干细胞因其再生能力而成为许多疾病治疗的有力工具,并在再生医学领域迅速推进发展,如在脑创伤方面的治疗。然而,病灶区域高氧化微环境导致99%以上的细胞死亡。本研究利用基因方法编辑间充质干细胞中的Keap1基因,并观察其抗氧化能力。首先,我们利用CRISPR/Cas9分别打乱脂肪间充质干细胞(Ad-MSCs)中Keap1的起始密码子和第376个氨基酸密码子,使Nrf2从Keap1的结合中释放出来,结果Nrf2被激活并定位到细胞核内,调控细胞的抗氧化作用。我们观察到缺少Keap1 ATG密码子的细胞表现出明显的Nrf2核定位。 H 2 O 2 处理后,除了检测到 Bax-1 表达降低和丙二醛 (MDA) 含量降低外,我们还发现 Keap1 ATG 密码子敲除细胞中 Bcl-2 表达增加,而仅在 Keap1 376 位密码子编辑细胞中观察到 PCNA 表达增加,其 Bax-1 表达低于对照细胞。我们的研究表明 Keap1 的缺失导致 Ad-MSCs 的抗氧化能力,这表明我们的策略有望提高移植后间充质干细胞的活力。本研究也是 CRISPR/Cas9 在 Ad-MSCs 中应用的前沿探索。
由各种细胞组成,骨骼肌是人体组织之一,受伤后具有显着的再生能力。再生过程中的主要参与者之一是肌肉卫星细胞(MUSC),这是一种用于骨骼肌的干细胞种群,因为它是新的肌纤维的来源。保持体内平衡期间的MUSC静止涉及成年骨骼肌中MUSC与其他细胞之间的复杂相互作用。受伤后,将MUSC激活以进入细胞周期以进行细胞增殖并分化为肌管,然后是成熟的肌纤维以再生肌肉。尽管进行了数十年的研究,但MUSC维持和激活的基本机制仍然难以捉摸。分析MUSC的传统方法,包括细胞培养物,动物模型和基因表达分析,为MUSC生物学提供了一些见识,但缺乏复制体内肌肉环境中的3-维(3-D)的能力,并且可以全面捕获动态过程。成像技术的最新进步,包括共焦,重要和多光子显微镜,为观察和表征的动态MUSC形态和行为提供了有希望的途径。本章旨在审查3-D和现场成像方法,这些方法有助于发现对MUSC行为的见解,形态变化,肌肉利基内的相互作用以及在激活(Q-A)过渡期间的内部信号通路。整合先进的成像方式和计算工具为研究骨骼肌再生中复杂的生物学过程和肌肉退行性疾病(例如肌肉减少症和Duchenne肌肉营养不良(DMD))提供了新的途径。
肝脏是一种独特的固体器官,具有再生能力,是对治疗威胁生命的肝脏疾病进行部分肝切除术(PHX)结果的重要因素(1-3)。多个肝内和肝外信号通路协同调节肝脏再生以恢复典型的肝功能,从而促进了最大的预期寿命(2,4)。在肝外因子中,肠道代谢产物是影响肝脏再生调节的关键信号分子(5,6)。有趣的是,由于疾病或治疗策略引起的肠道菌群营养不良会对肝脏再生产生负面影响并延迟恢复(7-9)。在这项实证研究中,Yin等。 报告了一种微生物代谢产物乙酸盐在肝脏再生中的重要作用;具体而言,发现乙酸可以增加由FASN和SCD1基因调节的脂质合成途径的活性,这些途径有助于产生较高数量的膜磷脂并在PHX后增强肝脏再生。在这项实证研究中,Yin等。报告了一种微生物代谢产物乙酸盐在肝脏再生中的重要作用;具体而言,发现乙酸可以增加由FASN和SCD1基因调节的脂质合成途径的活性,这些途径有助于产生较高数量的膜磷脂并在PHX后增强肝脏再生。
