-acetylspermidine, spermidine, -acetylspermine, and spermine in cells of the OGD + hBM-MSCs group were significantly reduced compared to those of OGD group."> 人间充质干细胞治疗缺血性脑卒中体内、体外模型多胺代谢模式的恢复 - raybet雷竞app,雷竞技官网下载,雷电竞下载苹果

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干细胞国际/2016/文章
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研究文章|开放获取

体积 2016 |文章ID. 4612531 | https://doi.org/10.1155/2016/4612531

Tae Hwan Shin,Geetika Phukan,Jeom Soon Shim,Duc-Toan Nguyen,Yongman Kim,Justin D. Oh-Lee,Hyeon-Seong Lee,Man Jeong Paik,Gwang Lee 多胺代谢模式的恢复中在活的有机体内在体外人间充质干细胞治疗缺血性脑卒中模型的建立“,干细胞国际 卷。2016 文章ID.4612531 11 页面 2016 https://doi.org/10.1155/2016/4612531

多胺代谢模式的恢复中在活的有机体内在体外人间充质干细胞治疗缺血性脑卒中模型的建立

学术编辑器:刘燕
收到了 2015年12月18日
修改后的 2016年4月22日
公认 2016年5月04
发表 2016年6月16日

抽象的

我们通过在大鼠脑模型中治疗人骨髓间充质干细胞(HBM-MSC)在大鼠脑模型中的缺血性脑卒中和暴露于氧葡萄糖剥夺(OGD)的培养神经元SH-SY5Y细胞中的PA水平的变化。在缺血大鼠模型中,进行瞬时中间脑动脉闭塞(MCAO)2小时,然后静脉移植HBM-MSCs或磷酸盐缓冲盐水(PBS)。从三组中检查PAS的代谢分析分析:对照大鼠,PBS处理的MCAO大鼠(MCAO)和HBM-MSCS处理的MCAO大鼠(MCAO + HBM-MSCs)。在缺血细胞模型中,将SH-SY5Y细胞暴露于24小时的OGD,在继续有氧孵育之前用HBM-MSCs(OGD + HBM-MSCs)处理,然后在共培养72小时后收集样品。在在活的有机体内MCAo缺血模型,MCAo组和MCAo + hBM-MSCs组脑组织中部分PAs水平与对照组有显著差异。特别是MCAo + hBM-MSCs组脑组织中的腐胺、尸胺、亚精胺较MCAo组明显减少。在在体外OGD系统, -acetylspermidine、亚精胺、 -乙酰精胺,OGD + hBM-MSCs组细胞中精胺含量明显低于OGD组。

1.介绍

骨髓间充质干细胞(BM-MSC的)被视为有希望在缺血性中风的治疗剂[1-4.],因其分化可塑性强,易获得,诱导免疫应答能力弱[5.-8.].此外,间充质干细胞也称为与中风病理有关的炎症的抑制剂[9.10].因此,BM-MSCs已被证明在改善中风后的功能缺陷和恢复组织损伤方面有效[1112].

在之前的临床报告中,缺血性中风患者自体人骨髓源性间充质干细胞(hBM-MSC)移植表明hBM-MSC有提供功能恢复的潜力[13].尽管这项研究表明,自体hBM-MSC移植可能是缺血性中风的一种安全的治疗方法,但hBM-MSC移植的确切潜在治疗机制仍不清楚。此外,复杂的化学、细胞和生理过程涉及到代谢产物在疾病状态的动态调节。因此,实时监测和准确描述疾病状态和治疗结果的动态代谢变化是极其困难的。在代谢途径中出现的多种低分子量生物源化合物中,多胺(polyamine, PAs)是各种病理状态中最重要的生化指标[14-16].自然发生的二胺、三胺、四胺、多胺(腐胺、尸胺、亚精胺和精胺),它们发生在代谢途径中,在大脑中检测到高浓度[1718].PAS是从几种中枢神经系统(CNS)伤害中的细胞内隔室分泌的,包括缺血性级联的局灶性脑缺血[1819].PAs不受调节的分解代谢通过螯合铁诱导产生有害的代谢物,如过氧化氢2+通过芬顿反应[20.],从而增加缺血性损伤[21-23].然而,在脑缺血条件下PAS的精确表征和显式作用仍然未知。

