ฤทธิ์ต้านความชราของวิตามินซีต่อเซลล์คาร์ดิโอไมโอไซต์ที่ได้จากเซลล์ต้นกำเนิดจำนวนมาก Ⅱ

การอภิปราย

การวิจัยทางชีวการแพทย์ค้นหาคำอธิบายสำหรับปรากฏการณ์เมแทบอลิซึมของมนุษย์และกลไกของมัน นี้การวิจัยต้องการเซลล์มนุษย์จากร่างกาย'ต่างๆระบบอวัยวะ อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลทางคลินิกและทางจริยธรรมเนื้อเยื่อที่มีชีวิตจากร่างกายมนุษย์ไม่สามารถทำได้จริงได้มาเพื่อใช้เป็นงานวิจัยพื้นฐานทางชีวการแพทย์แบบอย่าง. hESCs ที่ได้มาจากมวลเซลล์ชั้นในของ anเอ็มบริโอ (Thomson et al.1998) และ hiPSC ที่ได้มาจากผู้ป่วย'ไฟโบรบลาสต์ (Takahashi et al.2007) สามารถให้บริการเป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับการศึกษาในมนุษย์เนื่องจากที่มาและศักยภาพในการพัฒนา (Pera et al.2000; รูบินอฟและคณะ2000). อนุพันธ์สเต็มเซลล์ของมนุษย์เช่นเซลล์หัวใจมีลักษณะเฉพาะและทำซ้ำได้แบบจำลองเซลล์สำหรับใช้ในชีววิทยาพัฒนาการของมนุษย์การวิจัยทางชีวการแพทย์และการศึกษาทางเภสัชกรรม

คลิกที่นี่เพื่อรู้จัก Cistanche Anti-Aging Vs Vitamin

ความชราเป็นปรากฏการณ์ทั่วไปที่ส่งผลต่อร่างกายเซลล์และทำให้การทำงานของเซลล์และร่างกายลดลงแสดงโดยการสั้นลงของเทโลเมียร์, การสะสมของการกลายพันธุ์, และการพัฒนาของไมโทคอนเดรียความผิดปกติ(โกลด์สตีน1990; ฟิงเกลและฮอลบรูค2000). ปรากฏการณ์ความชรานั้นเกิดขึ้นชั่วขณะดังนั้นการวิจัยเกี่ยวกับการแก่ชราของเซลล์ร่างกายมนุษย์ปฏิบัติได้ยากอายุของ cardiomyocytesเป็นเกิดจากวัย, การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันสปีชีส์, และความเสียหายของไมโทคอนเดรีย(เทอร์แมนและคณะ2004; เทอร์แมนและบรันค์2005). เอฟเฟ็กต์เหล่านี้สามารถทำซ้ำได้ในการเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองของ cardiomyocytes

ที่นี่ เราได้แสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์ความชราในCM ที่ได้จาก hPSC CMs ที่ได้จาก PSC ของมนุษย์นั้นถูกสปอนบ่มเพาะในสภาวะการเพาะเลี้ยงในหลอดทดลอง วันที่ 24เซลล์แสดงเม็ดสีเฉพาะอายุมากขึ้นมากกว่าเซลล์ในวันที่ 12 และ 18 สัณฐานวิทยาเหล่านี้การเปลี่ยนแปลงมีความสัมพันธ์กับการแสดงออกที่ลดลงของยีนที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรของเซลล์ อัตราการเต้นช้าลง และต่ำเอ้อ ศักยภาพของเยื่อไมโทคอนเดรีย การแสดงออกของยีนไซคลินลดลงตามเวลาการลดลงของยีน cyclin ในการศึกษาของเราคือคล้ายกับการเปลี่ยนแปลงทั่วไปของความชราที่ระดับโมเลกุล (Sheydina et al.2011). การค้นพบของเราของการเต้นช้าลงในเซลล์ที่มีอายุมากขึ้นนั้นสอดคล้องกับของเรารายงานก่อนหน้านี้ (Kim et al.2011). เราวัดไมโทคอนเดรียการทำงานโดยใช้สีย้อม JC-1 ในวันที่ 24 และพบว่ามีเพียง 30 เปอร์เซ็นต์ของเซลล์ที่แตกต่างกันเท่านั้นที่เก็บรักษาไว้การทำงานของไมโทคอนเดรีย นอกจากนี้การแสดงออกของยีนเข้ารหัสเทโลเมียร์ถูกลดการควบคุม

