歯科間葉系幹細胞セクレトーム: 神経保護と神経再生への興味深いアプローチ パート 2
Aug 14, 2024
ドナーの年齢と生体外の微環境条件もセクレトームの組成に影響を与える可能性があることに注意することが重要です。正常酸素条件で得られたDPSC-CMは、低酸素条件で得られたCMと比較して、抗炎症特性、組織修復特性、および再生特性を持つ分子が豊富であると報告されている[44]。
人間の学習、記憶、認知において、生体外の微環境は重要な役割を果たします。良好な体外微環境で生活することは、記憶力をより良く維持し、学習効果を高め、身体全体の健康を促進するのに役立ちます。
まず、良好な in vitro 微環境は、神経結合の形成と維持を促進します。ニューロンは、信号の伝達と記憶の形成を担う脳内の細胞の一種です。新しいことを学ぶと、ニューロン間の結合が強化され続け、新しい記憶の形成に役立ちます。良好な環境は、神経細胞の接続が妨げられることなく安定した状態を維持するのに役立ちます。
第二に、インビトロ微環境は脳細胞の代謝と機能に影響を与える可能性があります。十分な酸素、栄養、水は脳細胞の代謝レベルを向上させ、脳細胞の死滅や老化を回避し、記憶力や認知能力の発達に役立ちます。同時に、静かな、または適度に快適な環境は、人々の集中力を高め、学習や作業効率の向上を促進します。
さらに、健康な体外環境は身体的健康の他の側面にもプラスの影響を与えます。十分な睡眠、健康的な食事の選択、適度な運動などの側面で努力することで、記憶力と認知能力を向上させることができます。体と心を統合した健康的なライフスタイルは、不安、憂鬱、ストレスなどのネガティブな感情を軽減し、脳の作業効率と思考の活力を向上させるのに役立ちます。
要約すると、生体外の微小環境と記憶の間には切り離せない関係があります。最適化された環境は、ニューロン間の結合を強化し、脳細胞の代謝機能を改善することで、記憶の形成と維持を促進し、身体的および精神的健康を保証します。私たちの健康と成功により良い貢献をするために、健康で前向きな体外環境を構築するために協力しましょう。オレンジマン:
記憶力を向上させる必要があることがわかります。Cistanche は記憶力を大幅に向上させることができます。
カンカシは多くのユニークな効果を持つ伝統的な漢方薬素材であり、そのうちの 1 つは記憶力を向上させることです。シスタンケの効能は、タンニン酸、多糖類、フラボノイド配糖体などを含む、含まれるさまざまな有効成分によるものです。これらの成分は、さまざまな方法で脳の健康を促進します。
さらに、5% O2 で培養した DPSC から採取したセクレトームは、マウス胎児線維芽細胞 NIH3T3 細胞の増殖と遊走、および SH-SY5Y 細胞の神経分化に対してより高い刺激効果を示しました [45]。
EXO の量とサイズ、およびそのテトラスパニン発現は、培養に使用される培地によって異なる場合があります [46]。 SHEDおよび若いDPSCのセクレトームには、高齢の対象から得られたDPSCと比較して、より多くの成長因子とより低いレベルの炎症誘発性サイトカインが含まれていました。
分化能も SHED と若い DPSC で高かった [47]。
CM は健康な PDLSC によっても得られますが、炎症を起こした PDLSC でも得られます。炎症を起こしたものによって得られたCMは、健康なPDLSCと炎症を起こしたPDLSCの両方の増殖を増加させたが、骨芽細胞への分化を減少させた。健康なCMは、障害された骨形成分化を救った[48]。
さまざまな物質による処理も細胞セクレトームに影響を与える可能性があります。 Polygonum multiflorum Thunb. の生理活性成分である 2,3,5,40-テトラヒドロキシスチルベン-2-O- -D-グルコシド（THSG）で DPSC を処理すると、分泌の変化が誘発されました。 CM の成長関連タンパク質が増加し、AKT2 や NGF 受容体などの一部が増加します [49]。