在先前的报道中,据报道,在大鼠脑匀浆中被报告精锐的自由基清除剂,能够减少通过引发剂诱导的脂质过氧化,包括喹啉酸(QA),铁(Fe+2)和硝普钠(SNP) [1724].特别是,经磁共振成像测定,精胺可减少大鼠缺血模型的梗死和神经功能缺损[25].尽管血脑屏障(血脑屏障)严格调节正常代谢条件下脑和血液之间的交换,但在冷损伤大脑中诱导多胺腐胺改变局灶性血脑屏障功能障碍的完整性[26].这些研究表明,在脑缺血后神经退行性变过程中,PAs及其代谢作为与细胞和化学事件相关的关键代谢组成分发挥着重要作用。

为了进一步阐明PA水平的改变在脑卒中中的氧化调节作用,本研究旨在通过评估hBM-MSCs在两种不同缺血模型中的治疗效果来分析PA水平的变化。第一种模型采用大鼠大脑中动脉闭塞(MCAo)的缺血性卒中条件,第二种模型采用氧糖剥夺(OGD)培养的神经元SH-SY5Y细胞。在我们之前的报道中,关于大鼠卒中模型,尽管MCAo诱导组在7天前不论hBM-MSCs治疗与否,梗死体积和神经系统状态均无显著差异[27], MCAo和hbm - msc移植MCAo组与对照组相比,MCAo后5天脑组织中游离脂肪酸(FFAs)水平有显著差异。研究发现,hbm - msc移植MCAo组肉豆蔻、亚油酸和二十烯酸的水平明显低于对照组[28].因此,我们分析了5天多胺代谢物,因为这反映了表型相对较好。根据这些观察,其他代谢组学特征,如与PAs相关的代谢组学特征,可能与缺血条件下hBM-MSC移植的生理、化学或细胞条件有关。因此,我们扩展了我们的研究,使用这两种方法来评估PAs的代谢模式在活的有机体内动物和在体外细胞模型。

尽管在缺血性动物模型中研究了干细胞的治疗效果,但尚未尝试分析与这些病症相关的PAS分析的变化。因此,在本研究中,进行脂族和乙酰化PA的同时代谢分析分析,以检查静脉内HBM-MSCS注射液和使用共培养系统处理的HBM-MSCs处理的OGD SH-SY5Y细胞后MCAO大鼠大脑中PA的改变的代谢模式。目前实验的结果可能会对我们对缺血性脑损伤和HBM-MSC替代疗法治疗中发生的生物化学和生理事件的复杂性以及治疗中脑卒中和其他相关疾病治疗后的生化和生理事件的复杂性的新见解。

2.结果

2.1.在缺血边界区检测到移植的hBM-MSCs

对缺血大鼠进行2,3,5-三苯基四氮唑(TTC)染色,评价MCAo模型。梗死灶呈白色,主要位于同侧皮层和纹状体内(图)1(a)).追踪移植的HBM-MSCs在活的有机体内,我们在注射后4天检测脑缺血区域PKH-26标记细胞的荧光。DAPI检测出缺血区域,在边缘发现有NuMA标记的hBM-MSCs(约1 × 10的3-5%)6.hBM-MSCs,图1(b));这些结果与之前同一模型的一份报告一致[2728].然而,我们在对照组和MCAO组的脑切片中没有发现NUMA和PKH-26阳性细胞。在确认中风动物模型和缺血性大脑区域中HBM-MSC的移植后,我们在将HBM-MSC的移植到MCAO模型中分析了PAS的代谢模式。

