اتوفاژی عملکرد سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان را برای مهار استئوپورز ناشی از نقص در استروژن حفظ می کند

تاریخ انتشار: یکشنبه 12 آذر 1396 | امتیاز: Article Rating

بیان مسئله: عملکرد مختل شده سلول های بنیادی مزانشیمی اندوژن مغز استخوان(BMMSCs) یک عامل تعیین کننده در ایجاد استئوپورز(OP) است. پژوهش های اخیر ثابت کرده است که اتوفاژی نقش مهمی را در حفظ فنوایپ اسکلتی بازی می کند. با این حال، این که آیا اتوفاژی تکوین استئوپورز را از طریق تنظیم عملکرد BMMSCها تنظیم می کند یا خیر، مشخص نیست. روش ها: مدل استئوپورز القا شده از اوارکتومی(OVX) و گروه کنترل در موش های C57 هشت هفته ای ایجاد شدند. تمایز و ویژگی های تنظیم کنندگی ایمنی BMMSCها بوسیله القای استخوان زایی/چربی زایی آزمایشگاهی و تیمار مدل موشی کولیت ناشی از سدیم سولفات دکستران(DSS) ارزیابی شد. ما فعالیت اتوفاژی را در BMMSCهای کنترل و OVX بوسیله qRT-PCR، وسترن بلات و میکروسکوپ لیزر کانفوکال و میکروسکوپ الکترونی گذاره(shRNA) ارزیابی کردیم. در نهایت، برای تست کردن اثرات راپامایسین، shBECN1 و shTG5، رنگ آمیزی آلیزارین رد و رنگ آمیزی Oil Red O برای ارزیابی فنوتیپ اسکلتی صورت گرفت. نتایج: BMMSCهای مدل موشی استئوپورز ناشی از اوراکتومی، تمایز استخوان زایی کاهش یافت، تمایز چربی زایی افزایش یافته و ظرفیت تنظیم کنندگی ایمنی مختل شده ای را نشان دادند. علاوه براین، اتوفاژی را در مغز استخوان و BMMSCهای موش استئوپورزی کاهش داد. مهم تر این که، تنظیم اتوفاژی به طور مستقیم عملکرد BMMSCها را تحت تاثیر قرار می دهد که شامل قابلیت های تمایزی و تنظیم کنندگی ایمنی است. علاوه براین، تیمار با راپامیسین عملکرد BMMSCهای اندوژن را احیا کرده و فنوتیپ استئوپورزی را در موش های OVX کاهش داد. جمع بندی: یافته های ما نشان می دهد که اتوفاژی عملکرد بازسازی کنندگی BMMSCها را تنظیم می کند و تکوین استئوپورز را کنترل می کند. احیای اتوفاژی بوسیله راپامایسین ممکن است روش درمانی موثری برای استئوپورز باشد.

Theranostics. 2017 Oct 12;7(18):4498-4516. doi: 10.7150/thno.17949. eCollection 2017.

Autophagy Maintains the Function of Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells to Prevent Estrogen Deficiency-Induced Osteoporosis.

Qi M1,2, Zhang L1,2, Ma Y1,2, Shuai Y1,2, Li L1,2, Luo K1,3, Liu W1,2, Jin Y1,2.

Abstract

Rationale: The impaired function of endogenous bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs) is a determinant in the development of osteoporosis (OP). Recent researches have proved that autophagy plays an important role in maintenance of skeletal phenotype. However, whether autophagy affects the development of OP through regulating the function of BMMSCs remains elusive. Methods: Ovariectomy (OVX)-induced OP model and sham model were established in 8-week-old C57 mice. The differentiation and immunoregulation properties of BMMSCs from two models were examined by osteogenic/adipogenic induction in vitro and treatment of a dextran sulfate sodium (DSS)-induced mice colitis model in vivo. We evaluated autophagy activity in sham and OVX BMMSCs by quantitative real time-polymerase chain reaction (qRT-PCR), western blotting, laser confocal microscopy and transmission electron microscopy (TEM). Finally, to testify the effects of rapamycin, short hairpin RNA (shRNA) -BECN1 (shBECN1) and shRNA-ATG5 (shATG5), we performed Alizarin Red staining and Oil Red O staining to detect lineage differentiations of BMMSCs, and carried out micro-CT, calcein staining and Oil Red O staining to assess the skeletal phenotype. Results: BMMSCs from OVX-induced OP model mice exhibited decreased osteogenic differentiation, increased adipogenic differentiation and impaired immunoregulatory capacity. Furthermore, autophagy decreased both in bone marrow and BMMSCs of osteoporotic mice. Importantly, regulation of autophagy directly affects the functions of BMMSCs, including differentiation and immunoregulatory capacities. Moreover, treatment with rapamycin rescued the function of endogenous BMMSCs and attenuated the osteoporotic phenotype in OVX mice. Conclusion: Our findings suggest that autophagy regulates the regenerative function of BMMSCs and controls the development of OP. The restoration of autophagy by rapamycin may provide an effective therapeutic method for osteoporosis.

PMID: 29158841
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان