволови клетки; NGF, нервен растежен фактор; NT, невротрофин; OGD/R, кислородно-глюкозна депривация–реперфузия; OPG, остеопротегерин; PDGF, тромбоцитен растежен фактор; ROS, реактивни кислородни видове; SCAPs, стволови клетки от апикална папила; SHEDs, стволови клетки от човешки ексфолирани млечни зъби; TGF, трансформиращ фактор на растежа; ТИМП, тъканен инхибитор на металопротеиназата; TLR, Toll подобен рецептор; tMCAO, преходна оклузия на средна церебрална артерия; VEGF, съдов ендотелен растежен фактор; ↑, увеличение/подобрения; ↓, намаляване.

3.2. Стволови клетки от секретом на човешки ексфолирани млечни зъби

Съобщава се, че секретомът на SHEDs модулира активността на микроглиалните клетки. EVs, получени от SHEDs, инхибират липополизахарид (LPS)-индуцирано активиране на NF-кВ сигнален път в човешки микроглиални клетки.

Освен това, EVs индуцират регулиране на фагоцитната активност в неполяризирани клетки, леко намаляване на М1 поляризираните клетки и умерено увеличение на М2 поляризираните клетки. EV индуцират незабавно и продължително повишаване на гликолитичната активност в M0, M1 и M2 поляризирани клетки. Интересното е, че EV действат по обратен на дозата начин [74].

EVs също така предизвикват бързо увеличаване на вътреклетъчното освобождаване на Ca2+ и ATP в микроглиалните клетки. EVs също са в състояние да насърчат микроглиалната подвижност чрез P2X4 рецептор/млечна мастна глобула-епидермален растежен фактор-фактор VIII (MFG-E8)-зависими механизми [75].

Различни проучвания съобщават за благоприятни ефекти на SHED CM както при in vitro, така и при in vivo модели на болестта на Паркинсон (PD). Fujii и др. доказателство, че клетки, подобни на допаминергичен неврон, индуцирани от SHEDs, са в състояние да упражнят терапевтични ползи в 6-хидрокси-допамин (6-OHDA)-индуциран модел на паркинсонов плъх, подобрявайки неврологичните дефицити и повишавайки нивата на допамин (DA) повече ефикасно от недиференцираните SHED.

Въпреки това, паракринните ефекти могат да допринесат за невропротекция срещу 6-OHDA-индуцирана невродегенерация. В действителност, CM, получен от диференцирани SHEDs, е в състояние да защити първичните неврони срещу 6-OHDA токсичността и ускорения невритен растеж in vitro [76].

Различни дози от SHED-CM бяха тествани в PD модел. Дозата от 10 µg/mL SHED-CM не възстанови двигателната способност, докато 30 µg/mL SHED-CM предизвика само леки подобрения. Вместо това 100 µg/mL SHED-CM предизвика максимално подобрение на двигателния дефицит при плъхове с PD и по-висока доза не предизвиква по-нататъшно подобрение.

SHED-CM повишава количествата тирозин хидроксилаза (TH) и намалява нивата на синуклеин както в substantianigra, така и в стриатума. В допълнение, лечението с SHED-CM намалява както Iba-1 положителните клетки, така и нивата на CD4 в същите области на мозъка.

Основните съставки на SHED-CM включват инсулиноподобен растежен фактор свързващ протеин-6 (IGFBP-6), тъканен инхибитор на металопротеиназа (TIMP)-2, TIMP-1 и TGF -1. Освен това биоинформационният анализ показва, че SHEDCM е в състояние да насърчи невралната регенерация.

Наистина, секвенирането на РНК доказа, че прилагането на SHED-CM измества профила на генната експресия към модел, подобен на този на контролните плъхове, регулирайки нагоре гени, които участват в невроразвитието и генерирането на нерви.

Основните съставки на SHED-CM могат да участват в молекулярните мрежи, включени в холинергичните и серотонинергичните синапси, калциевите сигнални пътища и насочването на аксони [77].

EXO и MVs, получени от SHEDs, също са оценени за техните невропротективни ефекти в PD модели. EXOs, но не и MVs, получени от SHEDs, отгледани върху покрити с ламинин триизмерни алгинатни микро-носители, потискат 6-OHDA-индуцирани апоптозис допаминергични неврони. Напротив, никакви защитни ефекти не са упражнени от MVs или EXOs, получени от SHEDs, отглеждани в стандартни условия на култура [78].

