تصحیح ژنتیکی ژن سندرم ورنر، عملکرد پیش رگزایی مختل شده و نقصان HGF را در سلول های بنیادی مزانشیمی نشان می دهد
تاریخ انتشار: دوشنبه 08 اردیبهشت 1399
| امتیاز:
جهش WRN منجر به بیماری پیری زودرس موسوم به سندرم ورنر(WS) می شود. با این حال، مکانیسمی که به موجب آن فقدان WRN منجر به ویژگی های پروجروئید(پیری زودرس) همراه با ترمیم و بازسازی بافتی مختل شده می شود، ناشناخته باقی مانده است. برای تعیین این مکانیسم، ما یک ویرایش ژنوم را در سلول های بنیادی پرتوان القایی بازبرنامه ریزی شده(iPSCs) مشتق شده از فیبروبلاست های WS انجام دادیم. تصحیح ژن، بیان WRN را احیا کرد. سلول های بنیادی مزانشیمی WRN+/+، پیش رگزایی بهبود یافته ای را نشان دادند. آنالیز فاکتورهای پاراکرینی نشان داد که فاکتور رشد هپاتوسیتی(HGF) در سلول های بنیادی مزانشیمی WRN-/- کاهش پیدا کرد. نقصان HGF منجر به رگزایی ضعیف و ترمیم ضعیف زخم جلدی شد. علاوه بر این، HGF تا حدی بوسیله پیام رسانی PI3K/AKT تنظیم شد که در سلول های بنیادی مزانشیمی WRN-/- سرکوب شده بود. به طور پیوسته، مهار مسیر PI3K/AKT در سلول های بنیادی مزانشیمی WRN+/+ منجر به رگزایی کاهش یافته و بهبودی ضعیف زخم شد. یافته های ما نشان می دهد که اختلال در عملکرد پیش رگزایی WS-MSCs به دلیل نقصان یا کمبود HGF و تنظیم نامناسب PI3K/AKT است که نشان دهنده اختلال تروفیک یا تغذیه ای بین سلول های استرومایی و اپی تلیالی به عنوان مکانیسمی برای پاتوژنز سندرم ورنر است.
Aging Cell. 2020 Apr 22:e13116. doi: 10.1111/acel.13116. [Epub ahead of print]
Genetic correction of Werner syndrome gene reveals impaired pro-angiogenic function and HGF insufficiency in mesenchymal stem cells.
Tu J1,2,3, Wan C1,4,5, Zhang F1,5, Cao L3, Law PWN1, Tian Y1, Lu G1,3, Rennert OM6, Chan WY1,3,5, Cheung HH1,3,4,5.
Abstract
WRN mutation causes a premature aging disease called Werner syndrome (WS). However, the mechanism by which WRN loss leads to progeroid features evident with impaired tissue repair and regeneration remains unclear. To determine this mechanism, we performed gene editing in reprogrammed induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived from WS fibroblasts. Gene correction restored the expression of WRN. WRN+/+ mesenchymal stem cells (MSCs) exhibited improved pro-angiogenesis. An analysis of paracrine factors revealed that hepatocyte growth factor (HGF) was downregulated in WRN-/- MSCs. HGF insufficiency resulted in poor angiogenesis and cutaneous wound healing. Furthermore, HGF was partially regulated by PI3K/AKT signaling, which was desensitized in WRN-/- MSCs. Consistently, the inhibition of the PI3K/AKT pathway in WRN+/+ MSC resulted in reduced angiogenesis and poor wound healing. Our findings indicate that the impairment in the pro-angiogenic function of WS-MSCs is due to HGF insufficiency and PI3K/AKT dysregulation, suggesting trophic disruption between stromal and epithelial cells as a mechanism for WS pathogenesis.
PMID: 32320127