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 3
Aug 14, 2024
発症前の早期のDPSC-CM投与は、ビヒクルで処置したSOD1G93Aマウスと比較して、神経筋接合部神経支配を改善した。
神経筋と記憶には密接な関係があります。私たちの神経系と筋肉系は相互に依存しており、連携して体のさまざまな活動を完了します。そして、この協力は私たちの記憶にとっても非常に重要です。
まず、私たちの神経系は情報を伝達し、体のさまざまな部分の動きを制御する責任があります。私たちが何か新しいことを学ぶとき、私たちの脳は新しい神経伝達物質とシナプスを生成し、新しい知識をよりよく記憶するのに役立ちます。
次に、私たちの筋肉システムは記憶とも密接に関係しています。研究によると、筋肉の記憶が脳の記憶に影響を与える可能性があり、筋トレーニングを通じて記憶力を向上させることができます。
具体的に言うと、筋トレをすると筋肉にマッスルメモリーが形成されます。この筋肉の記憶は、筋肉をより適切に制御し、動きをより正確に調整するのに役立ちます。同時に、私たちの脳は筋肉の動きや感覚を記録するため、この筋肉の記憶は脳の記憶を高めることにもなります。
そのため、筋トレをすることで記憶力を向上させることができます。たとえば、バランストレーニング、ダンス、卓球などのスポーツを行うことで、筋肉を鍛え、調整能力や反応能力を向上させ、筋肉の記憶と脳の記憶を高めることができます。
要約すると、神経筋と記憶の関係は非常に密接です。記憶力を向上させるためには、健康を維持し、適切な筋トレを行う必要があります。同時に、食事、休養、心の健康にも気を配り、正しい生活習慣を維持し、身体と脳の健康を総合的に向上させることが必要です。記憶力を向上させる必要があることがわかります。シスタンケには抗酸化作用、抗炎症作用、老化防止作用があり、脳内の酸化や炎症反応を抑え、神経系の健康を守る効果があるため、記憶力を大幅に向上させることができます。さらに、Cistanche は神経細胞の成長と修復を促進し、それによって神経ネットワークの接続と機能を強化します。これらの効果は、記憶力、学習能力、思考速度の向上に役立ち、認知機能障害や神経変性疾患の発生を防ぐこともできます。
後期前症状段階での投与は、神経筋接合部の保存を増加させるだけでなく、脊髄前角における運動ニューロンの生存も増加させた。
しかし、星状神経膠症とミクログリア反応性は影響を受けませんでした。興味深いことに、発症から毎日の DPSC-CM 治療により、発症後の生存期間と全寿命が延長されました [69]。
一過性中大脳動脈閉塞（tMCAO）損傷のマウスモデルにDPSC-EXOを投与すると、脳浮腫、脳梗塞、神経障害が減少した。 DPSC-EXO は、Toll 様受容体 (TLR) 4、MyD88、および活性化 B 細胞 (NF-κB) の核因子κ軽鎖エンハンサーの虚血/再灌流 (I/R) 媒介発現を阻害しました。
DPSC-EXO はまた、OGD において炎症誘発性サイトカイン IL-6、IL-1 および TNF- のタンパク質発現、および高移動度グループボックスタンパク質 (HMGB) 1 の細胞質移行を in vivo だけでなく in vitro でも減少させました。再灌流 (OGD/R) 誘発 BV2 細胞。
したがって、結果は、DPSC-EXO が HMGB1/TLR4/MyD88/NFκB シグナル伝達経路の阻害を介して脳 I/R 誘発神経炎症に対して神経保護を発揮する可能性があることを示しました [70]。
DPSC-CM は、動脈瘤性くも膜下出血 (aSAH) による血管収縮を改善し、損傷した脳の酸素化を改善しました。 DPSC-CM の投与により、認知障害と運動障害も改善されました。
DPSC-CM の投与は、Iba1- 陽性細胞の数の減少によって示されるように、神経炎症を減少させました。DPSC-CM の主成分は IGF-1 でした。
抗体媒介の IGF-1 の中和は、微小循環、損傷した脳領域の Iba{3}} 陽性細胞、および認知/運動障害に対する DPSC-CM の救済効果を中程度に悪化させた [71]。
DPSC-CMの投与により、ストレプトゾトシン誘発糖尿病ラットの足蹠における坐骨運動神経/感覚神経伝導速度、坐骨神経血流、および表皮内神経線維密度が改善された。
さらに、糖尿病ラットの坐骨神経における炎症促進反応が減少する一方で、骨格筋の毛細血管密度が増加した[72]。金田ら。は、坐骨神経伝導速度と坐骨神経血流におけるCMのプラスの効果を確認しました。
