Acteoside'i mõju rakukaitsena kloonitud koera tootmiseks

Ji Hye Lee1☯, Ju Lan Chun1☯, Keun Jung Kim1 , Eun Young Kim1 , Dong-hee Kim1, Bo Myeong Lee1 , Kil Woo Han1 , Kang-Sun Park1 , Kyung-Bon Lee2 , Min Kyu Kim1*

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com

Pls klõpsake siin 2. osa

acteosideincistancheon paljuMõju

Tabel 5. Kloonitud koera mikrosatelliitide analüüs.

Tabel 6. kloonitud koera mtDNA järjestused.

paraneb doonorrakkude kasutamisega G0/G1 staadiumis võrreldes doonorrakkude kasutamisega G2/M staadiumis [24–28], kuigi on teatatud, et rakutsükli G2/M staadiumis vahistatud doonorrakud võivad toota elujõulisi kloonitud põrsaid [44]. Tuumadoonorrakkude rakutsükli staadium mängib olulist rolli SCNT-le järgnevates ümberprogrammeerimissündmustes. G0/G1 staadiumis arreteeritud tuumadoonorrakud algatavad efektiivselt esimese DNA sünteesi pärast SCNT-d [28, 29, 45]. Rakutsükli sünkroniseerimise indutseerimiseks on rakutsükli sünkroniseerimiseks kasutatud erinevaid keemilisi inhibiitoreid, sealhulgas aktiogaasi [46, 47]. CDK inhibiitorina kasutatakse aktiogaasi sageli rakutsükli sünkroniseerimiseks G0/G1 etapis. Lee jt teatasid, et aktiosiid takistas rakutsükli progresseerumist pärast G1 faasi, vältides seega leukeemiarakkude vohamist. Lisaks vähendati CDK taset, kuid CDK inhibiitorite taset suurendati oluliselt [38].

Cistanchedeserticolaacteosidevõib suurendada immuunsust ja vähendadaapoptoos

Käesolevas uuringus võrreldi aktiosiidi mõju ülejäänud kahe tavalise raku sünkroniseerimismeetodiga, et uurida rakkude sünkroniseerimise mõju SCNT efektiivsusele. Koerte loote fibroblaste raviti erinevate aktiosiidi, seerumi nälja ja kontakti pärssimise kontsentratsioonidega; võrreldi rakkude osakaalu G0/G1 staadiumis kolmes ravirühmas. Leiti, et seerumi nälg on kõige tõhusam meetod rakutsükli sünkroniseerimiseks G0/G1 staadiumis ning aktiogaasi ja kontakti inhibeerimise vahel ei olnud olulist erinevust. Kuid seerumi nälg põhjustas oluliselt kõrgema ROS-i taseme. Varasemad uuringud teatasid, et ROS-i suurenemine kahjustab rakumembraane ja indutseerib apoptoosi, vähendades seeläbi embrüo arengu efektiivsust. Veelgi enam, ROS suurendab DNA killustatust, mis indutseerib rakuplokki ja aeglustab embrüo arengut inimestel ja sigadel [48–51]. Acteoside'i ravi ei näidanud mingit erinevust rakutsükli sünkroniseerimisel G0/G1 staadiumis võrreldes kontakti inhibeerimisega. Kuid aktioside indutseeris oluliselt vähem ROS aktiivsust võrreldes teiste kahe rakutsükli sünkroniseerimismeetodiga. Lisaks indutseeris acteoside'i ravi oluliselt vähem apoptoosi ja nekroosi kui kontakti pärssimine ja seerumi nälg. Tulemus on kooskõlas ka varasemate uuringutega, mis näitasid rohkem apoptootilisi sündmusi pärast rakutsükli sünkroniseerimist seerumi näljaga kui kontakti inhibeerimisega [32, 52]. Samaaegselt apoptoosi määra vähenemisega näitas acteoside'i ravirühm ka suuremat rakkude ellujäämist kui kontakti inhibeerimise rühm. Seerumi nälg põhjustas massiivse rakusurma võrreldes nii aktiosiidiravi kui ka kontakti pärssimisega.

