Kluczowa rola kaspazy-3 w osteogennym różnicowaniu zrębowych komórek macierzystych szpiku kostnego ad 5

Niedobory pozbawione kaspazy-3 ((Casp3a / a i Casp3 + / a) preosteoblastów wykazały zmniejszoną ekspresję Runx2 / Cbfa1 i zmieniony wzór ekspresji Runx2 / Cbfa1 w odpowiedzi na TGF-a. leczenie w porównaniu z preosteoblastami WT. Casp3Inh przyspiesza utratę masy kostnej u myszy OVX. Casp3Inh Z-DEVD-FMK podawano myszom w celu zbadania, czy hamowanie aktywności kaspazy-3 może osiągnąć podobne wyniki, jak obserwowane u myszy z niedoborem kaspazy-3. Stwierdziliśmy, że BMD u myszy OVX była istotnie zmniejszona po leczeniu Z-DEVD-FMK w porównaniu z leczeniem za pomocą nośnika (DMSO) (Figura 6A). Jak zaobserwowano u myszy z niedoborem kaspazy-3 (3, nie było zwiększonej resorpcji kości u myszy OVX leczonych Z-DEVD-FMK. (Casp3Inh-OVX) w porównaniu z myszami OVX leczonymi DMSO (DMSO-OVX) (dane nie przedstawione), co sugeruje, że funkcja osteoklastu nie była głównym czynnikiem obniżenia BMD obserwowanej u myszy Casp3Inh-OVX. Nawet u myszy z pozorowaną operacją, leczenie Z-DEVD-FMK indukowało zmniejszoną BMD (Figura 6A). Zgodnie z oczekiwaniem, BMSSC pochodzące od myszy Casp3Inh-OVX wykazały znaczący wzrost ekspresji TGF-aRI, Smad2 i p-Smad2 w porównaniu z myszami z myszy DMSO-OVX (Figura 6B). Wzmożoną ekspresję Smad2 pokazano również w BMSSCs z myszy poddanych działaniu pozorowanej grypy (Casp3In-sham) traktowanych Z-DEVD-FMK3. Co ciekawe, BMSSC pochodzące od myszy Casp3Inh-OVX wykazały wykrywalny poziom p-Smad2 w nieobecności TGF-a. leczenie. Natomiast ekspresja Smad3 w BMSSC nie była istotnie zwiększona w żadnej grupie. Rysunek 6Administracja Casp3Inh dla myszy i kulturowych ludzkich BMSSC. (A) BMD u myszy leczonych Casp3Inh. Zdjęcia rentgenowskie pokazują różnice gęstości kości w kościach udowych pomiędzy myszami traktowanymi Casp3Inh i myszami traktowanymi DMSO po obu operacjach OVX i pozorowanej (po lewej). Strzałki i gwiazdki przedstawiają odpowiednio obszar kory i beleczkowaty kości w kości udowej. Analiza pQCT wykazała również obniżoną BMD kości gąbczastej dystalnej kości udowej u myszy leczonych Casp3Inh, zwłaszcza po OVX (po prawej). Paski błędów reprezentują średnią. SD (n = 4; P <0,01; P <0,05). (B) Analiza Western blot ludzkich BMSSCs. BMSSC potraktowane Casp3In wykazały regulowaną ekspresję TGF-aRI i TGF-aRII w porównaniu z BMSSC traktowanymi DMSO, zwłaszcza po OVX. Po TGF-. leczenie, ekspresja Smad2 i p-Smad2 została zwiększona zarówno w CasmasInh-OVX, jak i DMSO-OVX BMSSCs. Nawet bez TGF-. leczenie, p-Smad2 było wykrywalne w BMSSCs od myszy Casp3Inh-OVX. (C) Aktywność kaspazy-3 w ludzkich BMSSCs. Po potraktowaniu BMSSC staurosporyną (STS) wykryto aktywność kaspazy-3 (górny panel, zielone zabarwienie, strzałki). Aktywność kaspazy-3 nie była wykrywalna przy wstępnym traktowaniu za pomocą Casp3Inh (dolny panel). Niebieski kolor przedstawia barwienie jądra za pomocą DAPI. Oryginalne powiększenie, × 200. (D) Barwienie czerwienią Alizaryną ludzkich BMSSC. BMSSC traktowano Casp3Inh lub DMSO przez 24 godziny, a następnie hodowano w warunkach indukcji osteogennej. W przypadku BMSSCs (po lewej) poddanych działaniu Casp3Inh akumulacja wapnia uległa zmniejszeniu. Oznaczono poziomy wapnia w macierzy uwalniane przez traktowanie kwasem (po prawej). Paski błędów reprezentują średnią. SD (n = 4; P <0,01). (E) Tworzenie kości przez ludzkie BMSSC in vivo. Tworzenie kości ocenianej za pomocą barwienia H & E zmniejszono w przeszczepie BMSSC leczonym Casp3Inh (po lewej). Oryginalne powiększenie, × 200. BFR obliczono jako procent nowo utworzonej powierzchni kości na całkowitą powierzchnię przeszczepu w reprezentatywnych przekrojach. Paski błędów reprezentują średnią. SD (prawy panel; n = 5; P <0,01). Casp3Inh tłumi osteogenne różnicowanie ludzkich BMSSCs. Aby zbadać potencjalny wpływ kaspazy-3 na komórki ludzkie, Z-DEVD-FMK zastosowano do leczenia ludzkich BMSSCs i oceniono potencjał osteogenny BMSSCs. Z-DEVD-FMK był zdolny do hamowania aktywności kaspazy-3 w hodowlach ludzkich BMSSC (Figura 6C). Co więcej, stwierdziliśmy, że Z-DEVD-FMK był zdolny do hamowania gromadzenia wapnia ludzkich BMSSC in vitro (Figura 6D) i hamował tworzenie kości ludzkich BMSSCs in vivo (Figura 6E). Dane te potwierdziły, że kaspaza-3 odgrywa kluczową rolę w różnicowaniu ludzkich BMSSCs. Dyskusja W tym miejscu dostarczamy dowodów potwierdzających pogląd, że kaspaza-3 ma kluczowe znaczenie dla osteogennego różnicowania BMSSC przy użyciu 3 różnych modeli: myszy z niedoborem kaspazy-3 (3, myszy leczone Casp3Inh i ludzkie BMSSC traktowane Casp3Inh. Jak wykazano w analizie myszy z niedoborem kaspazy-3 (3, całkowity niedobór kaspazy-3 (Casp3 A / P) powodował ubytki kości we wczesnych stadiach rozwojowych, podczas gdy częściowy niedobór kaspazy-3 (Casp3 + / p) powodował zależny od wieku spadek w BMD. Obniżenie BMD u myszy OVX zaostrzyło się przez zahamowanie aktywności kaspazy-3 za pomocą Casp3Inh [hasła pokrewne: rowatinex cena, endoproteza stawu biodrowego a renta, przegladarka skierowan na leczenie ] [patrz też: jak długo gotować ciecierzycę, betaserc opinie, rowatinex cena ]