间充质干细胞(msc)已经广泛应用于组织再生和干细胞疗法,目前正在测试在许多临床试验。伴随老化MSC属性的变化吸引了越来越多的关注。衰老msc增殖潜力表现出妥协;衰老是一种应激反应,阻止不正常细胞的增殖,诱导一个不可逆的细胞周期阻滞。在这里,我们建立了一个使用senescence-associated衰老MSC模型
细胞间充质干细胞(MSC)伴随老化变化特性吸引了相当多的关注在组织工程和再生医学领域 长期重复的亚文化msc诱导连续变化在细胞属性,包括增殖率下降,自我更新,和再生潜力,导致细胞周期阻滞和形态的变化,如细胞扩大和扁平的形状 在长期复制的细胞培养,MSC可能进行收购的分子变化,导致衰老表型MSC隔离和独立的培养条件( 最近,tonsil-derived MSC (TMSCs)从人类扁桃体组织获得,一般从扁桃腺切除术后浪费组织分离,应用MSC来源为临床应用由于组织收集的非侵入性本质没有不必要的手术和高增殖率( 此外,msc接受衰老后一定数量的细胞扩张通道 在这项研究中,我们建立了一个新的
TMSCs切除腭扁桃体组织中分离得到4个扁桃腺切除术后患者,如前所述[ 孤立的扁桃体被切割、机械消化和组织然后使用胶原酶化学消化I型(热费希尔科学、沃尔瑟姆,妈,美国)和DNase (Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)30分钟的37°C。获得的细胞悬液过滤丝网,和单核细胞被孤立使用Ficoll-Paque(美国通用电气医疗集团,皮斯卡塔韦,新泽西)密度梯度离心法。由此产生的单核细胞培养在DMEM-HG (Welgene Inc .、Gyeongsan、韩国)补充10%胎牛血清(Gibco的边后卫:认证、美国起源,大岛,纽约,美国),1%的抗生素/抗真菌的(A / A)和青霉素和链霉素(P / S) (Gibco) 37°C湿润有限公司5% 细胞被允许24 h,坚持文化板块和附着单核细胞被用作TMSCs。细胞在DMEM培养补充10%的边后卫,媒介是改变每两天。当TMSCs融合达到80 - 90%,他们接受0.25% trypsin-EDTA (Gibco) 3分钟。分离的细胞被洗两次收集的PBS和在3000转离心5分钟(埃普多夫,汉堡,德国)。
达到80%融合之后,TMSCs亚文化到个别菜和复制的亚文化,段落15到20诱导细胞复制衰老。文章的最大数量是由增殖能力。本研究中使用的TMSCs段落5至20。每三天生长介质的改变。的
形态变化与实验相关的治疗,包括增加细胞大小,改变整体形态和增殖能力下降,评估与倒置显微镜(奥林巴斯)。衰老TMSCs被SA -检测
细胞周期阶段是检查通过测量细胞核的DNA内容贴上propidium碘(π,Abcam)。细胞周期分析,无论是年轻还是年老TMSCs (
扩散试验,TMSCs被播种密度
TMSCs表型特点是流式细胞术。TMSCs (
TMSCs孤立从四个捐助者(两个男孩和两个女孩,在10岁)与不同的通道数据用于RNA质量的评估。RNA用于微阵列分析获得了从年轻和年老的段落的每个两个捐助者(
Affymetrix整个转录表达阵列过程执行根据制造商的协议(GeneChip WT +试剂盒,热费希尔科学)。互补脱氧核糖核酸合成使用GeneChip WT放大设备,所述的制造商。感觉cDNA当时的支离破碎和biotin-labeled TdT(末端转移酶)使用GeneChip WT终端标签设备。大约5.5
数据进行了综述和规范化使用健壮multiaverage (RMA)方法实现Affymetrix电动工具。导出的结果能够RMA分析差异表达基因分析(度)。错误发现率是通过调整控制
CDK1蛋白表达在旧TMSCs撞倒使用抑制剂和核。前两天治疗,旧TMSCs生长在6-well板块包含DMEM补充10%的边后卫。CDK1/2抑制剂III(美国纽约恩佐生命科学,Inc .)曾在10
TMSCs被镀到100毫米
