چکیده:

هنوز مشخص نشده است که آیا سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بند ناف انسان (hUC-MSCs) می توانند عملکرد کلیه ها را در بیماران مبتلا به آسیب های حاد کلیوی بهبود بخشد. علاوه براین، پیش از شروع آزمایشات بالینی، بررسی این اثرات حفاظتی hUC-MSCs بر کلیه ها در یک مدل غیرانسانی مبتلا به آسیب حاد کلیوی ضروری است. هرچند، تاکنون هیچ مطالعه ای به بررسی hUC-MSCs در موش های فاقد سیستم ایمنی مبتلا به آسیب های کلیوی نپرداخته است. اهداف این مطالعه شامل موارد زیر می شود: بررسی اینکه آیا hUC-MSCs می توانند عملکرد کلیه ها را در موش های فاقد سیستم ایمنی مبتلا به آسیب های حاد کلیوی همراه با دیابت شدید (NOD-SCID) بهبود بخشند و نیز بررسی مکانیسم های عمل hUC-MSCs در بهبود عملکرد کلیه ها در این مدل حیوانی. تزریق زودهنگام (سه ساعت) و دیرهنگام (12 ساعت) hUC-MSCs (10⁶ سلول) به موش های NOD-SCID مبتلا به آسیب حاد کلیوی القا شده با فولیک اسید (FA) از طریق سیاهرگ خارجی زیرگلویی انجام شد. نتایج نشان می دهند که دلیل کاهش یافتن نیتروژن اوره سرم و سطوح کراتینین سرم و نیز کاهش سطح آسیب مجاری کلیه، تزریق زودهنگام hUC-MSCs باعث بهبود عملکرد کلیه موش های NOD-SCID مبتلا به آسیب حاد کلیوی القا شده با FA می گردد. اثرات مثبت hUC-MSCs به دلیل کاهش دادن میزان آپوپتوز و تحریک تکثیر سلول های مجرایی کلیه پدیدار می گردند. این اثرات مثبت مستقل از اثرات سایتوکاین التهابی و تمایز بودند. علاوه براین، این مطالعه، برای اولین بار نشان می دهد که کاهش آپوپتوز سلول های مجرایی کلیه توسط hUC-MSCs در این مدل حیوانی با واسطه مسیرهای وابسته به میتوکندری و افزایش فسفریلاسیون Akt انجام می گیرد.

Renoprotective effect of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells in immunodeficient mice suffering from acute kidney injury.

Fang TC, Pang CY, Chiu SC, Ding DC, Tsai RK.

Source

Institute of Medical Sciences, Tzu Chi University, Hualien, Taiwan ; Nephrology, Department of Internal Medicine, Buddhist Tzu Chi General Hospital, Hualien, Taiwan ; School of Medicine, Tzu Chi University, Hualien, Taiwan.

Abstract

It is unknown whether human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (hUC-MSCs) can improve the renal function of patients suffering from acute kidney injury. Moreover, before beginning clinical trials, it is necessary to investigate this renoprotective effect of hUC-MSCs in a xenogeneic model of acute kidney injury. However, no previous studies have examined the application of hUC-MSCs to immunodeficient mice suffering from acute kidney injury. The objectives of this study were to examine whether hUC-MSCs could improve renal function in nonobese diabetic-severe combined immune deficiency (NOD-SCID) mice suffering from acute kidney injury, and to investigate the mechanism(s) for hUC-MSCs to improve renal function in this xenogeneic model. Early (3 hr) and late (12 hr) administrations of hUC-MSCs (10(6) cells) were performed via the external jugular vein into NOD-SCID mice suffering from either folic acid (FA) (250 mg/kg body weight) or vehicle. The results showed that early administration of hUC-MSCs improved the renal function of NOD-SCID mice suffering from FA-induced acute kidney injury, as evidenced by decreased serum urea nitrogen and serum creatinine levels, as well as a reduced tubular injury score. The beneficial effects of hUC-MSCs were through reducing apoptosis and promoting proliferation of renal tubular cells. These benefits were independent of inflammatory cytokine effects and transdifferentiation. Furthermore, this study is the first one to show that the reduced apoptosis of renal tubular cells by hUC-MSCs in this xenogeneic model is mediated through the mitochondrial pathway, and through the increase of Akt phosphorylation.