摘要背景:急性肺损伤及其并发症急性呼吸窘迫综合征是严重的临床疾病,但治疗方法有限。其中,干细胞似乎是一种很有前途的替代疗法。在本研究中,我们首次研究并比较了骨髓干细胞 (BMSCs) 及其外泌体对油酸诱导的大鼠肺损伤的影响。方法:我们通过静脉注射油酸 (60 mg/kg) 来诱导急性肺损伤;此后,我们在注射油酸两小时后将大鼠 BMSCs (1 x 10 6 ) 和外泌体 (通过市售试剂盒从 1 x 10 6 BMSCs 中获得) 静脉注射到尾静脉。24 小时后,通过深度麻醉处死大鼠,获取肺组织。使用苏木精-伊红染色的样本检查,评估出血、白细胞浸润、水肿和增生等参数。流式细胞仪验证了从干细胞培养基中获得的外泌体。结果:肺损伤后注射干细胞和外泌体组分可恢复所有参数;然而,骨髓间充质干细胞的再生能力优于其外泌体组分(p = 0.004)。结论:干细胞及其外泌体组分可被视为治疗大鼠油酸诱导性肺损伤的替代疗法,其母体来源比外泌体更有效;干细胞似乎更有效。HIPPOKRATIA 2024, 28 (3):100-108。
戴蒙德-布莱克凡贫血 (DBA) 是一种遗传性血液疾病,由核糖体蛋白 (RP) 基因(最常见的是 RPS19)的杂合功能丧失突变引起。DBA 的标志性特征是婴儿发生的发育不全性贫血,但一些年龄较大的患者会出现骨髓细胞减少症和多系血细胞减少症。DBA 中贫血的机制尚不完全清楚,对于生命后期发生的全血细胞减少症的了解就更少了,部分原因是患者的造血干细胞和祖细胞 (HSPC) 难以获得,而目前的实验模型并不理想。我们通过使用 CRISPR/Cas9 编辑健康人类供体 CD34 + HSPC 来创建 RPS19 单倍体不足,从而模拟了 DBA。体外分化显示髓系生成正常和红细胞生成受损,如在 DBA 中观察到的那样。移植到免疫缺陷小鼠体内后,RPS19 +/− HSPC 的骨髓再生能力显著降低,表明造血干细胞 (HSC) 受损。RPS19 单倍体不足导致的红细胞和 HSC 缺陷可通过用表达 RPS19 的慢病毒载体转导或通过 Cas9 破坏 TP53 得到部分纠正。我们的研究结果基于对原代人类 HSPC 的基因组编辑,定义了一种可处理、生物学相关的 DBA 实验模型,并确定了一种模拟 DBA 全造血缺陷的相关 HSC 缺陷。
治疗大骨缺损仍然是没有完美解决方案的临床挑战,这主要是由于合适的骨植入物无法获得。添加性生产(AM)可吸收的多孔金属提供了无与伦比的机会,以实现对骨可能性植入物的挑战性要求。首先,可以定制这种植入物的多尺度几何形状,以模仿人骨的微体系结构和机械性能。相互联系的多孔结构还增加了表面积,以促进骨细胞的粘附和增殖。最后,它们的吸收特性是可以调节的,可以在整个骨骼愈合过程中维持植入物的结构完整性,从而确保在需要时确保舒适的负载,并在完成工作后完全分解。这种特性的组合为完整的骨再生和重塑铺平了道路。在开发理想的多孔可吸收金属植入物时,彻底表征生物降解行为,机械性能和骨再生能力很重要。我们回顾了由选择性激光熔化(SLM)生产的可吸收多孔金属的最新,重点是几何设计,材料类型,加工和后处理。后一个方面对吸收行为,由此产生的机械性能和细胞相容性的影响也将被讨论。与其坚固的惰性对应物相比,AM可吸收多孔金属(APM)显示出许多独特的特性,并具有巨大的潜力,以进一步优化其应用特异性性能,这是由于其灵活的几何设计。我们进一步强调了为将来的骨科解决方案采用AM APM时面临的挑战。
摘要:在全球过去几十年中,预期寿命已大大增加,具有重要的社会和医疗负担和成本。保持更长的健康并避免慢性病已成为基本问题。有机老化是一个复杂的过程,涉及组织功能的逐渐破坏和再生能力的丧失。最重要的衰老标志之一是细胞衰老,这是稳定的细胞周期停滞状态,这是对累积的细胞应激和损害的响应而发生的。细胞衰老是一种生理机制,既有利益和有害后果。衰老限制了肿瘤发生,终生组织损伤,并参与了不同的生物学过程,例如形态发生,再生和伤口愈合。然而,在老年人中,衰老细胞越来越多地积聚在几个器官中,并分泌衰老相关因素的组合,从而有助于各种与年龄相关的疾病(包括癌症)的发展。几项研究揭示了控制衰老表型的主要分子途径,以及调节其与免疫系统相互作用的途径。减弱与衰老相关的分泌表型(SASP)或消除衰老细胞的衰老已经成为旨在逆转或延迟衰老疾病发作的有吸引力的策略。在这里,我们回顾了目前旨在抑制鼻孔形态SASP的有害影响或通过“鼻溶剂”或基于免疫系统的方法有选择性地杀死衰落细胞的鼻疗法。这些最近的调查是对衰老病理和相关多重病毒的根本性的新控制。