2.2.大鼠模型脑内PAs水平的变化

调查控制,控制+ HBM-MSC,MCAO和MCAO + HBM-MSC的PA水平的变化(1×106.)组,进行脑PA谱分析。在大鼠脑组织中检测到9种PAs,各组大鼠脑组织中PAs水平存在较大差异(见表)1).与对照组相比,腐胺,尸胺, - 乙酰,和亚精胺进行显著的MCAO组中增加,而腐胺和亚精胺的水平的MCAO + HBM-MSC的组中显著增加。然而,在控制和控制+ HBM-MSC之间多胺水平没有显著差异,除了亚精胺增量。另外,腐胺,尸胺,亚精胺和被显著的MCAO + HBM-MSCs组在降低相比于MCAO组,但它们仍然是较高水平的比较,对照组。


数量 复合 大鼠脑组织中的多胺水平(Nmol,平均值±Sd)(g)
对照组( 对照组+ hBM-MSCs组( MCAo组( MCAo + hBM-MSCs组( 价值

1 N1-Acetylputrescine 374.7±15.3. 365.6±12.0 (0.1) 382.3±22.8 (0.2) 376.6±15.0(0.4) 0.3
2 N1-Acetylcadaverine 419.2±17.7 2008.3±13.8 (0.1) 428.1±26.9(0.2) 421.1±14.7(0.4) 0.3
3. 腐胺 109.3±5.0 107.4±3.6(0.2) 141.9±14.2 (0.000003) 129.7±13.6 (0.0003) 0.06
4. 5 -戊二胺 59.5±5.3 64.9±11.9 (0.1) 73.7±9.8 (0.0008) 62.4±5.2 (0.1) 0.01
5. N1-Acetylspermidine 137.0±9.9 145.1±19.3 (0.1) 176.6±24.4 (0.0002) 158.0±25.7 (0.02) 0.1
6. N8.-Acetylspermidine 231.8±10.4 225.6±6.9 (0.1) 244.2±14.6(0.03) 235.5±9.3(0.2) 0.1
7. 亚精胺 172.6±13.8. 200.4±13.4 (0.0003) 248.4±44.3(0.00006) 208.6±37.6 (0.007) 0.05
8. N1- 乙酰哌啶 140.7±24.2 138.2±28.8(0.4) 138.4±20.5 (0.4) 130.7±21.2 (0.2) 0.3
9. 精胺 513.6±21.3 503.5±19.4(0.2) 520.7±30.4 (0.3) 513.6±18.4(0.5) 0.3

学生们 -在95%置信水平上检验对照组和对照组+ hBM-MSCs组的平均值。
学生们 -在95%置信水平上对对照组和MCAo组的平均值进行检验。
学生们 -在95%置信水平上检验对照组和MCAo + hBM-MSCs组的平均值。
学生们 - 在MCAO和MCAO + HBM-MSCS组的平均值上处于95%的置信水平。

MCAO和MCAO + HBM-MSCS基团的脑组织中的每九种PA的水平被标准化为来自对照组的相应平均值(图2).MCAo组和MCAo + hBM-MSCs组的PA水平显示多个控制平均值,范围从0.9到1.4。与对照组相比,MCAo组和MCAo + hBM-MSCs组中分别有4个和3个PAs发生显著变化。与对照组相比,在MCAo和MCAo + hBM-MSCs组中,亚精胺的水平变化最大,其次是腐胺。有趣的是,在MCAo中升高的PAs在MCAo + hBM-MSCs组中降低,大多数PAs水平接近对照组。具有代表性的SIM图谱也显示,MCAo + hBM-MSCs组的腐胺、尸胺和亚精胺水平明显低于MCAo组,但仍高于对照组(图)3.).

