رحلات الفضاء تملأ بروتين كيناز C ألفا اشارة ويعدل المرحلة التنموية من الأطفال حديثي الولادة الإنسان خلايا القلب والأوعية الدموية السلف

 

الآثار رحلات الفضاء وظيفة القلب والأوعية الدموية في رواد الفضاء; ومع ذلك, تأثيرها على التنمية القلب والخلايا الجذعية التي تشكل الأساس لإصلاح القلب غير معروف. وفقا لذلك, هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث للكشف عن صلة محتملة من هذه التغييرات على صحة الإنسان. باستخدام الجاذبية الصغرى محاكاة (SMG) الناتجة عن clinorotation ثنائي الأبعاد والثقافة على متن محطة الفضاء الدولية (ISS), قمنا بتقييم آثار التفريغ الميكانيكي على خلية سلفية القلب والأوعية الدموية حديثي الولادة الإنسان (CPC) الخصائص التنموية والإشارات. وبعد 6-7 أيام من SMG و 12 أيام الثقافة ISS, قمنا بتحليل التغيرات في التعبير الجيني. كل من البيئات التي يسببها التعبير عن الجينات التي ترتبط عادة مع حالة سابقة التنمية القلب والأوعية الدموية. لفهم الآلية التي وقعت مثل هذه التغييرات, قمنا بتقييم التعبير عن RhoGTPases صغيرة mechanosensitive في تكلفة النقرة SMG مثقف ولاحظ انخفاض مستويات RHOA وCDC42. ونظرا لتأثير هذه الجزيئات على مستويات الكالسيوم داخل الخلايا, قمنا بتقييم التغيرات في noncanonical WNT / إشارات الكالسيوم. بعد 6-7 أيام تحت SMG, عرضت تكلفة النقرة مستويات مرتفعة من WNT5A وPRKCA. وبالمثل, أظهرت تكلفة النقرة ISS-مثقف مستويات مرتفعة من تناول الكالسيوم والجينات يشير, وهو ما يعادل بروتين كيناز C ألفا (PKCα), بروتين كيناز التي تعتمد على الكالسيوم, تفعيل بعد 30 أيام. تم تفعيل AKT, في حين كانت فسفرته خارج الخلية مستويات كيناز التنظيم إشارة دون تغيير. لاستكشاف تأثير تحريض الكالسيوم في تكلفة النقرة حديثي الولادة, نحن تنشيط PKCα باستخدام العلاج hWnt5a على الأرض. بعد ذلك, كانت أوائل مستويات علامة التنموية القلب والأوعية الدموية مرتفعة. يتم التعبير عن النصوص التي تحدثها SMG وhWnt5a المعاملة داخل العقدة الجيبية الأذينية, التي قد تمثل عضلة القلب الجنينية الاحتفاظ بها في حالته البدائية. الكالسيوم إشارات حساسة للتفريغ الميكانيكية وتوجه الخصائص النمائية للحزب الشيوعى الصينى. مزيد من البحوث سواء في الفضاء وعلى الأرض قد يساعد في تحسين استخدام تكلفة النقرة في العلاجات القائمة على الخلايا الجذعية وتسليط الضوء على الأحداث الجزيئية للتنمية.

المقدمة
كما بشرية يستعد لوجود موسع في الفضاء, الآثار الجزيئية من الجاذبية الصغرى (MG) أصبحت على نحو متزايد موضوع التحقيق. ومع تطور هذا البحث, تطبيق MG, سواء كانت حقيقية أو بالمحاكاة, وقد وجد أن استخدام العلاجية المحتملة هنا على الأرض [1-3]. وهكذا, جهود لتوصيف استجابة بيولوجية لتقليل خطورة الأوضاع, بما في ذلك على المستوى الجزيئي, سوف تعود بالفائدة على المجتمع على حد سواء في الفضاء وعلى الأرض.

وقد أظهرت الأبحاث في المختبرات الخاصة بنا أن الجاذبية الصغرى محاكاة (SMG) التأثيرات الشخصية التنموي من الخلايا الاصلية القلب والأوعية الدموية الإنسان (تكلفة النقرة) بطريقة تعتمد على عمر [4]. ومن المثير للاهتمام, تحليل ميكروأري في تلك التجارب التي تم تحديدها RhoGTPases الصغيرة وإشارات Wnt بأنها بعض الأنظمة التي تأثرت البيئة SMG في تكلفة النقرة حديثي الولادة.

تأثير التفريغ الميكانيكي على الماوس الجنينية الخلايا الجذعية (mESCs) وقد تبين أن تؤثر التمايز وstemness, مع التجارب التي كتبها Blaber وآخرون. [5] مما يدل على أن الهيئات مضغي تحتفظ علامات على تجديد الذات ومعرض خفضت نهائي الجرثومية التعبير طبقة علامة عندما طار في الفضاء. ومع ذلك, في نفس الدراسات, عندما عادت الهيئات مضغي تفريغ ميكانيكيا إلى الأرض, أنهم كانوا قادرين على التفريق بسهولة أكبر إلى مستعمرات cardiomyocyte مقلص. وبالمثل, جحا وآخرون. [6] وجدت أن الخلايا الجذعية المحفزة التي يسببها الإنسان يفرق بسهولة أكبر إلى العضلية باستخدام ثقافة ثلاثية الأبعاد بالإضافة إلى عابر, التعرض المبكر للSMG.