在产后哺乳动物中,心脏对循环需求的增加进行重塑。在出生后的几天中,心脏细胞(包括心肌细胞和纤维细胞)逐渐失去了与失去心脏再生能力相关的胚胎特征。此外,产后心肌细胞经历了双核和细胞周期停滞,并通过诱导肥大性生长,而心脏纤维细胞会增殖并产生细胞外基质(ECM),这些基质(ECM)从组成部分过渡到支持细胞成熟,以产生成熟的素质骨膜骨骼的心脏。最近的研究暗示了在成熟的ECM环境中心脏纤维细胞和心肌细胞的相互作用,以在产后促进心脏成熟。在这里,我们回顾了不同心脏细胞类型和ECM的关系,因为心脏在发育过程中发生结构和功能变化。该领域的最新进展,尤其是在最近发表的几个转录组数据集中,它突出了特定的信号传导机制,这些机制是细胞成熟的基础,并证明了心脏纤维细胞和心肌细胞成熟的生物力学相互依存。越来越多的证据表明,哺乳动物的产后心脏发育取决于特定的ECM成分,并且导致生物力学影响细胞成熟的变化。这些进步在定义与心肌细胞成熟和细胞外环境相关的心脏纤维细胞异质性和功能方面,提供了对心脏后心脏中复杂的细胞串扰的支持,对心脏再生和疾病机制的影响。
软骨组织以其有限的再生能力为特征,在临床治疗中提出了重大挑战。软骨再生的最新进展集中在整合干细胞疗法,组织工程策略和先进的建模技术以克服现有局限性。干细胞,尤其是间充质干细胞(MSC)和诱导的多能干细胞(IPSC),由于它们有能力分化为软骨细胞,这是负责软骨形成的关键细胞,因此对软骨修复有望。组织工程方法,包括3D模型,芯片系统和器官,为模仿天然组织微环境和评估潜在处理提供了创新的方法。基于MSC的技术,例如细胞板组织工程,解决了与传统疗法相关的挑战,包括细胞的可用性和培养困难。此外,3D生物打印的进步使得可以制造复杂的组织结构,而芯片上有机体的系统为疾病建模和生理模仿提供了微流体平台。类器官充当器官的简化模型,捕获一些复杂性并能够监测软骨疾病的病理生理方面。这项全面的综述强调了整合干细胞疗法,组织工程策略和先进的建模技术的变革性,以证明软骨再生,并为更有效的临床治疗铺平了道路。关键字:软骨再生,干细胞,组织工程,生物材料,3D生物打印,临床试验,软骨发生,细胞外基质,外泌体,chip-a-a-chip
败血症被定义为威胁生命的器官功能障碍,由失调的宿主免疫和炎症反应引起(1)。这是重症监护病房发病和死亡率的常见和主要原因。尽管重症监护的进展,败血症的全球发病率为每年1800万例,严重败血症的死亡率在30%至50%(2,3)。迄今为止,尚无据报道的特定批准来治疗败血症。因此,有效的治疗方案仍然难以捉摸。巨噬细胞在调节败血症中宿主的免疫平衡和炎症反应中起着至关重要的作用。响应在炎症微环境中盛行的刺激时,巨噬细胞可以分别向亲启动的M1或抗炎性M2表型变化。M1巨噬细胞表现出强大的炎症反应,并能够杀死病原体,而M2巨噬细胞促进了组织修复和分辨率的炎症(4、5)。在败血症中,M1巨噬细胞过度激活和M2巨噬细胞的激活不足,从而导致持续的炎症反应和组织损伤(6,7)。因此,研究巨噬细胞极化的调节,尤其是促进M2巨噬细胞极化的新的治疗策略,是败血症治疗的研究价值。间充质干细胞(MSC)已被证明具有免疫调节和组织再生能力,并且在许多炎症性疾病中已成为一种有希望的治疗方法(8、9)。然而,MSC移植的安全性和免疫学排斥限制了其临床应用(10,11)。目前,增加数据表明MSC创建了一种最佳的微环境,以通过旁分泌机制减少洪水量,并且在此过程中外泌体至关重要
