Стратегии терапии стволовыми/клеточными клетками-предшественниками при повреждении почек

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

ЧАСТЬ Ⅳ: Стволовые/прогениторные клетки в почках: характеристики, возвращение, координация и поддержание

Цзеу Хуан, Яочжун Конг, Чао Се и Лили Чжоу

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ЧАСТЬ Ⅲ

• Предварительное кондиционирование

Послепочкарана, BMSC, EPC, HSC ипочкастволовые/прогениторные клетки мигрируют в поврежденную область, но местное микроокружение также может привести к их апоптозу из-за ишемии, воспаления, дефицита кислорода и питания, усиления окислительного стресса, а также иммунологического отторжения. Исследования показали, что функция ЭПК и СККМ при ХБП сильно нарушена [200-202]. Несомненно, эффективность стволовых/прогениторных клеток в первую очередь зависит от их способности мигрировать в поврежденные участки и времени их выживания. Стратегия улучшения самонаведения и выживания стволовых клеток кажется необходимой.

Прекондиционирование стволовых клеток является для нас перспективным направлением. Эти стратегии включают инкубацию или совместную инъекцию цитокинов или химических соединений, стимуляцию гипоксии и генетическую модификацию [203]. Гипоксическое или ультразвуковое прекондиционирование, инкубация с TGF- 1 или IGF-1 и совместная инъекция с эритропоэтином могут повышать экспрессию CXCR4 в СККМ, дополнительно стимулируя хоуминг СККМ кпочкачерез ось CXCR4/SDF-1[128,168, 204-210]. Лефлуномид также увеличивает мобилизацию СККМ, ГСК и ЭПК в периферической крови и способствует их миграции впострадавшийпочка[211]. Гипоксическое прекондиционирование повышает экспрессию CXCR7 в СККМ [212] и не только улучшает хемотаксис СККМ, но также усиливает секрецию терапевтических растворимых факторов, таких как VEGF, IGF-1, HGF, FGF и ангиопоэтин и увеличивает жизнеспособность клеток в поврежденной области [128, 159, 213]. Прекондиционирование севофлураном также может оказывать защитное действие на выживаемость СККМ путем сведения к минимуму апоптоза и восстановления потери потенциала митохондриальной мембраны [214]. Эритропоэтин может не только усиливать пролиферацию и защитную функцию почки СККМ [215, 216], но также защищатьпочказа счет усиления мобилизации и рекрутирования EPC [217,218]. Предварительное лечение статинами снижает окислительный стресс, подавляет воспалительную реакцию в поврежденной почке, увеличивает выживаемость имплантированных СККМ [219], а также увеличивает рекрутирование ЭПК и снижает апоптоз [220]. Предварительная обработка СККМ мелатонином повышает их выживаемость после миграции в поврежденную почку [221, 222]. Введение пиоглитазона может улучшить функцию МСК и ЭПК за счет уменьшения стресса эндоплазматического ретикулума и слияния митохондрий [223-226]. Предварительное лечение ингибитором дипептидилпептидазы-4 ситаглиптином, агентом инкретиновой терапии диабета 2 типа [227], может усиливать мобилизацию ЭПК за счет повышения концентрации SDF-1 в плазме, что, возможно, является эффективной стратегией для лечение диабетической нефропатии [228].

Генетическая модификация также является полезным способом предварительного кондиционирования для улучшения возвращения стволовых клеток в почки. CXCR4-сверхэкспрессирующие СКСК, сконструированные лентивирусной инфекцией, обладают более сильной способностью проникать в почки и усиленными паракринными действиями по выработке HGF, BMP-7 и противовоспалительного цитокина IL-10 [229]. ]. Калликреин-модифицированные СККМ в результате лентивирусной инфекции также обладают более сильным антиоксидантным, антиапоптотическим, противовоспалительным и ангиогенным действием при повреждении почек [230]. дальнейшее снижение экспрессии генов, связанных с фиброзом, и почечного фиброза [231]. MiR-126-сверхэкспрессирующие BMDC обладают повышенной способностью мобилизоваться в поврежденных областях, регулируя ось CXCR4/SDF-1 [232].