การค้นพบที่น่าสนใจคือคุณสมบัติที่โดดเด่นน้อยกว่าของวัยและวิตามินซี'สังเกตเห็นผลกระทบย้อนกลับใน CM ที่ได้จาก hiPSC iPSCs ของมนุษย์เป็นผู้ใหญ่เซลล์โซมาติกที่ได้รับการโปรแกรมใหม่ให้เป็นพหุอำนาจรัฐ (Yu et al.2007) โดยการจัดส่งของปัจจัยที่มีจำนวนมากจากภายนอก (Takahashi et al.2007). เนื่องจากธรรมชาติของรากเหง้าของพวกเขา iPSCsถือว่ามีสถานะ epigenetic ที่แตกต่างกันจาก ESCs (Chin et al.2009) และยังแสดงให้เห็นลดประสิทธิภาพความแตกต่างในสายเฉพาะอายุ (Mauritz et al.2008). โปรแกรมทำซ้ำภายนอกปัจจัยหมิงที่เลือกสำหรับการแทรกเข้าไปในเซลล์ร่างกายอาจบัญชีสำหรับการค้นพบนี้ reprogramed hiPSCs มีแสดงโปรแกรมซ้ำที่ไม่สมบูรณ์หรือชราภาพก่อนกำหนดในระหว่างการแยกความแตกต่าง ในหลอดทดลอง เมื่อเปรียบเทียบกับ hESC(ฮันนาและคณะ.2010). ดังนั้น CM ที่ได้รับจาก hESC จึงดูเหมือนว่าเหมาะสมแก่การศึกษาเรื่องความแก่หรือที่เกี่ยวข้องมากกว่าวิจัย.

วิตามินซีมีบทบาทมากมายในการต่อต้านริ้วรอยและมีแสดงผลการป้องกันหัวใจและหลอดเลือด(โจวและคณะ2006; ลุยกิงและคณะ2010). เราใช้ความเข้มข้นต่างๆของวิตามินซีเพื่อแสดงให้เห็นถึงการต่อต้านริ้วรอยเหล่านี้ผลกระทบต่อ CM ที่ได้จาก hESC วิตามินซีรักษาส่งผลต่อความถี่ในการเต้นของ CM ที่ได้จาก hESCและบรรเทาแนวโน้ม CM ที่ได้จาก hESCของการเต้นช้าลงตามอายุ นอกจากนี้การรักษาด้วยวิตามินซีส่งผลต่อการแสดงออกที่เกี่ยวข้องกับวัยยีนและการทำงานของไมโทคอนเดรียใน hESC ที่ได้มาซม. ประการแรก การเปลี่ยนแปลงใน hTERT, hTR และสกว.2 เข้าสังเกตการณ์ TR ของมนุษย์ (hTR) และ hTERTเข้ารหัส RNA และโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับเทโลเมอเรสของมนุษย์ตามลำดับ บทบาทของพวกเขาในการแก่ชราเป็นที่รู้จักกันดี(ฮิยามะและคณะ1995) เนื่องจากยีนทั้งสองเกี่ยวข้องกันเทโลเมียร์และเทโลเมอเรส (Huffman et al.2000; แบล็คเบิร์น2001). ในการศึกษาของเรา การรักษาด้วยวิตามินC ใน CM ระยะต่างๆ เพิ่มการแสดงออกของHTERT. การแสดงออกของ TR ของมนุษย์ก็เพิ่มขึ้นในช่วงปลายเช่นกันCM ที่ได้รับจาก hESC ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าวิตามินซีมีผลโดยตรงต่อการทำงานของเทโลเมอเรสใน CM ที่ได้จาก hESC นอกจากนี้วิตามินซีอาจปรับปรุงการถอดรหัสของยีนที่เกี่ยวข้องกับเทโลเมอเรสและผลการต่อต้านริ้วรอยนี้อาจขึ้นอยู่กับระยะในCMs ที่ได้จาก hESC ที่มีอายุมากขึ้น การแสดงออกของ สกว.2 อย่างมากเพิ่มขึ้นในช่วงปลายของที่ได้มาจาก hESCCM ที่รักษาด้วยวิตามินซีและผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นที่ สกว.2 มีบทบาทในการควบคุมพันธุกรรมของCMs ที่ได้จาก hESC ที่มีอายุมากขึ้น กิจกรรม สกว.2 เชื่อมโยงกับการแก่ชราในเซลล์ร่างกายซึ่งแนะนำต่อไปว่าต่อต้านริ้วรอยผลที่เกิดจากวิตามินซี.

