آخر تحديث: أغسطس 17, 2026
رحلات الفضاء تنشط إشارات بروتين كيناز سي ألفا وتعديل المرحلة التنموية للخلايا السلفية القلبية الوعائية البشرية لحديثي الولادة
رحلات الفضاء تؤثر على وظيفة القلب والأوعية الدموية لدى رواد الفضاء; لكن, تأثيره على نمو القلب والخلايا الجذعية التي تشكل الأساس لإصلاح القلب غير معروف. وفقاً لذلك, هناك حاجة إلى مزيد من البحث للكشف عن الأهمية المحتملة لمثل هذه التغييرات على صحة الإنسان. باستخدام محاكاة الجاذبية الصغرى (إس إم جي) تم إنشاؤها بواسطة الدوران الثنائي الأبعاد والثقافة على متن محطة الفضاء الدولية (محطة الفضاء الدولية), قمنا بتقييم آثار التفريغ الميكانيكي على خلية السلف القلب والأوعية الدموية البشرية حديثي الولادة (تكلفة النقرة) الخصائص التنموية والإشارات. بعد 6-7 أيام من SMG و 12 أيام ثقافة محطة الفضاء الدولية, قمنا بتحليل التغيرات في التعبير الجيني. حفزت كلتا البيئتين التعبير عن الجينات التي ترتبط عادةً بحالة سابقة من تطور القلب والأوعية الدموية. لفهم الآلية التي حدثت بها هذه التغييرات, قمنا بتقييم التعبير عن RhoGTPases الصغيرة الحساسة للميكانيكا في تكلفة النقرة المستزرعة SMG ولاحظنا انخفاض مستويات RHOA و CDC42. نظرا لتأثير هذه الجزيئات على مستويات الكالسيوم داخل الخلايا, قمنا بتقييم التغييرات في إشارات Wnt/الكالسيوم غير القانونية. بعد 6-7 أيام تحت SMG, أظهرت تكلفة النقرة مستويات مرتفعة من WNT5A وPRKCA. بصورة مماثلة, أظهرت تكلفة النقرة المستزرعة في محطة الفضاء الدولية مستويات مرتفعة من معالجة الكالسيوم وجينات الإشارة, والذي يتوافق مع بروتين كيناز سي ألفا (PKCα), بروتين كيناز المعتمد على الكالسيوم, التنشيط بعد 30 أيام. تم تفعيل أكت, في حين أن مستويات الكيناز المفسفرة خارج الخلية التي تنظم الإشارة لم تتغير. لاستكشاف تأثير تحريض الكالسيوم في تكلفة النقرة عند الأطفال حديثي الولادة, قمنا بتنشيط PKCα باستخدام علاج hWnt5a على الأرض. تبعًا, كانت مستويات العلامات التنموية القلبية الوعائية المبكرة مرتفعة. يتم التعبير عن النصوص الناتجة عن علاج SMG وhWnt5a داخل العقدة الجيبية الأذينية, والتي قد تمثل عضلة القلب الجنينية المحفوظة في حالتها البدائية. إشارات الكالسيوم حساسة للتفريغ الميكانيكي وتوجه خصائص تطوير CPC. قد تساعد الأبحاث الإضافية في الفضاء وعلى الأرض في تحسين استخدام تكلفة النقرة في العلاجات القائمة على الخلايا الجذعية وتسليط الضوء على الأحداث الجزيئية للتطور..
مقدمة
بينما تستعد البشرية لحضور موسع في الفضاء, التأثيرات الجزيئية للجاذبية الصغرى (ملغ) أصبحت بشكل متزايد موضوع التحقيق. كما تطور هذا البحث, تطبيق إم جي, سواء كانت حقيقية أو محاكاة, لقد وجد أن له استخدامًا علاجيًا محتملاً هنا على الأرض [1-3]. هكذا, الجهود المبذولة لتوصيف الاستجابة البيولوجية لظروف الجاذبية المنخفضة, بما في ذلك على المستوى الجزيئي, سوف يفيد المجتمع سواء في الفضاء أو على الأرض.