Tuumadoonorraku tsükli sünkroniseerimine G0/G1 staadiumis on oluline samm eduka SCNT embrüo ja lõpuks kloonitud loomade tootmises. ROS-i on peetud üheks peamiseks rakusurma ja apoptoosi põhjuseks embrüo arengu ajal. Selles uuringus uuriti aktiosiidi, et teha kindlaks, kas see oleks kasulik alternatiivne meetod G0/ G1 etapi rakutsükli sünkroniseerimiseks koerte loote fibroblastides tuumadoonorrakkudena. Rakutsükli sünkroniseerimise induktsioon tuumadoonorrakkude aktieoside ravi teel vähendas ROS-i ja apoptoosi, mis aitas kaasa SCNT embrüote in vitro arengu paranemisele. Aktiosiidiga ravitud doonorrakkudega kloonitud embrüod kanti asendusemakoertesse ja üks terve kloonitud koer toodeti edukalt, mida kontakti inhibeerimise rühma embrüotega ei juhtunud.

Kokkuvõttes näitas see uuring, et aktiosiid, mis on CDK inhibiitor, indutseerib koerte fibroblastide edukat rakutsükli sünkroniseerimist G0 / G1 etapis tuumadoonorrakkudena kasutamiseks ja kaitseb neid ka apoptoosi eest, vähendades oksüdatiivset stressi. Aktiosiidi tsütotiivne toime koos rakutsükli sünkroniseerimise võimega aitas parandada SCNT embrüote in vitro arengupädevust. Seetõttu oleks aktiosiid tõhus reaktiiv kloonimise tõhususe suurendamiseks kloonitud loomade tootmiseks.

Acteoside in cistanchesaab ravidaneerhaigus paranebNeerufunktsioon

Tunnustused

Autor soovib tänada dr John Hammondit USDA-ARS-ist tema teaduslike soovituste ja käsikirja toetamise eest.

Autori kaastööd

Eksperimentide kavandamine ja kavandamine: JHL JLC MKK. Teostas katseid: JHL KJK EYK DHK BML KWH KSP. Analüüsis andmeid: JLC KBL. Panustatud reaktiivid/materjalid/analüüsivahendid: KJK EYK DHK BML KWH KSP. Kirjutas ajaleht: JHL JLC. Finantseerimine omandamine ja järelevalve: MKK.

acteoside incistanchevõib suurendadamälu

Viited

1. Umeyama K, Honda K, Matsunami H, Nakano K, Hidaka T, Sekiguchi K jt. Diabeetiliste järglaste tootmine krüopreserveeritud epididümaalse sperma abil in vitro viljastamise ja intrafallopiani viljastamise tehnikate abil transgeensetel sigadel. Reprodutseerimise ja arengu ajakiri. 2013; 59(6):599–603. PMID: 23979397; PubMed Central PMCID: PMC3934148.

2. Shimatsu Y, Yamada K, Horii W, Hirakata A, Sakamoto Y, Waki S jt. Kloonitud NIBSi (Nipponi Bioloogiateaduse Instituut) ja alfa-1, 3-galaktosüültransferaasi nokaudiga MGH miniatuursete sigade tootmine somaatilise raku tuumaülekande abil, kasutades NIBS tõugu surrogaatena. Xenotransplantatsioon. 2013; 20(3):157–64. doi: 10.1111/Xen.12031 PMID: 23581451; PubMed Central PMCID: PMC3815503.

3. Kang E, Wu G, Ma H, Li Y, Tippner-Hedges R, Tachibana M jt. Tuuma ümberprogrammeerimine kaherakuliste hiire embrüote tsütoplasma interfaasi tsütoplasma abil. Loodus. 2014; 509(7498):101–4. doi: 10.1038/ loodus13134 PMID: 24670652; PubMed Central PMCID: PMC4124901.

4. Kim EY, Song DH, Park MJ, Park HY, Lee SE, Choi HY jt. Ohustatud Jeju mustade veiste (Korea kohalikud veised) surmajärgne kloonimine: viljakuse ja seerumi keemia kloonitud pullis ja lehmas ning nende järglastes. Reprodutseerimise ja arengu ajakiri. 2013; 59(6):536–43. PMID: 23955237; PubMed Central PMCID: PMC3934153.