Вместо това, интраназалното приложение на EVs, получени от SHEDs, е доказано, че е ефективно при плъх модел на PD, подобрявайки двигателната функция във връзка с нормализирането на TH експресията в стриатума и substantia nigra [79].

Интраназалното приложение също беше тествано в AD модел, показвайки, че SHEDCM подобрява когнитивната функция. SHED-CM намалява оксидативния стрес, измества M1-тип провъзпалителната микросреда към M2-тип противовъзпалителна и невропротективна такава и повишава нивата на невротрофичния фактор. BMSCs-CM е по-малко ефикасен.

Той намалява оксидативния стрес и възпалението, но не може да повиши експресията на противовъзпалителните М2 маркери. Лечението с SHED-CM също потиска индуцираната от глутамат невронална смърт in vitro [80]. SHED-CM също успя да подобри резултатите от заболяването и да намали демиелинизацията, увреждането на аксона, възпалителната клетъчна инфилтрация и експресията на провъзпалителни цитокини в гръбначния мозък на експериментален автоимунен енцефаломиелит ( EAE) мишки.

Тези промени са свързани с промяна във фенотипа на микроглията/макрофага от M1 на M2. Третирането на EAE мишки със секретирания ектодомен на Ig-подобен лектин, свързващ сиалова киселина-9(ED-Siglec-9), основен компонент на SHED-CM, доведе до подобни ефекти в сравнение с SHED-CM лечение, докато изчерпването на ED-Siglec-9 премахва защитните ефекти на SHEDCM.

Напротив, изчерпването на HGF не причинява инхибиране на медиирана от SHED-CM защита, което показва, че HGF има малък ефект върху ефикасността на SHED-CM. SHED-CMinhibira пролиферацията на специфични за миелин олигодендроцит гликопротеин CD4+ Т клетки, както и тяхното производство на провъзпалителни цитокини in vitro [81].

Мацубара и др. показват, че SHED и SHED-CM, приложени в увредени гръбначни мозъка на плъхове по време на острия период след нараняване, предизвикват функционално възстановяване. SHED-CM показва противовъзпалителна активност, намалявайки нивата на провъзпалителни цитокини и имунорегулаторно действие, индуциращо М2 противовъзпалителни макрофаги.

За да се идентифицират факторите, отговорни за терапевтичните ефекти на CM, бяха характеризирани разтворимите фактори, присъстващи в SHEDCM. Бяха идентифицирани общо 79 протеина, за някои от които е известно, че участват в невродегенеративни процеси, с антиапоптотични, противовъзпалителни свойства и свойства за удължаване на аксона. По-специално, MCP-1 и ED-Siglec-9 може да участват в M2-подобна диференциация на макрофаги.

Наистина, изчерпването на тези фактори от SHED-CM намалява способността на CM да индуцира M2-подобни макрофаги и да насърчава функционалното възстановяване след SCI. Интересно е, че прилагането на BMSC-CM не индуцира никаква или само лека M{3}}подобна клетъчна диференциация и не индуцира възстановяване като SHED-CM [82].

В съответствие с предишното проучване, лечението с SHED-CM, заредено върху аколагенов хидрогел, използван като система за доставяне, индуцира функционално възстановяване при SCI плъхове, както се демонстрира чрез подобряване на резултатите, оценени чрез Basso, Beattie и Bresnahanscoring, наклонена равнина, студена алодиния , и тестове за ходене по лъч [83].

Третирането с SHED-CM, заредено върху колагенов хидрогел, също увеличава обема на запазеното бяло и сиво вещество и общия брой неврони и олигодендроцити в модел на SCI на плъх. Напротив, обемът на лезията и дължината на лезията намаляват. Въпреки това, в това проучване, SHED-CM сам по себе си не оказва защита.

Авторите предполагат, че това може да се дължи на бързата дифузия на SHED-CM и по този начин колагеновият хидрогел може да действа като ефективна система за освобождаване [84]. Еднократно интравенозно инжектиране на SHED-CM също обръща механичната алодиния, предизвикана от трансекция на гръбначния нерв, потиска микроглията и активиране на астроцити, и намалява броя на невроните, положителни за маркера за невронално увреждане, активиращ транскрипционния фактор 3 (ATF3) и натрупването на макрофаги.

По-специално, фракцията SHED-CM с молекулно тегло между 30 и 50 kDa обърна болката, което предполага, че протеиновите компоненти с молекулна маса в диапазона 30-50 kDa са отговорни за докладваната невропротекция [85].