وقد أظهرت الأبحاث في مختبرنا أن محاكاة الجاذبية الصغرى (إس إم جي) يؤثر على المظهر التنموي للخلايا السلفية القلبية الوعائية البشرية (تكلفة النقرة) بطريقة تعتمد على العمر [4]. ومن المثير للاهتمام, حدد تحليل المصفوفة الدقيقة في تلك التجارب إشارات RhoGTPases وWnt الصغيرة باعتبارها بعض الأنظمة المتأثرة ببيئة SMG في تكلفة النقرة لحديثي الولادة.
تأثير التفريغ الميكانيكي على الخلايا الجذعية الجنينية للفئران (الشركات المتوسطة والصغيرة والمتوسطة) لقد ثبت أنه يؤثر على التمايز والجذع, مع التجارب التي أجراها بلابر وآخرون. [5] مما يدل على أن الأجسام الجنينية تحتفظ بعلامات التجديد الذاتي وتظهر تعبيرًا محددًا مخفضًا لطبقة جرثومية عند الطيران في الفضاء. لكن, في نفس الدراسات, عندما عادت الأجسام الجنينية المفرغة ميكانيكيًا إلى الأرض, لقد كانوا قادرين على التفريق بسهولة أكبر إلى مستعمرات عضلة القلب المنقبضة. بصورة مماثلة, جها وآخرون. [6] وجدت أن الخلايا الجذعية المحفزة التي يسببها الإنسان تتمايز بسهولة أكبر إلى خلايا عضلية قلبية باستخدام ثقافة ثلاثية الأبعاد مقترنة بخلايا عضلية عابرة., التعرض المبكر لـ SMG.
قد تمثل هذه التجارب المنفصلة ظاهرة مماثلة حيث تعزز ثقافة الجاذبية المنخفضة حالة معززة من الجذع تحت SMG أو MG مما يؤدي إلى زيادة القدرة على التمايز عندما يتم إرجاع الخلايا إلى ظروف الجاذبية الطبيعية. هكذا, يمكن تحسين علاجات الخلايا الجذعية ذات الصلة بإصلاح القلب من خلال معالجة الآليات ذات الصلة بالإشارات الميكانيكية في أسلاف القلب والأوعية الدموية. بخاصة, إن تحفيز الجذع المعزز في أسلاف القلب والأوعية الدموية قد يسهل التأثير السريري المعزز المقابل عند الزرع.
التعديلات في جزيئات الاستشعار الميكانيكية, مثل RhoGTPases الصغيرة, يُعتقد أنهم متورطون في التكيف الجزيئي مع MG [7,8]. الأهم من ذلك, هذه الجزيئات قادرة أيضًا على التأثير على مسارات الإشارات داخل الخلايا, مثل تذبذبات الكالسيوم, والتي يمكنها لاحقًا تنشيط AKT [9] والكيناز الذي ينظم الإشارة خارج الخلية (إرك) [10]. في سياق تكوين القلب, هذه العمليات حاسمة للحفاظ على التوازن بين الإشارات الاستقرائية والتكاثرية [11,12]. لذلك, قد يؤدي التلاعب ببيئة الجاذبية الطبيعية للتكلفة لكل نقرة (CPCs) المبكرة إلى تسليط الضوء على الآليات المهمة التي من خلالها تتطور أو تتوسع أسلاف القلب المبكرة. يمكن تطبيق هذه الأفكار لزيادة فهم تطور القلب والأوعية الدموية وتعزيز نتائج العلاجات التجديدية القائمة على الخلايا الجذعية.
في سياق إصلاح القلب, تعتبر التجارب السريرية المبكرة لهذه الأنواع من العلاجات واعدة [13-15], ولكن يتم إحباطها بسبب فشل عملية زرع الخلايا والجدل حول نوع الخلية المناسب [16]. لذلك, قد يساعد تطبيق نتائج تجارب MG على التجارب الأرضية في التغلب على أوجه القصور في التجارب السريرية الحالية التي تتضمن استخدام تكلفة النقرة لإصلاح القلب.