その代わりに、FGF-2-修飾 GMSC からの CM には、より多くの VEGF-A、FGF-2、および TGF-が含まれていました [50]。 SHEDのアスコルビン酸処理は、VEGF、SCF、IGF-1、HGF、bFGF、Ang-1、EGFなどの組織再生と恒常性に必要な成長因子、および抗炎症性サイトカインなどの放出を増加させた。 NO、インドールアミン 2、3-ジオキシゲナーゼ (IDO)、PGE-2、IL-10、IL-6 として。
逆に、炎症性サイトカイン CCL2 と TGF- 1 は減少しました [51]。
分化培地への曝露は、PDLSC の EV および EXO の非コード RNA の変化も誘発する可能性があります。
具体的には、69〜557個の環状RNA（circRNA）および2907〜11,581個のlncRNAが、PDLSCから単離されたEVおよび異なる時点で骨形成分化培地に曝露されたPDLSCで見つかりました。
未分化 PDLSCEV と比較して、分化培地への 5 日および 7 日間の曝露後、3 つの circRNA と 2 つの lncRNA が一貫して上方制御され、39 つの circRNA と 5 つの lncRNA が下方制御されました [52]。
さらに、骨形成誘導後の PDLSC EXOs では、72 個の miRNA が上方制御され、35 個が下方制御されました [53]。さまざまな歯科用 MSC のセクレトームに見られる主な因子の概要を表 1 に示します。
Ang、アンジオポエチン。 BDNF、脳由来神経栄養因子。 BMP、骨形成タンパク質。 BMSC、骨髄MSC; circRNA、環状 RNA。 CM、馴化培地。 CUL7、カリン7; CXCL、CXCモチーフケモキネリガンド。 DACC、発達する頂端複合細胞。 DFSC、歯嚢幹細胞。 DPSC、歯髄幹細胞。 ECM、細胞外マトリックス。 EGF、上皮成長因子。 ECM、細胞外マトリックス。 EV、細胞外小胞。 EXO、エクソソーム; FGF、線維芽細胞成長因子。 G-CSF、顆粒球コロニー刺激因子。 GDNF、グリア細胞由来神経栄養因子。 GM-CSF、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子。 GMSC、歯肉MSC; HGF、肝細胞増殖因子。 ICAM、細胞間接着分子。 IDO、インドールアミン2、3-ジオキシゲナーゼ; IFN、インターフェロン。 IGF、インスリン様成長因子。 IL、インターロイチン。 lncRNA、長い非コードRNA、MCP、単球化学誘引タンパク質。 miRNA、マイクロRNA; MMP、マトリックスメタロプロテイナーゼ。 NGF、神経成長因子。 NT、ニューロトロフィン。 PDGF、血小板由来増殖因子。 PDLSC、歯根膜幹細胞、piRNA、PIWI相互作用RNA。 PSMA1、プロテアソームサブユニット、アルファタイプ。 SCAP、頂端乳頭由来の幹細胞、SDF、間質細胞由来因子。 SHED、ヒトの剥離した乳歯からの幹細胞。 TGF、トランスフォーミング成長因子。 THSG、2,3,5,40-テトラヒドロキシスチルベン-2-O- -D-グルコシド; TIMP、メタロプロテイナーゼの組織阻害剤、TNF、腫瘍壊死因子。 UC-MSC、臍帯間葉系幹細胞。 VEGF、血管内皮増殖因子↑、増加/改善。 ↓、削減。
3. 前臨床モデルにおける歯科幹細胞セクレトームの神経保護および神経再生の可能性
歯科MSCセクレトームの神経変性および神経保護の可能性を評価するために、CMおよびEVの効果が、神経変性疾患および神経疾患の前臨床モデル、および脊髄損傷（SCI）などの神経損傷モデルで評価されています。
さらに、ニューロンの成長に対するセクレトーム媒介の効果、ニューロンの分化を刺激するその能力、およびグリア細胞に対するその効果も評価されています。
私たちは、歯科用MSCセクレトームのin vitroおよびin vivoモデルの神経変性および神経保護の可能性を示す研究を探してPubMed検索を実行しました。
3.1.歯髄幹細胞セクレトーム
DPSC セクレトームは最も研究されているものの 1 つです。さまざまな研究で、神経突起伸長の誘導におけるその有効性が評価されました。 DPSC-CM は後根神経節 (DRG) ニューロンの神経突起伸長を促進することが報告されています。