5. Jang G, Kim MK, Lee BC. Somaatiliste rakkude tuumaülekande praegune staatus ja rakendused koertel. Theriogenoloogia. 2010; 74(8):1311–20. doi: 10.1016/j.theriogenology.2010.05.036 PMID: 20688377.

6. Mastromonaco GF, kuningas WA. Kloonimine kaasloomadel, mitte-kodumaistel ja ohustatud liikidel: kas tehnoloogia võib muutuda praktiliseks reaalsuseks? Paljunemine, viljakus ja areng. 2007; 19 (6):748–61. PMID: 17714629.

7. Wilmut I, Schnieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KH. Loote ja täiskasvanud imetajate rakkudest saadud elujõulised järglased. Loodus. 1997; 385(6619):810–3. doi: 10.1038/385810a0 PMID: 9039911.

8. Wakayama T, Perry AC, Zuccotti M, Johnson KR, Yanagimachi R. Cumulus-rakutuumadega süstitud indutseeritud ootsüütsidest hiirte täisajaline areng. Loodus. 1998; 394(6691):369–74. doi: 10.1038/ 28615 PMID: 9690471.

9. Cibelli JB, Stice SL, Golueke PJ, Kane JJ, Jerry J, Blackwell C jt. Kloonitud transgeensed vasikad, mis on toodetud mitteklusiivsetest loote fibroblastidest. Teadus. 1998; 280(5367):1256–8. PMID: 9596577.

10. Polejaeva IA, Chen SH, Vaught TD, Page RL, Mullins J, Ball S, et al. Kloonitud sigad, mis on toodetud tuumaülekandel täiskasvanud somaatilistest rakkudest. Loodus. 2000; 407(6800):86–90. doi: 10.1038/35024082 PMID: 10993078.

11. Agarwal A, Gupta S, Sharma R. Oksüdatiivne stress ja selle mõju naiste viljatusele - arsti perspektiiv. Reproduktiivne biomeditsiin internetis. 2005; 11(5):641–50. PMID: 16409717.

12. Agarwal A, Gupta S, Sharma RK. Oksüdatiivse stressi roll naiste paljunemisel. Reproduktiivbioloogia ja endokrinoloogia: RB&E. 2005; 3:28. doi: 10.1186/1477-7827-3-28 PMID: 16018814; PubMed Central PMCID: PMC1215514.

13. Goud AP, Goud PT, Diamond MP, Gonik B, Abu-Soud HM. Reaktiivsed hapnikuliigid ja ootsüütide vananemine: superoksiidi, vesinikperoksiidi ja hüpoklorhappe roll. Vaba radikaalne bioloogia ja meditsiin. 2008; 44(7):1295–304. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.11.014 PMID: 18177745; PubMed Central PMCID: PMC3416041.

14. Park SH, Cho HS, Yu IJ. Veiste follikulaarse vedeliku mõju reaktiivsetele hapnikuliikidele ja glutatioonile in vitro toodetud blastotsüstide ootsüütides, apoptoosis ja apoptoosiga seotud geeniekspressioonis. Paljunemine koduloomadel = Zuchthygiene. 2014; 49(3):370–7. doi: 10.1111/RDA.12281 PMID: 24592966.

15. Sina J, Lee J, Hyun SH, Lee E. L-karnitiini ravi ootsüütide küpsemise ajal parandab kloonitud sea embrüote in vitro arengut, mõjutades rakusisest glutatiooni sünteesi ja embrüonaalset geeniekspressiooni. Theriogenoloogia. 2012; 78(2):235–43. doi: 10.1016/j.theriogenology.2012.02.027 PMID: 22578613.

16. Teie J, Kim J, Lim J, Lee E. Antotsüaniin stimuleerib kloonitud sigade embrüote in vitro arengut, suurendades rakusisest glutatiooni taset ja pärssides reaktiivseid hapnikuliike. Theriogenoloogia. 2010; 74(5):777–85. doi: 10.1016/j.theriogenology.2010.04.002 PMID: 20537699.

17. Das ZC, Gupta MK, Uhm SJ, Lee HT. Insuliini-transferriini-seleeni lisamine embrüokultuuri keskkonda parandab sigade embrüote in vitro arengut. Zygote. 2014; 22(3):411–8. Doi: 10. 1017/S0967199412000731 PMID: 23506698.