في محاولة لتوصيف تأثيرات MG على مجموعة سكانية من تكلفة النقرات المبكرة بالإضافة إلى الاستخدام المحتمل لهذه التغييرات على الأرض, قمنا بزراعة تكلفة النقرة البشرية لحديثي الولادة باستخدام جهاز إكلينوستات ثنائي الأبعاد وفي المختبر الوطني على متن محطة الفضاء الدولية (محطة الفضاء الدولية). سعينا إلى تحديد التغييرات في نسخ الجينات المشاركة في الإشارة استجابةً لـ SMG وMG بالإضافة إلى تأثيرات تغييرات الإشارة هذه على الجذع. ثم قمنا بعد ذلك بتصميم ملامح هذه التغيرات الجزيئية في المختبر باستخدام جزيء صغير في ظل ظروف الجاذبية العادية. في القيام بذلك, نقدم مكونات الاستجابة الخلوية التكيفية للـ MG وآثارها على تعزيز القدرة التجددية للتكلفة لكل نقرة لحديثي الولادة.
المواد والأساليب
عزلة وثقافة تكلفة النقرة المبكرة
وافق مجلس المراجعة المؤسسية في جامعة لوما ليندا على بروتوكول استخدام الأنسجة التي تم التخلص منها أثناء جراحة القلب والأوعية الدموية, دون معلومات خاصة يمكن تحديدها, لهذه الدراسة مع التنازل عن الموافقة المستنيرة. تم عزل الكلفة بالنقرة (CPCs) من أنسجة القلب عند الولدان (1 يوم - شهر واحد), كما هو موضح سابقا [17]. باختصار, تم قطع الأنسجة الأذينية إلى كتل صغيرة (∼1.0 mm3) ثم يتم هضمها إنزيميًا باستخدام الكولاجيناز (روش, إنديانابوليس, في) بتركيز فعال 1.0 ملغم/مل. تم بعد ذلك تمرير المحلول الناتج عبر مصفاة خلية بحجم 40 ميكرومتر. تم استنساخ الخلايا في لوحة 96-جيدا عن طريق الحد من التخفيف إلى تركيز نهائي من 0.8 الخلايا لكل بئر لإنشاء مجموعات سكانية للتوسع.
ثم, تم فحص الحيوانات المستنسخة من أجل التعايش بين Isl1 و c-Kit واستكملت بوسائط النمو التي تشتمل على 10% مصل بقري جنيني (الحرارية العلمية, والثام, ماجستير), 100 ميكروغرام / مل البنسلين - الستربتوميسين (تقنيات الحياة, كارلسباد, كاليفورنيا), 1.0% الحد الأدنى من محلول الأحماض الأمينية غير الأساسية المتوسطة (تقنيات الحياة), و 22% وسائط نمو الخلايا البطانية (لونزا, بازل, سويسرا) في المتوسط 199 (تقنيات الحياة). مجموعة الكشف عن الميكوبلازما MycoAlert PLUS (لونزا, بازل, سويسرا) تم استخدامه لاختبار تلوث الميكوبلازما
للحصول على مزيد من المعلومات يرجى الاتصال بنا عن طريق البريد الإلكتروني: [email protected]
مراجعة الحالة العلمية
هل ترغب في فهم ما إذا كانت البرامج السريرية الحالية, التطورات البحثية الأخيرة, أو قد تكون النهج الناشئة ذات الصلة بحالتك الفردية?
أرسل سؤالك إلى فريقنا العلمي. يقوم المكتب الرئيسي لـ NBScience في المملكة المتحدة بتنسيق الاستفسارات عبر الشبكة الدولية للمراكز الطبية, العلماء, و استشاريين متخصصين.
- مراجعة المعلومات التي تقدمها
- البحوث ذات الصلة ومعلومات البرنامج السريري
- استجابة واضحة تركز على حالتك
لا التزام. سيتم مراجعة سؤالك بسرية.
المعلومات التعليمية والبحثية فقط. هذه الخدمة لا تشكل نصيحة طبية, تشخبص, روشتة, أو شخصية توصية العلاج.
