OSA Ⅰ: Neeru tüvirakud/eellasrakud: omadused, asukoha määramine, koordineerimine ja hooldus

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

OSA Ⅰ: Neeru tüvirakud/eellasrakud: omadused, kodustamine, koordineerimine ja hooldus

Jiewu Huang, Yaozhong Kong, Chao Xie ja Lili Zhou

Abstraktne

Neerudebaõnnestumineon laialt levinud ja sellest on saamas kogu maailmas rahvatervise probleem. Kuid,neeru-asendamineravimeetodid, nagu dialüüs, ei ole veel rahuldavad nende mitmete tüsistuste puhul. Kuigi tüvi-/eellasrakkude poolt vahendatud kudede parandamine ja regeneratiivne meditsiin näitavad, et tunneli lõpus on valgust. Seega soodustaks neerude tüvi-/eellasrakkude omaduste parem mõistmine oluliselt tüvirakkude uurimise ja ravi arendamist neeruvaldkonnas ning avaks uue tee neerude kaitse uute strateegiate uurimiseks. Selles ülevaates võtame üldiselt kokku peamised tüvi- / eellasrakud, mis on saadud neerudest in situ või pärinevad vereringest, eriti luuüdist. Samuti käsitleme neeruspetsiifilist mikrokeskkonda, mis võimaldab tüvi- / eellasrakkude kasvu ja kemotaksist, ning kommenteerime nende koostoimet. Lõpuks tõstame esile võimalikud strateegiad tüvi- / eellasrakkudel põhineva ravi terapeutilise toime parandamiseks. Meie ülevaade annab olulisi vihjeid tüvirakkude kasvu paremaks mõistmiseks ja kontrollimiseks neerudes ning uute ravistrateegiate väljatöötamiseks.

cistanche herbasaabravidaneerudhaigusparandadaneerufunktsioon

Sissejuhatus

Krooniline neeru-haigus(CKD) on muutunud rahvatervise probleemiks, mis mõjutab üle 10 protsendi maailma elanikkonnast. Kõrge riskiga populatsioonides on kroonilise neeruhaiguse levimus kuni 50 protsenti [1]. Kroonilise neeruhaiguse etioloogia hulgas peetakse ägedat neerukahjustust (AKI), mida iseloomustab kiire neerufunktsiooni langus, kroonilise neeruhaiguse ja sellele järgneva lõppstaadiumi peamiseks vahendajaks.neeru-haigus(ESRD)[2]. Siiski, kuigineeru-asendusravi, nagu dialüüs, võiks asendada neerude põhifunktsiooni, neeru parandamine ise on peamine probleem, mis tuleb lahendada. Kuigi tüvi-/eellasrakkudel põhinevat kudede parandamist ja regeneratiivset meditsiini on järk-järgult uuritud, on palju valdkondi veel uurimata. Selles ülevaates võtame kokku tüvi- / eellasrakkude üldised omadused ja nende neerudes paiknemise võime. Samuti tõstame esile tüvi- / eellasrakkude hooldamisega seotud mikrokeskkondi ja pakume potentsiaalseid strateegiaid tüvi- / eellasrakkude funktsioonide parandamiseks.

Tüvi-/eellasrakud on spetsiifiliste rakkude rühm, millel on eneseuuendamise, multipotentse diferentseerumise ja parandamise võime pärast elundikahjustust [3]. Võrreldes tüvirakkudega on eellasrakkudel piiratud diferentseerumisvõime. Mikrokeskkond võib oluliselt mõjutada nende diferentseerumist ja eneseuuenemist [4]. Koespetsiifilisi tüvirakke on täheldatud paljudes elundites, sealhulgas neerudes, luuüdis, seedetrakti limaskestas, maksas, ajus, eesnäärmes ja nahas [4-8]. Tüvi-/eellasrakud võivad embrüonaalses metanefrises mesenhüümis diferentseeruda epiteelirakkudeks, müofibroblastideks ja silelihasrakkudeks [9-11]. Mesenhümaalsete tüvirakkude (MSC) populatsioon mängib olulist rolli neerude embrüogeneesis [12,13]. Täiskasvanu neerudes hõlbustavad kaks erinevat tüvi-/eellasrakkude allikat, sealhulgas residendist neeru tüvi-/eellasrakud ja tsirkuleerivad tüvi-/eellasrakud, mis pärinevad peamiselt luuüdist, samuti oluliselt kohalikke paranemisprotsesse tänu põletikuvastasele ja immuunsüsteemile. moduleerivad efektid [14-17]. Mõned uuringud on näidanud, et tüvi-/eellasrakud võivad leevendada neerukahjustust ja parandada neerufunktsiooni isheemia/reperfusioonikahjustuse (IRI) [3,5,15,18,19], nefrootilise sündroomi [20], ägeda neerupuudulikkuse korral intramuskulaarselt. glütserooli [21-23] süstimine ja adriamütsiini indutseeritud mudel[24].