TMSCs与里帕缓冲细胞溶解含蛋白酶抑制剂混合物(罗氏应用科学)。等量的蛋白质被加载并分离钠十二烷基sulfate-polyacrylamide凝胶电泳。分离蛋白转移到硝化纤维膜为0.2
所有的数据呈现的
老TMSCs使用SA -被证实
旧的表型特征TMSCs使用代表干细胞表面标记进行评估,包括造血细胞标记(CD14、CD34、CD45)和原始细胞标记(CD73, CD90、CD105)(图 干细胞表面标记物的表达变化与串行使TMSCs。使用流式细胞仪分析表面标记TMSCs的特点。造血(CD14、CD34、CD45)和原始(CD73 CD90、和CD105)细胞表面标记检查。年轻和年老TMSCs被标记为蓝色和橙色的峰值,分别。
我们进行了转录组分析的年轻老TMSCs。伴随老化转录组差异提出了log2褶皱变化的热图分布( 转录组的年轻和年老TMSCs。全基因组序列数据老少TMSCs。(a)细胞cycle-related部分的热图分层聚类分析结果表明(行)之间的差异表达基因年轻人和老TMSCs。蓝色和橙色的圆圈表示,下调基因,分别在旧TMSCs年轻TMSCs相比。比较,基因表达的改变是被描绘成一个热图。(b) 3 d MDS情节微阵列基因表达数据相比,年轻和年老TMSCs。(c)的3 d系统树图描述了层次聚类分析的结果之间的组内相关老少TMSCs,确认的分类之间的组内的两组。(d)的分子功能分布去计算年轻人和老年人之间的度TMSCs注释根据本体类别:分子功能(MF)。的 细胞周期基因related-heatmap组件的列表。 ATR:共济失调毛细血管扩张和Rad3相关;绝笔:减数分裂重组11。
描述 老/年轻TMSCs fc。 老人和年轻人TMSCs fc.sd
转化生长因子β2 2.031802 0.372581093
E2F转录因子1 2.38874 0.294603229
Retinoblastoma-like 1 2.679363 0.27475041
主要组织相容性复合体,类我,C 2.046949 0.406833552
ATR丝氨酸/苏氨酸激酶 2.076682 0.530629568
v-myb禽成髓细胞瘤病毒致癌基因homolog-like 2 2.718828 0.395853769
MRE11同族体,双链断裂核酸酶修复 2.672407 0.531469337
细胞周期素A2 4.441802 0.785618372
Forkhead盒M1 3.543905 0.72503185
细胞周期素B2 6.951431 0.590018707
钙通道,压敏电阻器,L型,α1 d单元 2.125666 0.119489555
细胞周期蛋白E2 5.824786 0.304741692
细胞周期蛋白B1 4.1434 0.269147843
细胞周期蛋白依赖性激酶1 8.146046 0.084295292
v-ets禽母红血球病病毒E26致癌基因同族体1 2.277925 0.181972532
细胞周期蛋白依赖性激酶2 3.047835 0.284278114
Lin-9梦想MuvB核心复杂的组件 2.36989 0.20922594
细胞分裂周期25 2.483991 0.696660816
Homeodomain-interacting蛋白激酶2 -2.595729 0.243196895
我们在旧的差异表达基因分类TMSCs根据分子function-related基因本体论(去)分类(MF;图 评估与丰富相关信号通路基因复制衰老的旧TMSCs,我们执行一个KEGG通路分析(图 将这些结果在细胞周期的改变旧TMSCs及其增殖率,我们专注于细胞周期的变化,也就是说,细胞周期,细胞衰老和p53信号通路。总共35细胞cycle-related基因( 在三个途径中,我们集中在细胞衰老KEGG通路(补充图
变化与衰老相关的基因表达测定采用转录组和经定量rt - pcr分析 CDK家族的基因表达变化TMSCs复制衰老。细胞衰老的表达和细胞周期的变化引起的基因复制的亚文化经定量rt - pcr (a)