18. Park ES, Hwang WS, Jang G, Cho JK, Kang SK, Lee BC jt. Apoptoosi esinemissagedus kloonide embrüotes ja paranenud areng doonori somaatiliste rakkude ravimisel oletatavate apoptoosi inhibiitoritega. Molekulaarne paljunemine ja areng. 2004; 68(1):65–71. doi: 10.1002/mrd.20046 PMID: 15039949.

19. Jang G, Park ES, Cho JK, Bhuiyan MM, Lee BC, Kang SK jt. Blastomere apoptoosi preimplantatsiooniline embrüo areng ja esinemissagedus veiste somaatiliste rakkude tuumaülekande embrüotes, mis on rekonstrueeritud pikaajaliste kultiveeritud doonorirakkudega. Theriogenoloogia. 2004; 62(3–4):512–21. doi: 10.1016/j. theriogenoloogia.2003.11.022 PMID: 15226007.

20. Uhm SJ, Gupta MK, Yang JH, Lee SH, Lee HT. Seleen parandab arenguvõimet ja vähendab sigade parthenotes apoptoosi. Molekulaarne paljunemine ja areng. 2007; 74 (11):1386–94. doi: 10.1002/mrd.20701 PMID: 17342738.

21. Jeong YW, Hossein MS, Bhandari DP, Kim YW, Kim JH, Park SW jt. Insuliini-transferriini seleeni toime määratletud ja sigade follikulaarses vedelikus täiendas IVM-i keskkonda sigade IVF-i ja SCNT embrüo tootmisel. Loomade paljunemise teadus. 2008; 106(1–2):13–24. doi: 10.1016/j.anireprosci. 2007.03.021 PMID: 17482776.

22. Kang JT, Koo OJ, Kwon DK, Park HJ, Jang G, Kang SK jt. Melatoniini toime sigade ootsüütide in vitro küpsemisele ja melatoniini retseptori RNA ekspressioonile cumulus ja granulosa rakkudes. Pineaalse uurimistöö ajakiri. 2009; 46(1):22–8. doi: 10.1111/j.1600-079X.2008.00602.x PMID: 18494781.

23. Ozawa M, Nagai T, Fahrudin M, Karja NW, Kaneko H, Noguchi J jt. Glutatiooni või tioredoksiini lisamine kultuurikeskkonda vähendab sigade IVM/IVF embrüote rakusisest redoksseisundit, mille tulemuseks on parem areng blastotsüsti staadiumisse. Molekulaarne paljunemine ja areng. 2006; 73 (8):998–1007. doi: 10.1002/mrd.20533 PMID: 16700069.

24. Campbell KH. Tuumavõrdsus, tuumaülekanne ja rakutsükkel. Kloonimine. 1999; 1(1):3– 15. doi:10.1089/15204559950020058 PMID: 16218826.

25. Boquest AC, päev BN, Prather RS. Kultiveeritud sigade loote fibroblasti rakkude voolutsütomeetriline rakutsükli analüüs. Paljunemise bioloogia. 1999; 60(4):1013–9. PMID: 10084979.

26. Kasinathan P, Knott JG, Wang Z, Jerry DJ, Robl JM. Vasikate tootmine G1 fibroblastidest. Loodusbiotehnoloogia. 2001; 19(12):1176–8. doi: 10.1038/nbt1201-1176 PMID: 11731789.

27. Urakawa M, Ideta A, Sawada T, Aoyagi Y. Modifitseeritud rakutsükli sünkroniseerimismeetodi ja veiste tuumaülekande uurimine sünkroniseeritud G1 faasi fibroblasti rakkude abil. Theriogenoloogia. 2004; 62(3–4):714–28. doi: 10.1016/j.theriogenology.2003.11.024 PMID: 15226025.

28. Miyamoto K, Hoshino Y, Minami N, Yamada M, Imai H. Doonorrakkude tsükli sünkroniseerimise mõju embrüonaalsele arengule ja DNA sünteesile sigade tuumaülekande embrüotes. Reprodutseerimise ja arengu ajakiri. 2007; 53(2):237–46. PMID: 17132911.