นอกจากนี้เรายังสังเกตผลของวิตามินซีต่อไมโทคอนเดรียศักยภาพของเมมเบรน ผลการต่อต้านริ้วรอยของวิตามินซีมีความสัมพันธ์กับการฟื้นฟูอัตราการเต้นของCM ที่ได้รับจาก hESC เมื่อนำมารวมกันผลลัพธ์เหล่านี้จะปรากฏขึ้นบทบาทการป้องกันหัวใจที่รู้จักกันดีของวิตามินซียังนำไปใช้กับ CMs ที่ได้จาก hESC ในหลอดทดลอง ท่ามกลางเงื่อนไขการทดสอบการรักษาวิตามินซีที่ 100μม. สำหรับ48 ชั่วโมงมีประสิทธิภาพสูงสุดและความเข้มข้นนี้ใกล้เคียงกับปริมาณอาหารที่แนะนำของวิตามินซีเหล่านี้ผลลัพธ์สนับสนุนการตรวจสอบความถูกต้องของ hESC เป็นอย่างมากCMs เป็นแหล่งเซลล์ที่มีชีวิตที่สามารถทำหน้าที่เป็นเซลล์ที่ไม่ซ้ำใครแบบจำลองอายุเซลล์หัวใจของมนุษย์

โดยสรุป เราได้แสดงให้เห็นว่าได้มาจาก hESCCMs เหมาะสำหรับใช้เป็นรุ่นทางเลือกสำหรับความชราในเซลล์หัวใจของมนุษย์ รุ่นนี้ได้เลยครับขยายไปสู่การวิจัยด้านชีวการแพทย์ในด้านอื่นๆ เช่นทางเลือกสำหรับเซลล์หัวใจของมนุษย์และอื่นๆดังนั้นจึงสามารถศึกษาปัจจัยต่อต้านริ้วรอยของผู้สมัครได้CM ที่ได้รับจาก hESC ในอนาคต

กิตติกรรมประกาศงานนี้ได้รับการสนับสนุนจากทุนของโครงการ R&D เทคโนโลยีด้านสุขภาพของเกาหลี กระทรวงสาธารณสุข และสวัสดิภาพ, สาธารณรัฐเกาหลี (A111539) และโดย Basic Scienceโครงการวิจัยโดยมูลนิธิวิจัยแห่งชาติเกาหลี (NRF) ได้รับทุนจากกระทรวงศึกษาธิการ วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี (2012-0004131) ผู้เขียนขอขอบคุณด้วยความจริงใจความช่วยเหลือด้านเทคนิคโดย Myung Soo Cho, Sun Mi Baek, Jun Beomคู, และ ยง จิน คิม.

อ้างอิง

Blackburn EH (2001) การสลับและส่งสัญญาณที่เทโลเมียร์เซลล์ 106:661–673 

Chin MH, Mason MJ, Xie W, Volinia S, นักร้อง M, Peterson C,Ambartsumyan G, Aimiuwu O, Richter L, Zhang J,Khvorostov I, Ott V, Grunstein M, Lavon N, BenvenistyN, Croce CM, Clark AT, Baxter T, Pyle AD, Teitell MA,Pellegrini M, Plath K, Lowry WE (2009) ชักนำให้เกิด pluripotentเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนมีความแตกต่างกันโดยลายเซ็นการแสดงออกของยีน เซลล์ สเต็มเซลล์ 5:111–123

Finkel T, Holbrook NJ (2000) สารออกซิเดชัน ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน และชีววิทยาของวัย. ธรรมชาติ 408:239–247 Goldstein S (1990) การจำลองความชราภาพ: ไฟโบรบลาสต์ของมนุษย์มาถึงวัย วิทยาศาสตร์ 249:1129–1133