さらに、この治療により、糖尿病ラットの筋肉束のサイズ、骨格筋の血管密度、表皮内の神経線維密度も増加しました。
ただし、DPSC と DPSC-CM の結果の間に差異は見つかりませんでした。これらの結果は、DPSCおよびDPSC-CM投与の有効性がおそらくセクレトームによるものであることを示唆した。
特に、DPSC-CM には、VEGF-C などの血管新生因子、BDNF などの神経栄養因子、IL-1、IL-4、TLR4 などの免疫調節因子が含まれていました [73]。この段落の内容は表 2 にあります。
A、アミロイド。 aSAH、動脈瘤性くも膜下出血。 AMSC、脂肪組織由来MSC。 BDNF、脳由来神経栄養因子。 BMP、骨形成タンパク質。 BMSC、骨髄MSC; CM、調整培地。 DFSC、歯嚢幹細胞。 DPSC、歯髄幹細胞。 EXO、エクソソーム; FGF、線維芽細胞成長因子。 GDNF、グリア細胞由来の神経栄養因子。 GFAP、グリア線維性酸性タンパク質。 G-CSF、顆粒球コロニー刺激因子。 HGF、肝細胞増殖因子。 IFN、インターフェロン。 IGF、インスリン様成長因子。 IGFBP、インスリン様成長因子結合タンパク質。 IL、インターロイキン。 MCP、単球化学誘引タンパク質。 MSC、間葉系幹細胞。 NGF、神経成長因子。 NT、ニューロトロフィン。 OGD/R、酸素-グルコース欠乏-再灌流。 OPG、オステオプロテゲリン。 PDGF、血小板由来増殖因子。 ROS、活性酸素種。 SCAP、頂端乳頭由来の幹細胞。 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。 TIMP、メタロプロテイナーゼの組織阻害剤。 TLR、トール様受容体。 tMCAO、一過性中大脳動脈閉塞。 VEGF、血管内皮増殖因子。 ↑、増加/改善。 ↓、削減。
3.2.ヒトの剥離した乳歯セクレトームからの幹細胞
SHED のセクレトームは、ミクログリア細胞の活性を調節することが報告されています。 SHED由来のEVは、ヒトミクログリア細胞におけるリポ多糖（LPS）誘発性のNF-κBシグナル伝達経路の活性化を阻害した。
さらに、EV は、非分極細胞の食作用活性の上方制御、M1 分極細胞のわずかな減少、および M2 分極細胞の中程度の増加を誘導しました。 EV は、M0、M1、および M2 極性細胞における解糖活性の即時かつ持続的な増加を誘導しました。興味深いことに、EV は逆用量依存的に作用しました [74]。
EV はまた、ミクログリア細胞における細胞内 Ca2+ および ATP 放出の急速な増加を誘導しました。 EV は、P2X4 受容体/乳脂肪球-上皮成長因子-第 VIII 因子 (MFG-E8) 依存性のメカニズムを通じてミクログリアの運動性を促進することもできました [75]。
さまざまな研究で、in vitro および in vivo パーキンソン病 (PD) モデルの両方における SHED CM の有益な効果が報告されています。藤井ら。 SHEDから誘導されたドーパミン作動性ニューロン様細胞が、6-ヒドロキシドーパミン(6-OHDA)誘発パーキンソン病ラットモデルにおいて治療効果を発揮し、神経障害を改善し、ドーパミン(DA)レベルをさらに上昇させることができることを証明した。未分化の SHED より効率的です。
しかし、パラクリン効果は、6-OHDA 誘発神経変性に対する神経保護に寄与している可能性があります。実際、分化した SHED から得られた CM は、6-OHDA 毒性から一次ニューロンを保護し、試験管内で神経突起伸長を促進することができました [76]。
異なる用量の SHED-CM を PD モデルでテストしました。 10 μg/mL の SHED-CM では運動能力は回復しませんでしたが、30 μg/mL の SHED-CM では軽度の改善しか誘導されませんでした。代わりに、100 μg/mL の SHED-CM は PD ラットおよびラットの運動障害の最大の改善を誘導しました。用量を増やしてもさらなる改善は見られませんでした。
SHED-CM は、実質と線条体の両方でチロシン ヒドロキシラーゼ (TH) 量を増加させ、シヌクレイン レベルを減少させました。さらに、SHED-CM 治療は、同じ脳領域の Iba-1 陽性細胞と CD4 レベルの両方を減少させました。
SHED-CM の主成分には、インスリン様成長因子結合タンパク質-6 (IGFBP-6)、メタロプロテイナーゼの組織阻害剤 (TIMP)-2、TIMP-1、および TGF が含まれます。 -1。さらに、バイオインフォマティクス分析により、SHEDCM が神経再生を促進できることが示されました。