29. Koo OJ, Hossein MS, Hong SG, Martinez-Conejero JA, Lee BC. Koerte kõrva fibroblastide rakutsükli sünkroniseerimine somaatiliste rakkude tuumaülekandeks. Zygote. 2009; 17(1):37–43. doi: 10.1017/S096719940800498X PMID: 19032801.

30. Cho JK, Lee BC, Park JI, Lim JM, Shin SJ, Kim KY jt. Veiste ootsüütide areng, mis on rekonstrueeritud erinevate doonorite somaatiliste rakkudega seerumi näljaga või ilma. Theriogenoloogia. 2002; 57(7):1819– 28. PMID: 12041686.

31. Kues WA, Carnwath JW, Paul D, Niemann H. Sigade loote fibroblastide rakutsükli sünkroniseerimine seerumipuudusega algatab apoptoosi mittekonventsionaalse vormi. Kloonimine ja tüvirakud. 2002; 4 (3):231–43. doi: 10.1089/15362300260339511 PMID: 12398804.

32. Cho SR, Ock SA, Yoo JG, Mohana Kumar B, Choe SY, Rho GJ. Kokkulangeva, roskovitiiniravi ja seerumi nälja mõju veiste loote fibroblastide rakutsükli sünkroniseerimisele. Paljunemine koduloomadel = Zuchthygiene. 2005; 40(2):171–6. doi: 10.1111/j.1439-0531.2005.00577.x PMID: 15819970.

33. Hashem MA, Bhandari DP, Kang SK, Lee BC, Suk HW. In vitro kultiveeritud gorali (Naemorhedus caudatus) täiskasvanud naha fibroblastide rakutsükli analüüs. Rakubioloogia rahvusvaheline. 2006; 30(9):698–703. doi: 10.1016/j.cellbi.2006.04.008 PMID: 16793292.

34. Goissis MD, Caetano HV, Marques MG, de Barros FR, Feitosa WB, Milazzotto MP jt. Seerumipuuduse ja tsükloheksimiidi mõju madala ja kõrge läbipääsuga sigade loote fibroblastide rakutsüklile. Paljunemine koduloomadel = Zuchthygiene. 2007; 42(6):660–3. doi: 10.1111/j.1439-0531.2006. 00839.x PMID: 17976076.

35. Arruda AL, Vieira CJ, Sousa DG, Oliveira RF, Castilho RO. Jacaranda cuspidifolia Mart. (Bignoniaceae) antibakteriaalse ainena. Meditsiinilise toidu ajakiri. 2011; 14(12):1604–8. doi: 10.1089/jmf. 2010.0251 PMID: 21663482.

36. Avila JG, de Liverant JG, Martinez A, Martinez G, Munoz JL, Arciniegas A jt. Buddleja cordata verbascoside'i toimeviis Staphylococcus aureuse vastu. Etnofarmakoloogia ajakiri. 1999; 66 (1):75–8. PMID: 10432210.

37. Pendota SC, Aderogba MA, Ndhlala AR, Van Staden J. Buddleja salviifolia (L.) Lam. lehtede ekstraktide ja isoleeritud ühendite antimikroobsed ja atsetüülkolinesteraasi inhibeerivad tegevused. Etnofarmakoloogia ajakiri. 2013; 148(2):515–20. doi: 10.1016/j.jep.2013.04.047 PMID: 23665162.

38. Wu SC, Chen RJ, Lee KW, Tung CC, Lin WP, Yi P. Angioembolization kui tõhus alternatiiv hemostaasile kontrollimatu eluohtliku maxillofacial trauma verejooksu korral: juhtumiuuring. Ameerika erakorralise meditsiini ajakiri. 2007; 25(8):988 e1–5. doi: 10.1016/j.ajem.2007.02.039 PMID: 17920998.

39. Lee BC, Kim MK, Jang G, Oh HJ, Yuda F, Kim HJ jt. Täiskasvanud somaatilistest rakkudest kloonitud koerad. Loodus.2005; 436(7051):641. doi: 10.1038/436641a PMID: 16079832.

40. Hase M, Hori T, Kawakami E, Tsutsui T. Plasma LH ja progesterooni tase enne ja pärast ovulatsiooni ja pärast munasarjafolliikulite jälgimist ultrasonograafilise diagnoosimissüsteemi abil koertel. Veterinaarmeditsiini ajakiri / Jaapani Veterinaarteaduste Selts. 2000; 62(3):243–8. PMID: 10770594.