的复制衰老TMSCs进展,细胞cycle-specific标记蛋白的变化被免疫印迹分析CDK1检查,CDK2、细胞周期蛋白B1,和细胞周期蛋白E2(图 CDK家族蛋白表达的变化与TMSCs复制衰老。(一)免疫印迹分析细胞周期(b) CDK1标记,(c) CDK2, (d)细胞周期蛋白B1,细胞周期蛋白E2 (e)。条形图表示相对折叠基因表达的变化,由各自的GAPDH规范化。的
调查的功效CDK1细胞增殖,实时的扩散率老TMSCs CDK1-inhibited /转染TMSCs计算。如(图所示 确认在TMSCs CDK1函数。相对折叠CDK1基因表达的变化柱状图(a) CDK1/2抑制剂三世和(d) CDK1核。(b, e)比较每组的细胞confluency。细胞增殖的老TMSCs (c)
作为证据继续出现关于改善MSC增殖和临床治疗的重要性,MSC治疗正成为一个越来越有吸引力的替代或添加剂治疗各种疾病( 复制衰老的定义是一个不可逆的限制后由于端粒缩短msc增殖的细胞分裂数( 在这项研究中,我们建立了一个衰老TMSC模型的形态学和生物学特性 我们最近报道ITGA3的改造,整合素 我们证实了显著改变基因的两组划分确定的整体转录组基因池TMSCs改变了复制衰老(图 此外,根据MF和成绩单一起去术语的表达发生了变化(数据 细胞DNA损伤反应的悖论是一个检查站执行通过抑制CDK活动,而许多研究报告CDK活动需要在DNA复制的DNA损伤反应,同源重组,DNA修复( 在目前的研究中,CDK家族不是磷酸化由于复制的DNA损伤衰老,不能绑定到细胞周期蛋白的伴侣,导致G1期细胞比例的增加(图 相比之下,TGFB2,这是一个多效性的细胞因子,调节各种细胞过程,在定量rt - pcr的结果没有改变。越来越多的证据表明,TGF -的影响 我们衰老TMSCs转录组分析揭示了一个更大的数据库,建议可以选择因素来老msc。未来的研究应该调查详细的分子机制,包括CDK1的胞内定位的变化。有必要检查这些结果是否有相同的效果在msc来自其他组织。此外,还需要进一步的研究来开发高质量的干细胞疗法通过全面筛查和机制研究为各种候选物质选择衰老细胞的能力。这些分析使我们建议与细胞周期相关的基因和细胞衰老过程中改变不同的老化TMSCs,和这些分子可以作为潜在的指标确定干细胞与复制衰老。
在这项研究中,我们调查了复制衰老TMSCs转录组变化相比,早期通过TMSCs(年轻)。我们确定有意义的基因(CDK1和CDK2),因此增加了TMSCs扩散。CDK家族可以作为一个有效的指标或标记以提高质量控制在隔离和msc的扩张,从而增加MSC-based再生疗法的治疗效果。然而,进一步的调查需要充分评估有效性和详细的分子机制,包括CDK家族的胞内定位的变化。此外,其他分子分为不同的术语类别和相关监管机制仍有待确定。
的数据支持本研究的发现可以要求从相应的作者。数据没有公开由于隐私问题或道德的原因。
研究根据来自韩国忠北国立大学的指导方针和批准的机构审查委员会(IRB没有。cbnu - 202106 brhr - 0073)。
作者宣称没有利益冲突。
崔Yoon Shin公园和Da可能设计了这个实验研究。崔达可能早就和Kyeong Eun李做了实验。崔达可能和Yoon Shin公园主要贡献者的写作手稿。所有作者阅读和批准最终的手稿。
本研究支持的基础科学研究项目通过韩国国家研究基金会(NRF)由科技部,ICT和未来规划(2020号r1a2c1101340 2020 r1a6a1a06046235和2019 m3a9h1032376)和来自韩国忠北国立大学BK21项目(2021)。
补充图1:KEGG途径分类实验组的地图。KEGG浓缩映射分析评估的变化与细胞衰老相关的基因的表达。补充表1:捐助者的一般特征。补充表2:基因的三个子目录中包括KEGG路径映射。所有基因的三个子类显示最显著差异(