実際、RNA配列決定により、SHED-CM投与により遺伝子発現プロファイルが対照ラットと同様のパターンにシフトし、神経発達および神経再生に関与する遺伝子が上方制御されることが証明された。
SHED-CM の主要構成要素は、コリン作動性およびセロトニン作動性シナプス、カルシウムシグナル伝達経路、および軸索誘導に関与する分子ネットワークに関与している可能性がある [77]。
SHED に由来する EXO および MV も、PD モデルにおける神経保護効果について評価されています。ラミニンでコーティングされた三次元アルギン酸塩マイクロキャリア上で増殖させたSHEDに由来するEXOは、ドーパミン作動性ニューロンにおける6-OHDA誘導性アポトーシスを抑制したが、MVは抑制しなかった。反対に、標準的な培養条件で増殖させたSHEDに由来するMVまたはEXOによっては、保護効果は発揮されなかった[78]。
代わりに、SHED由来のEVの鼻腔内投与がPDのラットモデルで効果的であり、線条体および黒質におけるTH発現の正常化に関連して運動機能を改善することが示された[79]。
鼻腔内投与はADモデルでも試験され、SHEDCMが認知機能を改善することが示された。 SHED-CMは酸化ストレスを軽減し、M1-タイプの炎症促進性微小環境をM2-タイプの抗炎症性および神経保護性の微環境に移行させ、神経栄養因子レベルを増加させました。 BMSC-CM は効果が低かった。
それは酸化ストレスと炎症を軽減しましたが、抗炎症性 M2 マーカーの発現を上方制御することはできませんでした。 SHED-CMによる治療は、インビトロでグルタミン酸誘発性ニューロン死も抑制した[80]。SHED-CMはまた、疾患スコアを改善し、実験的自己免疫性脳脊髄炎の脊髄における脱髄、軸索損傷、炎症性細胞浸潤、および炎症誘発性サイトカイン発現を減少させることができた( EAE）マウス。
これらの変化は、ミクログリア/マクロファージ表現型の M1 から M2 への変化と関連していました。 SHED-CMの主要成分であるシアル酸結合Ig様レクチン-9(ED-Siglec-9)の分泌外部ドメインでEAEマウスを治療すると、SHED-CMと比較して同様の効果が得られた一方、ED-Siglec-9 の枯渇により SHEDCM の保護効果が消失しました。
反対に、HGF の枯渇は SHED-CM 媒介保護の阻害を引き起こさず、HGF が SHED-CM の有効性にほとんど影響を及ぼさないことを示しています。 SHED-CMは、ミエリン希突起膠細胞糖タンパク質特異的CD4+ T細胞の増殖と、インビトロでの炎症誘発性サイトカインの産生を阻害した[81]。
松原ら。は、損傷後の急性期にラットの損傷した脊髄に投与されたSHEDおよびSHED-CMが機能回復を誘導したことを示した。 SHED-CM は、炎症誘発性サイトカインのレベルを低下させる抗炎症活性と、M2 抗炎症性マクロファージを誘導する免疫調節作用を示しました。
CM の治療効果に関与する因子を同定するために、SHEDCM に存在する可溶性因子の特徴を調べました。合計 79 個のタンパク質が同定され、その一部は抗アポトーシス性、抗炎症性、および軸索伸長特性を備え、神経変性プロセスに関与することが知られています。特に、MCP-1とED-Siglec-9は、M2-様のマクロファージの分化に関与している可能性があります。
実際、SHED-CM からこれらの因子を枯渇させると、M2- 様マクロファージを誘導し、SCI 後の機能回復を促進する CM の能力が低下しました。興味深いことに、BMSC-CMの投与はM2-様細胞の分化をまったく誘導しないか、わずかしか誘導せず、SHED-CMのような回復は誘導しなかった[82]。
以前の研究と一致して、送達システムとして使用されたアコラーゲンヒドロゲルにロードされたSHED-CMによる治療は、Basso、Beattie、およびBresnahanscoring、インクラインドプレーン、寒冷異痛症を通じて評価されたスコアの改善によって実証されたように、SCIラットの機能回復を誘導した。 、およびビームウォークテスト[83]。
コラーゲンハイドロゲルに担持されたSHED-CMによる治療は、ラットSCIモデルにおける保存された白質および灰白質の体積、ならびにニューロンおよび希突起膠細胞の総数も増加させた。逆に、病変体積および病変長は減少した。ただし、この研究では、SHED-CM 単独では保護効果はありませんでした。