41. Choi YH, Lee BC, Lim JM, Kang SK, Hwang WS. Kloonitud veiste embrüote kultuurikeskkonna optimeerimine ja selle mõju rasedusele ja sünnitustulemustele. Theriogenoloogia. 2002; 58(6):1187–97. PMID: 12240921.

42. Kim KS, Jeong HW, Park CK, Ha JH. AFLP markerite sobivus Korea kohalike koerte geneetiliste suhete uurimiseks. Geenid ja geneetilised süsteemid. 2001; 76(4):243–50. PMID: 11732633.

43. Oback B, Wells D. Tuumakloonimiseks mõeldud doonorirakud: paljusid nimetatakse, kuid valitakse vähe. Kloonimine ja tüvirakud. 2002; 4(2):147–68. doi: 10.1089/153623002320253328 PMID: 12171706.

44. Lai L, Park KW, Cheong HT, Kuhholzer B, Samuel M, Bonk A jt. Transgeenne siga, mis väljendab tuumaülekande käigus toodetud täiustatud rohelist fluorestseeruvat valku, kasutades doonorrakkudena kolhitsiiniga töödeldud fibroblaide. Molekulaarne paljunemine ja areng. 2002; 62(3):300–6. doi: 10.1002/mrd.10146 PMID: 12112592.

45. Shufaro Y, Reubinoff BE. Rakutsükli sünkroniseerimine somaatilise raku tuumaülekande (SCNT) eesmärgil. Meetodid molekulaarbioloogias. 2011; 761:239–47. doi: 10.1007/978-1-61779-182-6_16 PMID: 21755453.

46. Zhang F, Jia Z, Deng Z, Wei Y, Zheng R, Yu L. Telomeraasi aktiivsuse, telomeeri pikkuse ja rakutsükli in vitro modulatsioon MKN45 rakkudes verbaskosiidi abil. Planta Medica. 2002; 68(2):115–8. doi: 10.1055/ s-2002-20255 PMID: 11859459.

47. Lee KW, Kim HJ, Lee YS, Park HJ, Choi JW, Ha J, et al. Aktiosiid pärsib inimese promüelotsüütiliste HL-60 leukeemiarakkude vohamist, indutseerides rakutsükli seiskumise G0/G1 faasis ja diferentseerudes monotsüütideks. Kantserogeen. 2007; 28(9):1928–36. doi: 10.1093/Marcin/bgm126 PMID: 17634406.

48. Kitagawa Y, Suzuki K, Yoneda A, Watanabe T. Hapniku kontsentratsiooni ja antioksüdantide mõju in vitro arenguvõimele, reaktiivsete hapnikuliikide tootmisele (ROS) ja DNA killustumisele sigade embrüotes. Theriogenoloogia. 2004; 62(7):1186–97. doi: 10.1016/j.theriogenology.2004.01.011 PMID: 15325546.

49. Yoneda A, Suzuki K, Mori T, Ueda J, Watanabe T. Delipidatsiooni ja hapniku kontsentratsiooni mõju sigade embrüote in vitro arengule. Reprodutseerimise ja arengu ajakiri. 2004; 50 (3):287–95. PMID: 15226593.

50. Guerin P, El Mouatassim S, Menezo Y. Oksüdatiivne stress ja kaitse reaktiivsete hapnikuliikide eest implantatsioonieelses embrüos ja selle ümbruses. Inimese paljunemise uuendus. 2001; 7(2):175– 89. PMID: 11284661.

51. Yang HW, Hwang KJ, Kwon HC, Kim HS, Choi KW, Oh KS. Reaktiivsete hapnikuliikide (ROS) ja apoptoosi avastamine inimese killustatud embrüotes. Inimese paljunemine. 1998; 13(4):998– 1002. PMID: 9619561.

52. Khammanit R, Chantakru S, Kitiyanant Y, Saikhun J. Seerumi nälja ja keemiliste inhibiitorite mõju koerte naha fibroblastide rakutsükli sünkroniseerimisele. Theriogenoloogia. 2008; 70(1):27–34. Doi: 10. 1016/j.theriogenoloogia.2008.02.015 PMID: 18423836.