2.3。在OGD下细胞中的PAS水平

为了模拟MCAo动物模型,我们使用Boyden chamber (Transwell)评估hBM-MSCs共培养是否对OGD SH-SY5Y系统具有相同的效果在体外缺血模型。与对照进行PA谱分析( ), OGD ( )和OGD + hBM-MSCs ( )组。在每组细胞中检测到七种PAS(表2).腐胺的含量, -acetylspermidine, -acetylspermidine、亚精胺、 与对照组相比,OGD组在OGD组中显着升高了 - 乙酰哌啶。特别是, -乙酰精胺和精胺增加2倍以上。与对照组相比,腐胺的水平 -acetylspermidine、亚精胺、 -乙酰精胺,而精胺在OGD + hBM-MSCs组显著升高 -乙酰精胺明显降低。与OGD组相比,OGD + hBM-MSCs组的腐胺水平显著升高,而hBM-MSCs组的腐胺水平显著升高 -acetylspermidine、亚精胺、 -乙酰精胺,且精胺明显降低。


数量 复合 细胞多胺水平(ng,均值±SD) (4 × 105.
对照组( OGD集团( OGD + hBM-MSCs组( 价值

1 N1-Acetylputrescine ND ND ND
2 N1-Acetylcadaverine ND ND ND
3. 腐胺 16.4±1.5 21.8±0.9(0.002) 28.1±0.9 (0.0003) 0.001
4. 5 -戊二胺 12.5±0.2 12.4±0.4(0.794) 12.6±0.3(0.861) 0.501
5. N1-Acetylspermidine 45.6±1.8 66.5±0.8(0.0003) 54.3±4.7 (0.026) 0.006
6. N8.-Acetylspermidine 64.4±0.6 56.7±4.0 (0.047) 50.1±3.3(0.03) 0.082
7. 亚精胺 132.5±3.0 212.1±16.7 (0.0002) 180.4±6.9 (0.004) 0.024
8. N1- 乙酰哌啶 63.4±6.0 127.3±9.7 (0.0005) 110.6±0.6(0.0005) 0.050
9. 精胺 64.9±6.2 243.8±15.1 (0.0002) 177.6±9.5(0.0003) 0.001

单向方差分析, 值在对照组和OGD组之间< 0.05。
单向方差分析, 控制和OGD + HBM-MSCS组之间的值<0.05。
单向方差分析, OGD和OGD + HBM-MSCS组之间的值<0.05。
不确定。

类似于在MCAO动物模型中使用的程序,在OGD和OGD + HBM-MSC的基团的细胞的七个功率放大器的每个电平归一化至与对照组的相应平均值。然后将这些归一化的值用于七个射线组成星形曲线图,从而控制在之间的平均值的差异,OGD和OGD + HBM-MSC的组分别清楚展示(图4.).与对照组平均值相比,OGD组和OGD + hBM-MSCs组的PA水平显著升高(范围从0.8到3.8)。在OGD组和OGD + hBM-MSCs组中,精胺的变化最大,其次是精胺 -乙酰精胺,与对照组相比。有趣的是,除了腐胺外,在OGD中升高的PAs,在OGD + hBM-MSCs组中降低,类似于在活的有机体内结果。代表SIM色谱还揭示了OGD + HBM-MSCs组的腐胺和精胺进行大大地变相比,OGD组(图5.).

3.讨论

据我们所知,本研究首次证明了移植hBM-MSCs后缺血大鼠和OGD细胞中PA代谢的改变。尽管产生的结果很复杂,但目前的研究结果提供了证据,证明hBM-MSCs移植可以改善与脑组织和OGD细胞缺血性细胞损伤相关的PA代谢功能障碍。

在缺血性脑卒中大鼠模型中,与对照组相比,MCAo组大鼠大脑中4 / 9 PAs水平升高。在MCAo组中,除 -乙酰亚精胺,MCAo + hBM-MSCs组显著降低(表1).在OGD细胞模型中,除了尸狗和尸体外,7个PA的水平 -乙酰精胺,在缺氧葡萄糖细胞中比对照组增加。然而,除腐胺外,OGD组中所有升高的PAs在OGD + hBM-MSCs组中均显著降低(表)2).这些结果共同提出,通过MCAO和OGD诱导的缺血性疾病的PA代谢扰动可以在移植HBM-MSC的移植后恢复到近似正常状态。

