Kluczowa rola kaspazy-3 w osteogennym różnicowaniu zrębowych komórek macierzystych szpiku kostnego ad 6

Odkrycia te wskazują, że kaspaza-3 odgrywa kluczową rolę in vivo w obu procesach rozwoju kości i remodelingu kości. Zgromadzone dowody sugerują, że apoptoza komórek osteogennych jest zaangażowana w defekty kostne. Stwierdziliśmy, że BMSSC pochodzą od myszy pozbawionych kaspazy-3y, w tym Casp3. /. i Casp3 + /. myszy, wykazano 2 odrębne cechy; zmniejszona zdolność proliferacji i zaburzone różnicowanie osteogenne. Pierwsze oznaczono za pomocą testu CFU-F, testu inkorporacji BrdU i testu ciągłego pasażowania. Aby pokazać upośledzone różnicowanie osteogenne, przeprowadziliśmy barwienie czerwienią alizarynową na BMSSC hodowanych w osteogennym stanie indukcyjnym i wykazaliśmy zmniejszoną akumulację wapnia w BMSSCs z niedoborem kaspazy-3. Ponadto, pokazaliśmy znacznie obniżone OS, MS, MAR i BFR w Casp3. /. myszy za pomocą analizy histomorfometrycznej kości. Co więcej, zdolność tworzenia kości została osłabiona w Casp3. /. BMSSCs z zastosowaniem testu transplantacji in vivo. W międzyczasie aktywność osteoklastów i indukcja osteoklastów nie były zwiększone u myszy z niedoborem kaspazy-3, co wskazuje, że zwiększona resorpcja kości nie była potencjalną przyczyną obniżenia BMD. Podsumowując, te odkrycia sugerują, że dysfunkcja BMSSC była głównym czynnikiem dla wad kości w Casp3. /. myszy. Na poziomie molekularnym i komórkowym, Casp3. /. BMSSC wykazywały zwiększone starzenie w procesie replikacji wraz z równocześnie zmniejszoną apoptozą, co wykazano przez barwienie a-galu, barwienie aneksyną V i podwojenie populacji. Senescencja i apoptoza to zdarzenia, które wystąpiły w fazie G0 / G1 cyklu komórkowego. wykazano, że p21 jest substratem kaspazy-3 w linii komórkowej ludzkiego wątrobiaka (21) i następnie zidentyfikowano, że odgrywa ważną rolę w przełączaniu apoptozy komórkowej w starzenie w odpowiedzi na leczenie przeciwnowotworowe, gdy apoptoza została zablokowana przez inhibitor kaspazy (22). Aktywność p21, która jest regulowana w górę przez p53, jest zdolna do hamowania ekspresji Cdks. Dowody te mogą dostarczyć wyjaśnienia, dlaczego podwyższone stężenie p21 / p53 i obniżone stężenie Cdk2 / Cdc2 znaleziono w Casp3. /. BMSSCs. TGF-. może wywierać zróżnicowane efekty w zależności od rodzaju komórek (23. 25). W komórkach kościotwórczych TGF-a wykazano, że indukuje proliferację komórek i hamuje różnicowanie osteogenne przez represję ekspresji Runx2 / Cbfa1 za pośrednictwem Smad3 (26). Jednak sposób, w jaki Smad2 i Smad3 angażują się w odpowiedzi na TGF-. różni się w zależności od typów komórek. W tym badaniu odkryliśmy, że Smad2 znacząco przyczynił się do zwiększenia ekspresji TGF-a sygnalizacja w Casp3. /. BMSSCs. BMSSC mogą działać w celu skompensowania replikacyjnego starzenia się poprzez aktywację szlaku TGF-a / Smad2 do indukowania proliferacji komórek w sytuacji niedoboru kaspazy-3. Fazy G0 / G1 z udziałem TGF -. Zostały dobrze przebadane w komórkach nabłonka, w których TGF-a. może hamować syntezę Cdc2 i Cdk4 (27, 28), tłumić ekspresję Cdk2 (29, 30) i indukować ekspresję p21 i p27 (31, 32). Wzmocniony szlak sygnałowy TGF-a / Smad2 może zakłócać regulację cząsteczek pokrewnych cyklu komórkowego, takich jak Cdc2, Cdk2, p21 i p53, prowadząc do defektów proliferacji i różnicowania w BMSSCs z niedoborem kaspazy-3. Dodatkowo, podwyższony poziom szlaku TGF – A / Smad2 wydawał się zmieniać wzór ekspresji Runx2 / Cbfa1 w preosteoblastach, co może wskazywać na bardziej bezpośredni negatywny wpływ na osteogenne różnicowanie BMSSC. Dlatego rozsądne jest spekulować, że nadmiernie regulowany szlak przekazywania sygnałów TGF – | / Smad2, wraz z podwyższoną ekspresją p21 / p53 i obniżoną ekspresją Cdk2 / Cdc2 w BMSSCs, spowodował zatrzymanie cyklu komórkowego i starzenie się replikacyjne, prowadząc do upośledzonej osteogenezy. w Casp3. /. myszy. Nieprawidłowości w apoptozie przyczyniają się do różnych chorób, w tym nowotworów (33), chorób autoimmunologicznych (34) i zaburzeń zwyrodnieniowych (35, 36). Hamowanie aktywności kaspazy uważano za nową strategię terapeutyczną dla różnych chorób związanych z apoptozą, obejmujących defekty układu nerwowego (37), zwyrodnienie siatkówki (38), uszkodzenie wątroby (39), ogłuszenie mięśnia sercowego (40) i sepsę ( 41), zmniejszając apoptozę, a tym samym polepszając funkcję narządu (42). Z-DEVD-FMK jest szeroko stosowanym Casp3Inh, ale specyficzność jego funkcji hamowania kaspazy-3 powinna być oceniona ostrożnie, ponieważ może wpływać na aktywność innych kaspaz. W tym badaniu potraktowaliśmy myszy Z-DEVD-FMK i odkryliśmy, że zahamowanie aktywności kaspazy-3 wpłynęło na BMD poprzez regulację w górę szlaku sygnałowego TGF -. / Smad2 w BMSSC, potwierdzając, że zrównoważona aktywność kaspazy-3 może być warunkiem wstępnym normalnego osteogenne różnicowanie BMSSC w celu utrzymania integralności kości
[podobne: studia ratownik medyczny, usuwanie tatuażu warszawa, tabletki na erekcję bez recepty ]
[podobne: relewium, ada obrazy, aromactiv plastry ]