цистанхе фарма специальныйзапочка

• Применение биоактивных молекул, секретируемых стволовыми/прогениторными клетками

Как описано выше, многие исследования показывают, что биоактивные молекулы, секретируемые стволовыми/прогениторными клетками, также играют важную роль в восстановлении функции почек. Их применение может иметь множество преимуществ в клинической практике, включая предотвращение непосредственного исследования стволовыми/прогениторными клетками поврежденного микроокружения, а также более легкий процесс производства и хранения [233]. Функция стволовых клеток при ХБП нарушена, и аллогенные стволовые клетки могут отторгаться, поэтому использование биоактивных молекул, секретируемых стволовыми клетками, является потенциальной стратегией решения этой проблемы. Теоретически бесклеточная терапия может демонстрировать более высокую безопасность по сравнению с прямой доставкой стволовых клеток. Кондиционированная среда, полученная из СККМ, способствует регенерации поврежденной почечной ткани, уменьшает почечное воспаление и фиброз, а также восстанавливает структуру микрососудов в моделях односторонней обструкции мочеточника (ОМО), нефрэктомии 5/6 и диабетической нефропатии [48, {{9} }]. Влияние ВВ из СККМ на восстановление почек аналогично введению СККМ, поэтому применение ВВ также является для нас потенциальной стратегией. Исследования показывают, что аллогенные почечные ЭВ, происходящие из МСК, могут снижать апоптоз, усиливать канальцевую пролиферацию и образование канальцев, а также уменьшать инфильтрацию воспалительных клеток в моделях IRI и UUO [170, 237]. Кроме того, как аутологичные, так и аллогенные СККМ могут улучшать функцию почек при ИРИ, лекарственной нефропатии, НМО и субтотальной нефрэктомии [169, 177, 178, 238-241].

цистанхе траваможет лечить болезни почек улучшитьфункция почек

• Биоматериалы

Также следует принимать во внимание биоматериалы, которые могут улучшить миграцию стволовых клеток/клеток-предшественников, улучшить их функцию и обеспечить благоприятную микросреду [242]. Как описано выше, биоактивные молекулы, секретируемые стволовыми клетками, обладают многими преимуществами в восстановлении почечной функции, но они нестабильны и быстро разрушаются in vivo. Для поддержания определенной концентрации в крови требуется многодозовый протокол. Биоматериалы, такие как гидрогель, который обеспечивает контролируемое высвобождение биоактивных факторов, могут решить эту проблему [243]. ЭВ также требуют частого введения, поскольку они быстро выводятся из организма ретикулоэндотелиальной системой после введения в кровоток [244]. Прекондиционирование биоматериалами является многообещающей стратегией преодоления быстрого клиренса. Объединение или упаковка ЭВ в матрицу из биоматериала может поддерживать их биодоступность после введения, обеспечивая замедленное и контролируемое высвобождение для повышения терапевтической эффективности [159]. Гидрогели, особенно модифицированные гидрогели, могут улучшить удержание и стабильность ЭВ [245]. Исследование показывает, что один вид мезоразмерных наночастиц может упаковывать небольшие молекулы и даже большие биомолекулы, такие как ДНК, которые не зависят от инкапсулированного груза и проявляют 26-кратную почечную селективность без побочных эффектов, таких как иммунные реакции, а также нарушения функции печени или почек. [246]. Предварительное кондиционирование биоматериалами также может повысить выживаемость, приживление и самонаведение стволовых клеток. Инъекционные биоматериалы, такие как гидрогели, могут увеличить удержание стволовых клеток после трансплантации [242]. Сфероиды МСК, заключенные в альгинатные гидрогели, модифицированные Arg-Gly-Asp, проявляют пониженный апоптоз и повышенную выживаемость, а также секрецию VEGF после трансплантации [247]. Кроме того, судьба стволовых/прогениторных клеток, возвращающихся в поврежденные участки, в основном зависит от местного микроокружения. Биоматериалы могут обеспечить микроокружение, подобное нише стволовых клеток, для трансплантированных стволовых клеток/клеток-предшественников in vivo [159]. Прекондиционирование про-выживающих пептидов с медленно высвобождающимся коллагеновым матриксом может повысить выживаемость BMDC после ишемического повреждения [248]. Пористые альгинатные криогели, синтетическая ниша, могут усиливать паракринные эффекты МСК [249]. Более того, использование биомиметического макропористого гидрогеля полиэтиленгликоля является эффективным методом значительного стимулирования размножения ГСК перед трансплантацией in vitro путем имитации естественного микроокружения ГСК [250].