著者らは、これはSHED-CMの急速な拡散によるものである可能性があり、したがってコラーゲンヒドロゲルが効率的な放出システムとして機能する可能性があると示唆した[84]。また、SHED-CMの単回静脈内注射は、脊髄神経切断によって引き起こされる機械的異痛症を逆転させ、ミクログリアを抑制したアストロサイトの活性化、転写因子 3 (ATF3) とマクロファージの蓄積を活性化する神経損傷マーカー陽性のニューロンの数が減少しました。
特に、分子量30〜50 kDaのSHED-CM画分は痛みを逆転させ、分子量30〜50 kDaの範囲のタンパク質成分が報告されている神経保護に関与していることを示唆している[85]。
ラットの顔面神経切断によって形成された神経間隙に、SHED の無血清 CM が豊富に含まれたコラーゲン スポンジを移植すると、神経機能が回復しました。反対に、CM では MCP-1 と ED-Siglec-9 が枯渇しました。 、抗炎症性 M2 マクロファージ誘導剤ですが、神経機能は回復しませんでした。特に、MCP-1とED-Siglec-9は、インビトロおよびインビボでM2マクロファージの極性化を誘導しました。したがって、結果は、MCP-1/ED-Siglec-9 が M2 マクロファージ [86] を誘導する末梢神経再生に関与していることを示しました。
SHED-CM 処理により、シュワン細胞における増殖、遊走、およびニューロン、ECM、および血管新生関連遺伝子の発現が増加しました。さらに、SHED-CM は後根神経節の神経突起伸長を刺激し、細胞生存率を増加させました。
in vivoでは、神経切断術後のSHED-CM群では軸索再生と髄鞘形成がより高かった。SHED-CM群では運動機能が改善し、筋萎縮が減少した。したがって、SHED は、複数の機構を通じて末梢神経の再生を促進するさまざまな栄養因子を分泌すると考えられます。具体的には、SHED-CM には NGF、BDNF、NT-3、GDNF、毛様体神経栄養因子 (CNTF)、VEGF、および HGF が含まれていました [87]。
SHED-EXOの投与により、ラットの運動機能の回復が改善され、外傷性脳損傷を患ったラットの皮質損傷が減少した。 SHED-EXO はこれらの効果を発揮し、神経炎症を軽減し、ミクログリアの分極を変化させることができます [88]。
SHED-CM は、永久 MCAO 後の運動障害の改善と梗塞体積の減少を引き起こしました。 SHED-CM処置群は、梗塞周囲領域におけるダブルコルチン、ニューロフィラメントH、神経核、およびラット内皮細胞抗原のレベルの増加を示した。
興味深いことに、SHED-CMは内因性神経前駆細胞(NPC)の遊走と分化、血管形成、および虚血性脳損傷の改善を誘導した[89]。
低酸素虚血損傷マウスへのSHED-CMの脳内投与は、神経機能、生存率、および神経病理学的スコアを改善した[90]。
SHED から得られる CM、特にその一部のみ<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].
上喉頭神経損傷の動物モデルでは、SHED-CMの全身投与により機能回復が誘導され、髄鞘形成の程度が増加し、マクロファージをM2表現型にシフトさせる軸索再生が促進された[92]。
この段落で説明した研究の概要を表 3 に示します。
6-オーダ、6-ヒドロキシドーパミン; A、アミロイド。 BDNF、脳由来神経栄養因子。 BMP、骨形成タンパク質。 CM、馴化培地。 CNTF、毛様体神経栄養因子。 EAE、実験的自己免疫性脳脊髄炎。 ECM、細胞外マトリックス。 ED-Siglec-9、シアル酸結合 Ig 様レクチン -9 の外部ドメイン、EXO、エクソソーム。 EV、細胞外小胞。 FGF、線維芽細胞成長因子。 GDNF、グリア細胞由来の神経栄養因子。 HGF、肝細胞増殖因子。 icv、脳室内。 IGFBP、インスリン様成長因子結合タンパク質。 LPS、リポ多糖類。 MCP、単球化学誘引タンパク質。 MV、微小胞。 NF-κB、活性化 B 細胞の NuclearFactor κ軽鎖エンハンサー。 NGF、神経成長因子。 NT、ニューロトロフィン。 OGD、酸素グルコース欠乏。 SHED、ヒトの剥離した乳歯からの幹細胞。 MCAO、中大脳動脈閉塞。 SCI、脊髄損傷。外傷性脳損傷、外傷性脳損傷。 TGF、トランスフォーミング成長因子。 TIMP、メタロプロテイナーゼの組織阻害剤。 VEGF、血管内皮増殖因子。 ↑、増加/改善。 ↓、削減。
For more information:1950477648nn@gmail.com