在本研究中,hBM-MSCs移植在大鼠MCAo模型中显示了有限的细胞多胺稳态恢复,因为完全恢复到基础水平取决于各种内外因素。此外,多胺代谢是一个可逆过程,多种多胺在中间形态之间发生变化[29,这使得细胞中多胺的量化变得困难。这也有助于我们对OGD模型中多胺改变数据的有限解释。为了准确量化OGD模型中的多胺,需要通过放射性标记其前体鸟氨酸来追踪多胺。

在缺血动物模型中,在MCAO和MCAO + HBM-MSC的组中观察到在亚精胺的代谢物图谱的变化。此支持的可能性,即MCAO可能诱导亚精胺的仰角通过腐胺代谢途径,由于局部缺血性条件[如由亚精胺合酶(SPDS)的激活30.].此外,据报道,胎儿大鼠大脑中急性缺氧的急性缺氧增加,吻合细胞分化和生长,表明在缺氧脑中的保护作用31].由于在脑缺血中已经描述了腐胺和尸胺的巨大生理变化,在当前MCAo组中观察到的这些代谢物的异常高水平可能会导致其他PAs的进一步失衡[17].此外,亚硫酸盐和普雷氏菌素以及它们的乙酰化形式的上调表明生物合成的增加以及在相互转化途径中。我们的结果提供了证据表明,HBM-MSCs在缺血性脑中的移植能够恢复由缺血引起的代谢紊乱,并且进一步预防缺血性卒中可能与缺血中的细胞内隔室中PA的释放正常化。脑。

干细胞负责细胞更新和维持组织稳态[32].越来越多的证据表明hBM-MSCs可促进缺血性脑卒中动物模型的功能恢复。我们报道了梗死周围区域内源性恢复机制(神经发生)的上调对hBM-MSCs在缺血性卒中14天后功能恢复中具有重要作用[27].此外,移植hBM-MSCs可恢复缺血性脑卒中大鼠模型的游离脂肪酸组成[28].在这项研究中,我们假设HBM-MSCs的移植有助于在缺血性卒中大鼠模型的早期病理状况之前或期间维持代谢稳态。

在之前的一项使用类似的缺血性MCAo卒中模型的研究中,与对照组皮质相比,在MCAo后6和24小时,缺血皮质中的精胺和亚精胺水平均显著降低[33].另一方面,当前发现,当前发现亚硫酸盐水平增加,而与对照条件相比,MCAO条件中的精子水平仍然不变。这些不同的结果至少部分地归因于制备脑组织的方法论方法的差异。我们使用总体大脑,从MCAO后5天从脑组织中获得。虽然血量仅贡献总组织多胺的约1%[34],为排除血液对PA表达影响的可能性,本研究在采集脑组织前对动物灌注生理盐水。此外,对照组脑组织中的精胺含量高于亚精胺,与之前的报道呈现不同的模式[35].这可以通过我们使用整个大脑而不是大脑的特定区域来解释。

在MCAO缺血大鼠模型中,重要的是要注意,在HBM-MSC移植后,仅在HBM-MSC移植后的一个时间点测量缺血性大鼠脑中的改变的PAS,即在HBM-MSC移植后4天。在缺血后,也观察到大脑的PA变化,即MCAO后的5天。因此,未来的研究应该评估其他小视乎寻常的时间,以及后普兰特的时间点。这对于以时间依赖的方式更准确地评估PA代谢物谱的改变,允许分析缺血的影响本身以及其与HBM-MSC移植的相互作用,作为干细胞存活,迁移和功能整合到宿主CNS组织中的函数。此外,应研究其他因素,包括干细胞剂量及其递送途径,也应研究涉及PA代谢的特定生化方法,以实现最佳的治疗状况,并验证HBM-MSC干细胞疗法的潜在临床效用缺血条件如中风和相关疾病状态。