Hanna JH, Saha K, Jaenisch R (2010) พลังมหาศาลและเซลลูล่าร์การเขียนโปรแกรมซ้ำ: ข้อเท็จจริง สมมติฐาน ปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข เซลล์143:508–525 ฮิยามะ อี, โยโกยามะ ที, ทัตสึโมโตะ เอ็น, ฮิยามะ เค, อิมามูระ วาย,Murakami Y, Kodama T, Piatyszek MA, Shay JW,Matsuura Y (1995) กิจกรรม Telomerase ในมะเร็งกระเพาะอาหารกรกฎ Res 55:3258–3262 

Huffman KE, Levene SD, Tesmer VM, Shay JW, ไรท์ WE(2543) เทโลเมียร์สั้นลงเป็นสัดส่วนกับขนาดของจี-ริช เทโลเมอริก3′- แขวน เจ ไบโอล เคม 275:19719–19722 

Kehat I, Kenyagin-Karsenti D, Snir M, Segev H, Amit M,Gepstein A, Livne E, Binah O, Itskovitz-Eldor J, GepsteinL (2001) สเต็มเซลล์จากตัวอ่อนมนุษย์สามารถแยกความแตกต่างได้เป็นmyocytes ที่มีคุณสมบัติทางโครงสร้างและการทำงานของหัวใจเซลล์เม็ดเลือดขาว เจคลินลงทุน 108:407–414

Kim YY, Ku SY, Jang J, Oh SK, Kim HS, Kim SH, Choi YM,Moon SY (2008) การใช้ตัวอ่อนที่เพาะเลี้ยงระยะยาวร่างกายอาจเพิ่มความแตกต่างของ cardiomyocyte โดยบีเอ็มพี2. ยอนเซ เมดเจ 49:819–827 

Kim YY, Ku SY, Liu HC, Cho HJ, Oh SK, Moon SY, Choi YM(2554) การเก็บรักษาเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนของมนุษย์ด้วยความเย็นcardiomyocytes ที่ได้มาจาก BMP2 ในซีรั่มฟรีเงื่อนไข. ทำซ้ำ Sci 18:252–260

Laflamme MA, Murry CE (2005) สร้างหัวใจใหม่ ณัฐเทคโนโลยีชีวภาพ 23:845–856 Luiking YC, Engelen MP, Deutz NE (2010) กฎระเบียบของไนตริกการผลิตออกไซด์ในสุขภาพและโรค Curr Opin คลินิคNutr Metab Care 13:97–104

Mauritz C, Schwanke K, Reppel M, Neef S, Katsirntaki K,ไมเออร์ L, Nguemo F, Menke S, Haustein M, Hescheler J,Hasenfuss G, Martin U (2008) การสร้างการทำงานmurine cardiac myocytes จากการชักนำให้เกิด pluripotent stemเซลล์. การหมุนเวียน 118:507–517

Mummery C, Ward-van Oostwaard D, Doevendans P, Spijker R,van den Brink S, Hassink R, van der Heyden M, Opthof T,Pera M, de la Riviere AB, Passier R, Tertoolen L (2546)การแยกความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนมนุษย์กับเซลล์คาร์ดิโอไมโอไซต์: บทบาทของโคคัลเจอร์ที่มีอวัยวะภายในคล้ายเอ็นโดเดิร์มเซลล์. การหมุนเวียน 107:2733–2740

โอ้ SK, Kim HS, Ahn HJ, Seol HW, Kim YY, Park YB, Yoon CJ,Kim DW, Kim SH, Moon SY (2005a) ที่มาและลักษณะเฉพาะของสายพันธุ์เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนมนุษย์ใหม่: SNUhES1,SNUhES2 และ SNUhES3 สเต็มเซลล์ 23:211–219 โอ้ SK, Kim HS, Park YB, Seol HW, Kim YY, Cho MS, Ku SY,Choi YM, Kim DW, Moon SY (2005b) วิธีการขยายของสเต็มเซลล์จากตัวอ่อนของมนุษย์ สเต็มเซลล์ 23:605–609 Pera MF, Reubinoff BE, Trounson A (2000) ตัวอ่อนของมนุษย์เซลล์ต้นกำเนิด. เจ เซลล์ วิทย์ 113:5–10