цистанхе растение

• Биоинженерные методы

Биоинженерия может быть потенциальной стратегией замены поврежденных почек в будущем. Китамура и др. обнаружили, что почечные стволовые клетки/клетки-предшественники в сегменте S3 способны восстанавливать трехмерную нефроноподобную структуру in vitro [72]. Кроме того, существует три основных протокола для индукции образования органоидов почек человека клетками-предшественниками почек из ЭСК или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) [251]. Первый протокол, предложенный Taguchi et al., который был вдохновлен анализом популяций эмбриональных клеток-предшественников почек, конструирует почечные органоиды на основе клеток-предшественников с помощью ESCs или iPSCs [252]. Протокол Taguchi индуцирует ESC или iPSCs в клетках-предшественниках почек, которые затем генерируют почечные канальцы и структуры, подобные клубочкам, и эффективно васкуляризируются после трансплантации [253]. Второй протокол, называемый протоколом Такасато, использует двухмерную индукцию клеток-предшественников почки с последующим трехмерным культивированием, генерируя почечные органоиды, которые содержат нефроны, собирательные протоки и интерстиций, а также эндотелиальные клетки на основе принятия ЭСК или иПСК. Почечные органоиды обладают способностью абсорбировать декстран [254-256]. Третий протокол, протокол Morizane, как и протокол Takasato, разделен на двухмерные и трехмерные этапы, но требует меньше времени для конструирования органоидов, содержащих эпителиальные нефроноподобные структуры [257]. Функциональная почка, полученная из ЭСК/иПСК. органоиды, которые могут быть получены из собственных клеток пациентов, представляют большой потенциал для заместительной почечной терапии в будущем [258]. Тем не менее, есть много проблем, которые необходимо решить перед применением почечных органоидов у людей, включая стратегии по улучшению масштабируемости и васкуляризации органоидов. Более того, было обнаружено, что клетки в почечных органоидах гораздо более незрелые, чем клетки во взрослой почке, и в органоидах есть нецелевые непочечные клетки [251].

Применение каркаса из децеллюляризованного внеклеточного матрикса (ECM) обеспечивает трехмерную среду, имитирующую естественные ткани. Формы, которые включают гели, пластыри, срезы, блоки и покрытия, также будут играть важную роль в регенеративной медицине и биоинженерии в будущем [242]. Каркасы ВКМ из почки, в которых нет клеток или важных клеточно-ассоциированных иммуногенных маркеры, а только нативная почечная архитектура и белок внеклеточного матрикса, создают нишу, аналогичную естественным почечным тканям, облегчают рекрутирование стволовых клеток/клеток-предшественников, усиливают неоваскуляризацию и способствуют восстановлению функции почек [259, 260]. Каркасы dECM из свиней, сохранение нативной почечной архитектуры, внеклеточных компонентов и интактной сосудистой сети может быть многообещающей платформой для биоинженерии почек из-за почечной недостаточности для замены лечения [261]. Обработанные SDS каркасы внеклеточного матрикса из свиней не проявляют цитотоксичности по отношению к первичным клеткам почек человека и снижают иммунореактивность за счет тщательного клиренса свиного клеточного материала [262]. Исследование показывает, что после имплантации каркаса dECM свиньи в почку свиньи каркас легко подвергается реперфузии, может поддерживать кровяное давление и переносится в течение периода исследования без экстравазации крови. Тем не менее, также могут наблюдаться воспалительные клетки и полный тромбоз [263]. В ходе исследования исследователи сажали ЭСК мыши в каркасы dECM почек крыс, чтобы вызвать рецеллюляризацию и конструирование органоидов in vitro, а затем имплантировали их крысе, перенесшей нефрэктомию. . Результат показывает, что эти рецеллюляризированные каркасы легко реперфузируются, могут переносить кровяное давление и продуцировать мочу без утечки крови в течение примерно 2 недель [264]. Хотя регенерация функциональных органов еще не завершена, и еще предстоит преодолеть множество препятствий, мы надеемся, что комбинация стволовых клеток/клеток-предшественников и матриксов ВКМ однажды преодолеет эти проблемы и продвинет регенеративную медицину [265].

что такое цистанхе