此外,在OGD共培养系统中,PA水平也仅在一个时间点测量,即在与HBM-MSC的共培养后72小时,因为在这种情况下,HMSC没有早期的细胞保护作用。事实上,在暴露于OGD后24小时,在没有HBM-MSCs处理的情况下,SH-SY5Y细胞的活力约为80%或更低,并且在HBM-MSC处理后保持在相同的水平(数据未显示)。因此,未来的OGD细胞实验应包括使用各种OGD暴露时间和/或改变HBM-MSCs浓度的分析,以更好地描绘HBM-MSCs治疗效果和改变该模型的PA代谢物之间的功能关系。认识到现在是重要的重要性在体外OGD实验使用SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞系,这是一种具有良好特征和完善的细胞模型系统,用于研究神经元的生长在体外.然而,缺血性大鼠干细胞的治疗效果与神经母细胞瘤细胞不直接相关,而是与其他类型的细胞密切相关,如皮质神经元、小胶质细胞、星形胶质细胞[3637].未来在体外有关的hMSC在缺血性条件的影响的研究应该合并使用这些细胞系的,以及原代细胞,其评估对与突触功能[相关受体(即,NMDA)多胺效果38].然而,胶质细胞是脑的免疫细胞,并评估OGD和HBM-MSCs移植在这些细胞和神经元中的影响,需要复杂的多级调查,例如3D培养[39].hBM-MSCs也可诱导移植脑的小胶质细胞增生和星形胶质细胞增生[40].此外,HBM-MSCs对驻留微胶质细胞和神经元的二次邻静脉作用进一步使缺氧微环境复杂化。这样的研究需要更仔细地考虑几个关键因素。因此,现在在体外数据及其潜在的临床意义应谨慎地解释,直到完成了额外的细胞系进一步工作。

PA水平的变化在体外模型与缺血大鼠模型有很大的不同。特别是,在OGD存在和hBM-MSCs共培养后,精胺浓度被改变。这种差异被认为与选择性神经元细胞系有关在体外模型和存在的几种细胞类型的脑组织,如神经元,小胶质细胞和星形胶质细胞。由于PAs参与缺血性损伤和相关改变尚不清楚,因此进一步研究明确hBM-MSCs移植在缺血中的确切潜在恢复机制是有必要的。

4.材料和方法

4.1.瞬态MCAo动物模型

采用腔内缝合闭塞法建立脑卒中大鼠模型。成年雄性Sprague-Dawley大鼠体重250 ~ 300 g,用4%异氟醚面罩麻醉,用1.5%异氟醚维持30% O2和70% N2O.在手术期间,用加热垫保持直肠温度37.0-37.5°C。使用我们实验室改性的腔内血管闭塞方法的瞬态MCAO [28].简要地说,具有圆形末端的4-0单丝手术尼龙缝线穿过颈总动脉(CCA)引入并用于阻止颈内动脉(ICA)的内腔中。MCAO后两小时,再灌注被缝合的撤离,直到提示清除CCA的管腔进行。对于假手术组手术程序是相同的那些用于MCAO手术,除了缝合线插入的遗漏。使用动物的批准亚洲大学医院的动物护理和使用委员会。