costanchepealneerud

Tsirkuleerivate tüvi-/eellasrakkude hulka kuuluvad endoteeli eellasrakud (EPC), vereloome tüvirakud (HSC) ja luuüdist pärinevad MSC-d (BMSC). EPC-d, millel on endoteeli parandamise võime, pärinevad luuüdist ja neid saab mitmesuguste stiimulite toimel perifeersesse vereringesse mobiliseerida [25]. HSC-d on teatud tüüpi tüvirakud luuüdis, millel on võime ise uueneda, vohada ja diferentseeruda, et täiendada verd ja immuunsüsteemi [26]. HSC siirdamine on efektiivne autoimmuunhaiguste [27-29] korral ning parandab oluliselt ka neerufunktsiooni autoimmuunsete nefropaatiate, nagu IgA nefropaatia [30,31], fokaalne segmentaalne glomeruloskleroos (FSGS)[32] ja poolkuu glomerulonefriit [ 33], hävitades autoreaktiivsed immuunrakud ja taastades naiivse, isetaluva immuunsüsteemi [34]. Suur hulk tõendeid viitab BMSC-de suurele potentsiaalsele terapeutilisele toimele AKI-le [35-37, kroonilise neeruhaigusele [37,38], FSGS-ile [39,40], diabeetilisele nefropaatiale [41-43]], renovaskulaarsele haigusele [ 44], luupusnefriit [45, 46], polütsüstiline neeruhaigus [47] ja teised [48-51]. Uuringud on samuti näidanud, et EPC-d aitavad kaasa endoteeli paranemisele IRI-indutseeritud neerudes [52,53] ning taastavad stenoosiga neerude mikroveresoonkonna, hemodünaamika ja neerufunktsiooni [54-56]. Et paremini mõista varre-/ Neerude eellasrakud, keskenduksime nende omadustele ja päritolule, mehhanismile, mis on nende mõju neerude taastumisele, ja tüvi- / eellasrakkudepõhise ravi strateegiatele.

cistanchekadunud impeeriumi rohud edasineerufunktsioon

OSA Ⅱ saamiseks klõpsa SIIA

Järeldused

Seal on mitmesuguseid tüvi-/eellasrakke, sealhulgas neeru erinevates neerupiirkondades olevad tüvirakud/eellasrakud, millel on oma omadused, ja need, mis pärinevad luuüdist ja on seejärel neerude koduks. Pärast neerukahjustust võivad need tüvirakud/eellasrakud keerulise mehhanismi kaudu migreeruda vigastatud piirkondadesse, kus nad avaldavad diferentseerumise või parakriinsete funktsioonide kaudu kaitsvat toimet vigastatud neeru põletikulisele ja hüpoksilisele mikrokeskkonnale.

Tüvi-/eellasrakkudel põhinevate ravimeetodite jaoks on mõned sobivad ja paljutõotavad strateegiad (joonis 3). Tüvirakkude eelkonditsioneerimine on tõhus strateegia tüvirakkude kodustamise ja ellujäämise parandamiseks, et tugevdada nende neerude kaitsvat toimet. Siiski on kroonilise neeruhaigusega patsientidel tüvi-/eellasrakkude funktsioon häiritud, mis toob kaasa ebarahuldava terapeutilise toime, kuid allogeensed tüvi-/eellasrakud võidakse tagasi lükata. Tüvi- / eellasrakkude poolt sekreteeritud bioaktiivsete molekulide kasutamine võib selle väljakutse ületada. Kuna kombinatsioon biomaterjalidega võib ületada tüvi-/eellasrakkude ja nende bioaktiivsete saaduste kiire kliirensi in vivo, suurendada nende neerude selektiivsust ja pakkuda nende ellujäämise ja funktsiooni edendamiseks teretulnud mikrokeskkonda, tuleks seda strateegiat samuti arvesse võtta. Lõpuks, kuna tulevikus on võimalik funktsionaalse terve neeru biotehnoloogiliselt genereerida, võib biotehnoloogia meetod olla paljutõotav tulevikuväljavaade.