具体的には、CMによる治療後に神経突起の全長と関節数が増加した。さらに、DPSC-CM はシュワン細胞の生存率とミエリン形成を促進します [54]。DPSC-CM は、神経核タンパク質 (NeuN)、微小管関連タンパク質 2 (MAP-2 によって示されるように、細胞生存を強化し、PC12 細胞の神経突起伸長を誘導しました) ）、III-チューブリン。
具体的には、DPSC-CMはDPSC/PC12共培養物と比較してPC12神経突起伸長の誘導においてより効果的であり、細胞共培養物が有効量の栄養因子を産生する際に遅延時間があったことを示した。
DPSC-CM も細胞遊走を促進しました。興味深いことに、CM に抗 GDNF を添加すると、生存している PC12 細胞の数が減少しました。代わりに、抗NGF、抗GDNF、および抗BDNF抗体を添加すると、PC12神経突起の伸長が減弱します。
これらのデータは、NGF、BDNF、および GDNF が PC12 の生存と分化に関与していることを実証しました [55]。DPSC セクレトームは SH-SY5Y 細胞に対して化学誘引効果を示します。さらに、神経成熟に対するその効果も評価されています。この目的で、SH-SY5Y 細胞を DPSC セクレトームに曝露した後、神経細胞に向けて誘導しました。
DPSC セクレトームを受けた SHSY5Y 細胞は、神経突起伸長の増加、神経細胞の微細構造的特徴の獲得を示し、神経マーカーに対する免疫反応性の増加を示しました。さらに、CM処理されたSH-SY5Y細胞はCd2+-感受性電流を含む独特の特徴を発現し、これはCM-DPSCで成熟したSH-SY5Yが電位依存性Ca2+チャネルを獲得したことを示唆している[56]。
以前の研究と一致して、DPSC シートによって得られた CM は、神経分化した SH-SY5Y 神経芽腫細胞における神経突起の形成と伸長を誘導しました。これらの効果は、DPSC シートを FGF2 とともに培養すると増強されました。
神経突起促進効果は、神経栄養因子が阻害されると消失し、神経細胞活性に対する DPSC シートのプラスの効果にはそれらが必要であることが示唆されています [57]。
最近、Chouaib ら。 DPSC-CM による感覚ニューロンの神経突起伸長の増強は濃度依存性であることが証明されました。著者らはまた、48 時間の DPSC コンディショニングが、効率的な活性を持つ CM を得る最良の選択肢である一方、コンディショニング時間を延長しても DPSC-CM の効果は向上しないことも発見しました。
興味深いことに、冷凍保存は実験結果に影響を与えませんでした。 CM には、神経新生および神経保護だけでなく、血管新生および骨形成における役割が知られているいくつかの因子が含まれていました。さらに、B-27 サプリメントによる DPSC の条件付けは、セクレトームの神経変性効果を強化し、成長因子の組成の変化を誘導しました。
特に、コンディショニングの前に B-27 を DPSC に添加すると、CM はより効果的でした [58]。DPSC からの CM は神経突起形成を促進し、神経幹細胞 (NSC) に対しても化学誘引効果を発揮しました。
白血球および血小板に富むフィブリン (LPRF) による DPSC のプライミングは BDNF 分泌を増加させましたが、パラクリン媒介修復機構には追加の影響を及ぼしませんでした [59]。
DPSC 由来 CM は、単離された初代三叉神経節神経細胞 (TGNC) を保護および再生できることも示されました。実際、CM は広範な神経突起の伸長と分岐に関連して TGNC の生存を増強しました。
並行して、DPSC-CM は、NeuN、III-チューブリン、およびシナプシン-I ニューロン マーカーの発現と TRPV1 を有意に上方制御しました。興味深いことに、DPSC-CM には NGF、BDNF、NT-3、および GDNF が含まれていました [60]。