قد تمثل هذه التجارب منفصلة ظاهرة مماثلة في أي ثقافة الجاذبية المنخفضة تشجع دولة محسنة من stemness تحت SMG أو MG أن يؤدي إلى زيادة القدرة التمايز عندما يتم إرجاع الخلايا لظروف الجاذبية الطبيعية. وهكذا, العلاج بالخلايا الجذعية ذات الصلة إلى إصلاح القلب قد تحسنت عن طريق التلاعب في الآليات ذات الصلة إلى الإشارات الميكانيكية في الأسلاف القلب والأوعية الدموية. خاصه, حمل تعزيز stemness في الأسلاف القلب والأوعية الدموية قد يسهل على الاثر السريري تعزيز المقابل على زرع.

تغييرات في جزيئات الاستشعار الميكانيكية, مثل RhoGTPases الصغيرة, ويعتقد أن تشارك في التكيف الجزيئي لMG [7,8]. الأهم, هذه الجزيئات هي أيضا قادرة على التأثير مسارات الإشارات بين الخلايا, مثل التذبذبات الكالسيوم, وبعد ذلك يمكن تفعيل AKT [9] وخارج الخلية كيناز التنظيم إشارة (ERK) [10]. في سياق تخلق القلب, هذه العمليات بالغة الأهمية للحفاظ على التوازن بين العظة الاستقرائي والتكاثري [11,12]. وبالتالي, التلاعب في بيئة الجاذبية الطبيعية من تكلفة النقرة الأولى قد تسليط الضوء على الآليات الهامة التي الأسلاف القلب في وقت مبكر تطوير أو توسيع. ويمكن تطبيق هذه الأفكار لمزيد من فهم تطور القلب والأوعية الدموية وتحسين نتائج الجذعية علاجات التجدد الخلية المستندة إلى.

في سياق إصلاح القلب, واعدة التجارب السريرية الأولى من هذه الأنواع من العلاجات [13-15], ولكن في وضع حرج بسبب فشل engraftment الخلية والجدل حول نوع من الخلايا المناسب [16]. وبالتالي, تطبيق نتائج من التجارب MG لتجاربه التي تستند الأرض قد يساعد في التغلب على أوجه القصور في التجارب السريرية الحالية التي تنطوي على استخدام تكلفة النقرة لإصلاح القلب.

في محاولة لتوصيف كل من آثار MG على السكان من تكلفة النقرة الأولى فضلا عن إمكانية استخدام هذه التغيرات على الأرض, نحن مثقف تكلفة النقرة الإنسان حديثي الولادة باستخدام clinostat ثنائي الأبعاد وفي المختبر الوطني على متن محطة الفضاء الدولية (ISS). سعينا لتحديد التغييرات في النسخ من الجينات المسؤولة عن إشارات ردا على SMG وMG فضلا عن آثار هذه التغيرات إشارات على stemness. نحن بعد ذلك على غرار ملامح هذه التغيرات الجزيئية في المختبر باستخدام جزيء صغير في ظل ظروف الجاذبية الطبيعية. للقيام بذلك, نقدم مكونات الاستجابة الخلوية التكيف مع MG وآثارها على تعزيز إمكانات التجدد تكلفة النقرة حديثي الولادة.

المواد والأساليب
العزلة والثقافة في وقت مبكر من تكلفة النقرة
وافق مجلس المراجعة المؤسسية للجامعة لوما ليندا بروتوكول لاستخدام الأنسجة التي تم التخلص منها خلال جراحة القلب والأوعية الدموية, دون معلومات خاصة تعريفية, لهذه الدراسة مع التنازل عن الموافقة المسبقة. تم عزل تكلفة النقرة من أنسجة القلب من الأطفال حديثي الولادة (1 يوم 1 الشهر), كما هو موضح سابقا [17]. موجز, تم قطع النسيج الأذيني إلى كتل صغيرة (~ 1.0 MM3) ثم هضمها إنزيمي باستخدام كولاجيناز (روش, انديانابوليس, في) بتركيز العمل من 1.0 ملغ / مل. ثم تم تمرير المحلول الناتج من خلال مصفاة الخلية 40 ميكرومتر. تم استنساخ الخلايا في لوحة 96-جيدا عن طريق الحد من تخفيف لتركيز النهائي من 0.8 خلايا لكل بئر لخلق السكان للتوسع.

ثم, تم فحص الحيوانات المستنسخة لcoexpression من Isl1 وج-كيت وتستكمل مع وسائط النمو المؤلف من 10% مصل بقري جنيني (الحرارية العلمية, التهام, MA), 100ميكروغرام / مل البنسلين ستربتومايسين (تقنيات الحياة, كارلسباد, CA), 1.0% الحد الأدنى الضروري المتوسطة غير الاساسيين حل الأحماض الأمينية (تقنيات الحياة), و 22% وسائل الاعلام نمو الخلايا البطانية (ونزا, بازل, سويسرا) في المتوسطة 199 (تقنيات الحياة). أدوات MycoAlert PLUS كشف الميكوبلازما (ونزا, بازل, سويسرا) كان يستخدم لاختبار التلوث الميكوبلازما

 

 

للحصول على مزيد من المعلومات يرجى الاتصال بنا عن طريق البريد الإلكتروني: cc@nbscience.com


NBScience

منظمة بحثية العقد

العلاج بالخلايا الجذعية