Joonis 3 Tüvi-/eellasrakkudel põhineva ravi terapeutilise toime parandamiseks on neli potentsiaalset strateegiat, sealhulgas eelkonditsioneerimine, biomaterjalide, bioaktiivsete molekulide ja biotehnoloogia kasutamine.Eelkonditsioneerimine hõlmab peamiselt hüpoksiat, geneetilist modifitseerimist ja tsütokiinide või keemiliste ühenditega manustamist. Biomaterjalide hulka kuuluvad hüdrogeelid, biomaterjalide maatriksid ja muud uudsed materjalid. Abiks on ka tüvi-/eellasrakkude poolt sekreteeritud bioaktiivsete molekulide ja EV-de rakendamine. Ja dECM-i karkassi ja ESC-de või iPSC-de kasutamine funktsionaalse terve elundi taastamiseks on tulevikustrateegia.

ehhinakosiidennetamise kohtaneerudvigastused ja haigused

Viited

1..Eckardt KU, Coresh J, Devuyst O, Johnson RJ, Köttgen A. Levey AS, jt Neeruhaiguste arenev tähtsus: alaerialadest globaalse tervisekoormuseni. Lancet.2013;382(9887):158-69.

2. Levin A, Tonelli M, Bonventre J, Coresh J, Donner JA, Fogo AB jt. Globaalne neerutervis 2017. aastal ja pärast seda: tegevuskava hoolduse, teadusuuringute ja poliitika lünkade kõrvaldamiseks. Lancet. 2017;390(10105):1888-917.

3. Kitamura S, Yamasaki Y, Kinomura M, Sugaya T, Sugiyama H, Maeshima Y jt. Neerude eellasrakkude loomine ja iseloomustamine nefroni S3 segmendist täiskasvanud roti neerudes. FASEBJ.2005;19(13):1789-97.

4. Anglani F, Forino M, Del Prete D, Tosetto E, Torregrossa R, D'Angelo A. Täiskasvanute neeru tüvirakkude otsingul. J Cell Mol Med. 2004;8(4):474-87.

5. Gupta S, Verfaillie C, Chmielewski D, Kren S, Eidman K, Connaire J jt. Neerust pärinevate tüvirakkude eraldamine ja iseloomustamine. J Am Soc Nephrol. 2006;17(11):3028–40.

6. Reynolds BA, Weiss S. Neuronite ja astrotsüütide genereerimine täiskasvanud imetajate kesknärvisüsteemi isoleeritud rakkudest. Teadus. 1992; 255(5052):1707–10.

7. Tropepe V, Coles BL, Chiasson BJ, Horsford DJ, Elia AJ, McInnes RR jt. Võrkkesta tüvirakud täiskasvanud imetaja silmas. Teadus. 2000;287(5460):2032–6.

8. Herrera MB, Bruno S, Buttiglieri S, Tetta C, Gatti S, Deregibus MC jt. Tüvirakkude populatsiooni eraldamine ja iseloomustamine täiskasvanud inimese maksast. Tüvirakud. 2006;24(12):2840–50.

9. Oliver JA, Barasch J, Yang J, Herzlinger D, Al-Awqati Q. Metanephric mesenchyme sisaldab embrüonaalseid neeru tüvirakke. Am J Physiol Renal Physiol. 2002;283(4): F799–809.

10. Bussolati B, Bruno S, Grange C, Buttiglieri S, Deregibus MC, Cantino D jt. Neeru eellasrakkude eraldamine täiskasvanud inimese neerudest. Olen J Pathol. 2005;166(2):545–55.

11. Maeshima A, Yamashita S, Nojima Y. Neerude eellasrakkude identifitseerimine, mis osalevad neeru regeneratsiooniprotsessides. J Am Soc Nephrol. 2003;14(12):3138–46.

12. Cullen-McEwen LA, Caruana G, Bertram JF. Mis ja miks arenev neerustroom. Nefroni eksperimentaalne nefrool. 2005;99(1):e1–8.

13. Bruno S, Chiabotto G, Camussi G. Kokkuvõtlik ülevaade: erinevad mesenhümaalsed strooma/tüvirakkude populatsioonid elavad täiskasvanud neerudes. Tüvirakud Transl Med. 2014;3(12):1451–5.