G-CSF 動員 DPSC は、基礎 DPSC と比較してより高い神経栄養因子を発現し、それらのセクレトームは神経突起伸長能の向上を示しました。実際、動員された DPSC CM は、TGW 細胞の神経突起伸長に対してより大きな影響を及ぼしました [61]。以前に、動員された DPSC からの CM が神経シュワン RT4-D6P2T 細胞の増殖と遊走活性を強化することが実証されました [62]。
興味深いことに、SHEDおよびDPSCからのCMは、パラクリン機構によって軸索成長阻害シグナルを阻害する脳顆粒ニューロンの再生を促進できることが示されている[63]。DPSCのセクレトームは、他のMSCと比較して優れた効果も示している。
Kumar らは、DPSC、SCAP、DFSC に由来するセクレトームが、前神経芽球細胞株である IMR-32 細胞の神経分化を BMSC よりも効率的に誘導することを実証しました。
特に、IMR-32 細胞を DPSC セクレトームで処理すると、神経突起の長さが長くなりました。 DPSC セクレトームには、神経分化を促進する可能性がある GCSF、IFN-α、および TGF-α が含まれていました [64]。
DPSC、BMSC、および AMSC は、共培養された網膜神経節細胞の生存の増加を促進しました。特に、生存率の増加は、DPSC 処理網膜培養において増強されました。
興味深いことに、DPSCとの共培養は、BMSCおよびAMSCとの共培養と比較して、神経突起を有する網膜神経節細胞の数および神経突起の長さの両方の有意な増加を誘導した。しかし、これらの影響は、神経栄養因子受容体である Fc 受容体遮断薬を使用するとブロックされました。
異なるタイプのMSCは、異なる神経栄養因子発現パターンを示し、具体的には、DPSCは、BMSCおよびAMSCと比較して、NGF、BDNF、およびVEGFなどのいくつかの成長因子をより高いレベルで放出した。
特に、VGF は DPSC の神経保護効果を媒介する可能性があります [65]。CM-DPSC は、星状細胞における酸素グルコース欠乏 (OGD) 誘発細胞毒性に対して用量依存的に保護効果を示しました。
具体的には、CM-DPSCだけでなくCM-BMSCによる治療前および治療後も、アストロサイトにおけるOGD誘導性グリア線維性酸性タンパク質（GFAP）、ネスチン、およびムサシ-1の発現が減弱しました。 CM による処理は、OGD 誘導性の活性酸素種 (ROS) 生成と IL-1 の上方制御もブロックしました。興味深いことに、CM-DPSC は BMSC と比較して細胞死に対して優れた細胞保護を与えます [66]。
ヴェヌゴパルら。 In vitro で、EXO、CM、またはニューロン - MSC - 共培養系の神経保護能とカイニン酸誘発性興奮毒性を比較しました。さらに、最も適応した MSC タイプを特定するために、DPSC および BMSC に由来する EXO および CM がテストされました。
3 つのアプローチはすべて、成長因子発現の増加と PI3K-Bcl-2 経路の活性化によるアポトーシスの阻害により、神経保護の可能性を示しました。
EXOは、ニューロン-MSC共培養またはCMと比較して、より優れた抗壊死特性を示したことに注目することが重要です。 CM に関しては、3 ～ 10 kDa の範囲のタンパク質を含む画分のみが神経保護を示し、ニューロンを興奮毒性から救い出しました [67]。
DPSC のセクレトームは、神経変性疾患のモデルでも有益な効果を示しました。 DPSC セクレトームによる治療は、アルツハイマー病 (AD) の in vitro モデルにおいてアミロイド (A ) の細胞毒性を減少させ、細胞生存率を増加させ、アポトーシスを減少させました。
DPSC セクレトームには、BMSC および AMSC と比較して、VEGF、フラクタルカイン、RANTES、単球化学誘引タンパク質-1 (MCP-1)、および GMCSF のレベルが上昇していることが示されました。
興味深いことに、A を分解できるプロテアーゼであるネプリライシンも DPSC セクレトームで見つかりました。 DPSC セクレトームは in vitro で A 1-42 をタンパク質分解し、12 時間後には不完全な分解を引き起こします [68]。
For more information:1950477648nn@gmail.com