4.2.2,3,5-三苯基四唑氯(TTC)染色和免疫组化

为了确认缺血动物模型的建立,大鼠在MCAO后24小时用氯水合物麻醉。然后将大脑除去并立即将冠状脑基质(哈佛乐器,南非克,MA)中的六片(每毫米2mm厚度)分成六个切片(厚度为2mm),如前所述[28].Briefly, brain slices were placed in 2% triphenyltetrazolium chloride (TTC; T-8887; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO), incubated at 37°C for 40 min and fixed by immersion in 10% formalin. Using a flatbed color scanner, the stained sections were photographed and scanned for further analysis. The infarcts were mostly located within the ipsilateral cortex and the striatum in three representative slices (Figure1(a)).对于免疫组织化学,在MCAO之后一天被处死动物。通过与盐水转膜灌注固定大脑,然后在4%多聚甲醛中灌注和浸渍。将脑在4℃下在多聚甲醛的聚甲醛中保持过夜,然后嵌入30%蔗糖溶液中直至它们沉入。冠状部分30. μ.m厚度的切口采用CM1800型低温恒温器(徕卡,Wetzlar,德国)。切片用磷酸盐缓冲盐水(PBS)冲洗3次,用10%马血清阻断非特异性结合,并用1:500稀释的小鼠单克隆人核基质抗原(NuMA;Calbiochem,圣地亚哥,CA)。切片洗涤,二抗孵育。为了评估移植中hBM-MSCs的数量,我们以150为间隔,连续10张切片计算前脑中numa阳性细胞的总数(bregma-1,约1mm)μ.m,将所有10张切片上发现的numa阳性细胞总数相加,如前所述[2728].追踪移植的HBM-MSCs在活的有机体内,根据制造商的说明,使用PKH 26红色荧光细胞连接试剂盒(Sigma, St. Louis, MO, USA)对细胞进行标记。简单地说,从MCAo或假操作动物的大脑中提取,用4%多聚甲醛在0.1 M磷酸盐缓冲液中固定过夜。冷冻大脑用冷冻切片系统(徕卡,德国)进行切片。切片用4,6-二氨基-2-苯基吲哚(DAPI;Fluka,美国)在室温下放置15分钟,对细胞核进行复染并固定。

4.3。动物和实验组

MCAo后一天,动物被随机分为三组[28:(1)假性缺血+磷酸盐缓冲生理盐水(PBS)注射(对照, ),(2)MCAO + PBS注射( (3) MCAo + hBM-MSCs (1 × 106. )注入。MCAo后所有动物均存活5天。MCAo + hBM-MSCs组与MCAo + PBS组比较,MCAo + hBM-MSCs组在MCAo后14天,通过黏附去除试验和改良神经严重程度评分(mNSS)试验显示功能恢复[27].然而,在第5天,两组患者均未发现任何功能恢复。

脑组织萃取物,取自脑,用DEPC水(Sigma, St. Louis, MO)均质制备。大脑样本是在禁食条件下新鲜获得的,并立即储存在 °C到分析。为了排除饮食和其他因素变化的可能性,我们使用了在整个研究期间喂食相同饮食和维持在相同住房环境的大鼠。

4.4。hBM-MSCs文化

HBM-MSC在PMP(良好的制造实践)条件下,在PMP(良好的制造实践)条件下提供了HBM-MSCs,如我们之前的报告[1328].简单地说,细胞在37°C 5% CO中孵育2在烧瓶中保存1天,更换培养基去除非贴壁细胞。当细胞达到80%汇合时,用0.05%胰蛋白酶和0.53 mmol/L EDTA (GIBCO, Grand Island, NY)在37℃下收获5分钟,在烧瓶中重新放置,再培养3-5天,收获。为了获得足够的剂量,在这些实验中使用的hBM-MSCs从六个传代中收集[27].

4.5。化学药品和试剂

腐胺,尸胺,精胺, - 乙酰瓣, -acetylcadaverine, -acetylspermidine, -acetylspermidine, -乙酰精胺,1,6-二氨基己烷,氯甲酸乙酯(ECF)和五氟丙酸酐(PFPA)从Sigma-Aldrich。农药级的乙醚、乙酸乙酯和二氯甲烷从关东(日本东京)获得。从Junsei(东京,日本)提取的氯化钠,用甲醇、丙酮、二氯甲烷、乙醚依次洗涤,真空(100℃,1 h)干燥。氢氧化钠取自德山(韩国首尔)。所有其他化学物质都是分析级的。