14. Liu D, Cheng F, Pan S, Liu Z. Tüvirakud: potentsiaalne ravivõimalus neeruhaiguste korral. Stem Cell Res Ther. 2020;11(1):249.

15. Dekel B, Zangi L, Shenzhen E, Reich-Zeliger S, Eventov-Friedman S, Katchman H jt. Täiskasvanud hiire neerudest pärinevate mittetuubulaarsete sca-1 pluss lin-multipotentsete tüvi-/eellasrakkude eraldamine ja iseloomustamine. J Am Soc Nephrol. 2006; 17(12):3300–14.

16. Huang Y, Johnston P, Zhang B, Zakari A, Chowdhry T, Smith RR jt. Neerust pärinevad stroomarakud moduleerivad dendriitide ja T-rakkude vastuseid. J Am Soc Nephrol. 2009;20(4):831–41.

17. Uccelli A, Pistoia V, Moretta L. Mesenhümaalsed tüvirakud: uus immunosupressiooni strateegia? Trends Immunol. 2007;28(5):219–26.

18. Oliver JA, Maarouf O, Cheema FH, Martens TP, Al-Awqati Q. Neerupapill on täiskasvanud neeru tüvirakkude nišš. J Clin uurimine. 2004;114(6):795–804.

19. Lee PT, Lin HH, Jiang ST, Lu PJ, Chou KJ, Fang HC jt. Hiire neeru eellasrakud kiirendavad neerude regeneratsiooni ja pikendavad elulemust pärast isheemilist vigastust. Tüvirakud. 2010;28(3):573–84.

20. Ronconi E, Sagrinati C, Angelotti ML, Lazzeri E, Mazzinghi B, Ballerini L jt. Glomerulaarsete podotsüütide regenereerimine inimese neeru eellaste poolt. J Am Soc Nephrol. 2009;20(2):322–32.

21. Angelotti ML, Ronconi E, Ballerini L, Paired A, Mazzinghi B, Sagrinati C jt. Tubulaarsele liinile pühendunud neerude eellaste iseloomustus ja nende regeneratiivne potentsiaal neerutuubulite vigastuse korral. Tüvirakud. 2012;30(8):1714–25.

22. Sagrinati C, Netti GS, Mazzinghi B, Lazzeri E, Liotta F, Frosali F jt. Multipotentsete eellasrakkude eraldamine ja iseloomustamine täiskasvanud inimese neerude Bowmani kapslist. J Am Soc Nephrol. 2006;17(9):2443–56.

23. Lazzeri E, Crescioli C, Ronconi E, Mazzinghi B, Sagrinati C, Netti GS jt. Embrüonaalsete neerude multipotentsete eellasrakkude regeneratiivne potentsiaal ägeda neerupuudulikkuse korral. J Am Soc Nephrol. 2007;18(12):3128–38.

24. Challen GA, Bertoncello I, Deane JA, Ricardo SD, Little MH. Neerupoolne populatsioon näitab mitmeliini potentsiaali ja neerude funktsionaalset võimekust, aga ka raku heterogeensust. J Am Soc Nephrol. 2006;17(7):1896–912.

25. Fadini GP, Agostini C, Sartore S, Avogaro A. Endoteeli eellasrakud ateroskleroosi loomulikus ajaloos. Ateroskleroos. 2007;194(1):46–54.

26. Ho YH, Méndez-Ferrer S. Mikrokeskkonna panus vereloome tüvirakkude vananemisse. Hematoloogiline. 2020;105(1):38–46. 27. Ng SA, Sullivan KM. Tüvirakkude siirdamise rakendamine autoimmuunhaiguste korral. Curr Opin Hematol. 2019;26(6):392–8.

28. van Bekkum DW. Hematopoeetiliste tüvirakkude siirdamise eksperimentaalsed alused autoimmuunhaiguste raviks. Jo Leukocyte Biol. 2002;72(4):609–20.

29. Ikehara S. Tüvirakkude siirdamine autoimmuunhaiguste korral: mida saame eksperimentaalsetest mudelitest õppida? Autoimmuunsus. 2008;41(8):563–9.

30. Imasawa T, Utsunomiya Y, Kawamura T, Nagasawa R, Maruyama N, Sakai O. Tõendid, mis viitavad hematopoeetiliste tüvirakkude osalemisele IgA nefropaatia patogeneesis. Biochem Biophys Res Commun. 1998; 249(3):605–11.