Имплантирането на колагенова гъба, обогатена със свободен от серум CM от SHED, в нервната междина, образувана от трансекция на лицевия нерв на плъх, възстановява неврологичната функция. Напротив, CM изчерпва MCP-1 и ED-Siglec-9 , които са противовъзпалителни M2 индуктори на макрофаги, не възстановяват неврологичната функция. По-специално, MCP-1 и ED-Siglec-9 индуцират поляризацията на М2 макрофаги in vitro и in vivo. По този начин, резултатите показват, че MCP-1/ED-Siglec-9 участва в регенерацията на периферните нерви, предизвикваща M2 макрофаги [86].

Лечението с SHED-CM повишава пролиферацията, миграцията и експресията на гени, свързани с неврони, ЕСМ и ангиогенеза, в клетки на Schwann. Освен това, SHED-CM стимулира невритния растеж на дорзалните коренови ганглии и повишава клетъчната жизнеспособност.

In vivo, регенерацията на аксона и миелинизацията са по-високи в групата SHED-CM след операция за трансекция на нерв. Двигателната функция се подобрява, докато мускулната атрофия е намалена в групата SHED-CM. По този начин SHED могат да отделят различни трофични фактори, които подобряват регенерацията на периферните нерви чрез множество механизми. По-конкретно, SHED-CM съдържа NGF, BDNF, NT-3, GDNF, цилиарен невротрофичен фактор (CNTF), VEGF и HGF [87].

Прилагането на SHED-EXOs подобрява двигателното функционално възстановяване на плъхове и намалява кортикалните лезии при плъхове с травматично мозъчно увреждане. SHED-EXO могат да упражнят тези ефекти, намалявайки невровъзпалението и измествайки поляризацията на микроглията [88].

SHED-CM индуцира подобрение в двигателните увреждания и намален обем на инфаркта след постоянен MCAO. Групата, третирана с SHED-CM, показва повишени нива на двоен кортин, неврофиламент Н, невронни ядра и антиген на ендотелни клетки на плъх в периинфарктната област.

Интересно е, че SHED-CM индуцира миграцията и диференциацията на ендогенни невронални прогениторни клетки (NPC), васкулогенеза и подобрено исхемично мозъчно увреждане [89].

Интрацеребралното приложение на SHED-CM при увредени от хипоксия-исхемия мишки подобрява неврологичната функция, степента на преживяемост и невропатологичния резултат [90].

CM, получен от SHEDs, и по-специално само частта от<6 kDa, promoted neurite outgrowth of DRG neurons. Moreover, SHED-CM prevented the decline in sensory nerve conduction velocities in diabetic mice and ameliorated the capillary number-to-muscle fiber ratio and capillary blood flow [91]. 

В животински модел на увреждане на горния ларингеален нерв, системното приложение на SHED-CM индуцира функционално възстановяване, повишавайки степента на миелинизация и насърчавайки аксонална регенерация, измествайки макрофагите към M2 фенотипа [92].

Преглед на проучванията, представени в този параграф, е наличен в таблица 3.

6-OHDA, 6-хидрокси-допамин; А, амилоид; BDNF, мозъчен невротрофичен фактор; BMP, костен морфогенетичен протеин; CM, кондиционирана среда; CNTF, цилиарен невротрофичен фактор; ЕАЕ, експериментален автоимунен енцефаломиелит; ECM, извънклетъчен матрикс; ED-Siglec-9, ектодомен на Ig-подобен лектин, свързващ сиалова киселина-9; EXO, екзозоми; EVs, извънклетъчни везикули; FGF, фибробластен растежен фактор; GDNF, невротрофичен фактор, получен от глиални клетки; HGF, хепатоцитен растежен фактор; icv, интрацеребровентрикуларен; IGFBP, инсулиноподобен растежен фактор свързващ протеин; LPS, липополизахарид; MCP, Моноцитен хемоатрактантен протеин; MVs, микровезикули; NF-κB, NuclearFactor kappa-лека верига-енхансер на активирани В клетки; NGF, нервен растежен фактор; NT, невротрофин; OGD, лишаване от кислородна глюкоза; SHEDs, стволови клетки от човешки ексфолирани млечни зъби; MCAO, оклузия на средна церебрална артерия; SCI, увреждане на гръбначния мозък; TBI, травматично мозъчно увреждане; TGF, трансформиращ растежен фактор; ТИМП, тъканен инхибитор на металопротеиназа; VEGF, съдов ендотелен растежен фактор; ↑, увеличение/подобрения; ↓, намаляване.

For more information:1950477648nn@gmail.com