4.6。脑组织的样品制备

大鼠脑样品中PAs含量测定的样品制备按照我们之前的方法进行[41对照组、对照+ hBM-MSCs组、MCAo组、MCAo + hBM-MSCs组。使用Pro 200型转子/转子型组织均质器(Pro Scientific, Oxford, CT)在冰水浴中均质5ml蒸馏水中的脑组织(3分钟,30,000 rpm)。相当于20毫克的脑组织,包括1,6-二氨基己烷(0.2μ.G),作为匀浆的内标(是),用1ml乙腈混合3分钟。将混合物以15,000rpm离心,15分钟用于蛋白质沉淀。简而言之,乙氧基羰基(EOC)反应在水相中通过10分钟的涡流进行20 μ.L ECF存在于1ml的二氯甲烷相中。然后,用氯化钠饱和混合物,用乙醚(3 mL)和乙酸乙酯(2 mL)依次萃取。提取液在40°C的氮气缓流下蒸发,用PFPA (20μ.l)如前所述在SIM模式(GC-SIM-MS)中的气相色谱 - 质谱(GC-MS)进行分析[41].

4.7。细胞样品制备

执行PA分析,如前所述[41],以下细胞组:对照组、氧糖剥夺(OGD)组和OGD + hBM-MSCs组。(0.1μ.G),按4 × 10的比例加到每个细胞中5.细胞)在冻融裂解后,其进行上述EOC-PFP反应。然后通过GC-SIM-MS分析反应混合物,如前所述[41].

4.8。SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞暴露于氧 - 葡萄糖剥夺

SH-SY5Y细胞(传代< ~50)在含5% CO的有氧培养箱中培养2并在37°C下加湿。采用含10%胎牛血清(FBS)和1%青霉素/链霉素(P/S)的高糖Dulbecco 's Modified Eagle Medium (DMEM)进行培养。如前所述进行氧-葡萄糖剥夺[42].Briefly, the culture medium was replaced by glucose-free DMEM containing 10% FBS, and SH-SY5Y cells were adapted by incubation in an aerobic incubator for 4 h at 8 × 104.细胞每厘米2.然后将OGD细胞转移到厌氧室,其中含有95% N的气体混合物2和5%的co2,并在37°C下加湿。随后将培养基取代,由使用n清除的无葡萄糖DMEM取代2.在24小时孵育后,通过从腔室中除去培养物并用富含葡萄糖的DMEM替换培养基而终止OGD。其他暴露于OGD条件的SH-SY5Y细胞也用10分5.细胞每厘米2插入阱中的HBM-MSC使用Transwell 72小时(OGD + HBM-MSCs)。没有HBM-MSC的OGD组包括在同一时间段均匀培养。所有样品均在以后72小时收集。

4.9。GC-MS.

正如我们之前的报告所概述的,在SIM模式下进行GC-MS分析,定量分析大鼠脑组织中的PAs,使用安捷伦6890N气相色谱仪与安捷伦5975质量选择检测器(70 eV,电子撞击模式)连接,并安装Ultra-2 (SE-54键合相;25 m × 0.20 mm内径,0.11μ.)交联毛细管柱(Agilent Technologies, Santa Clara, CA) [28].

4.10。明星符号绘制

在细胞中测量PA值。对于每个样本,PA值归一化为正常组中相应的平均值。然后将每个归一化值绘制成一条从共同中心点辐射的线。7行细胞的远端连接在一起,使用MS Excel程序生成每个组的星形图案,如之前的报告所述[4344].

5.结论

我们的代谢组学实验结果为我们理解缺血性脑损伤中发生的生化和生理事件的复杂性以及hBM-MSCs治疗中风的疗效提供了新的见解。更重要的是,对hBM-MSCs移植后PA代谢的研究可以指导干细胞治疗预防脑缺血或减少缺血性损伤的有效措施或治疗策略的未来发展。

利益争夺

作者声明没有利益冲突。

作者的贡献

跆拳道和Geetika Phukan同样地贡献了这项工作。

致谢

作者们感谢尹京、李大渊、朴亨镇、金学均在论文准备过程中给予的帮助。基金资助:教育部韩国国家研究基金基础科学研究计划(2015060192);教育部韩国国家研究基金重点研究中心项目(NRF);《科学与技术》(2009-0093826),《ICT与未来规划》(2015R1A4A1041219),亚洲大学研究生院(2013)。

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