Visualización de electrotaxis dependientes de la edad de células madre humanas derivadas del adiposo bajo campos eléctricos de corriente continua

Summary

En una pequeña cohorte de donantes, el envejecimiento redujo la migración electrotáctica de los hADSCs. DCEF alteró la expresión génica (747 arriba, 624 abajo), enriqueciendo los términos de transporte/canal GO y las vías PI3K-Akt KEGG, sugiriendo implicación en electrotaxia relacionada con la edad, sin establecer causalidad.

Abstract

Las células madre humanas derivadas del adiposo (hADSCs) son fundamentales para la regeneración tisular y la cicatrización de heridas, y su migración dirigida es un requisito previo para ejercer estos efectos terapéuticos. Los campos eléctricos (EF) son bien reconocidos como señales clave que guían la migración celular durante la reparación de heridas, pero el comportamiento electrotáctico de los hADSC —especialmente cómo las características del donante (por ejemplo, la edad) regulan este comportamiento y sus mecanismos moleculares subyacentes— sigue siendo poco comprendido. Esta brecha de conocimiento limita la aplicación optimizada de los hADSC en medicina regenerativa. En este estudio, primero validamos la existencia de electrotaxias en hADSC y confirmamos su dependencia del voltaje: bajo campos eléctricos de corriente continua (DCEFs) de 100-200 mV/mm, los hADSC migraron direccionalmente hacia el ánodo, con intensidades de EF más fuertes que aumentaron tanto la dirección como la velocidad de migración (frente a un control de 0 mV/mm). Luego comparamos hADSC de donantes jóvenes (27,00 ± 4,58 años) y donantes mayores (62,33 ± 4,04 años) utilizando secuenciación de ARN (RNA-seq) tras estimulación DCEF de 200 mV/mm. El análisis transcriptómico identificó 747 genes regulados al alza y 624 a la baja en hADSC ancianos, con genes diferencialmente expresados (DEGs) enriquecidos en procesos/vías biológicas críticos para la electrotaxia — incluyendo el transporte transmembrana de iones de sodio, la actividad de canales de sodio dependiente de voltaje (términos GO) y la vía de señalización PI3K-Akt (vía KEGG). Funcionalmente, los hADSC ancianos mostraron una migración anodal significativamente reducida (menor distancia acumulada, distancia euclidiana y directez) en comparación con los hADSC jóvenes bajo estimulación DCEF. Este estudio proporciona la primera evidencia de electrotaxia dependiente de la edad en hADSC, demostrando que la edad del donante se correlaciona con una capacidad electrotáctica deteriorada. Además, revela que la actividad desregulada de los canales de sodio y la señalización PI3K-Akt pueden estar detrás de este descenso relacionado con la edad. Estos hallazgos apuntan a los posibles mecanismos regulatorios de la electrotaxia hADSC y ofrecen nuevas perspectivas para adaptar las terapias basadas en hADSC (por ejemplo, seleccionando donantes óptimos o dirigiéndose a las vías de sodio/PI3K-Akt) para mejorar la regeneración tisular y los resultados de cicatrización de heridas.

Introduction

Las células madre derivadas del adiposo (ADSC) poseen una gran capacidad de autorrenovación y un potencial regenerativo significativo. Bajo condiciones de inducción adecuadas, pueden diferenciarse en osteoblastos, condrocitos y adipocitos, entre^{otros 1}. Mediante la señalización paracrina, la ADSC también puede apoyar la generación de vasos sanguíneos y^{linfáticos 2,3}, inhibir la formación de^{cicatrices 4} y mostrar efectos reguladores inmunitarios⁵. Por ello, el ADSC se considera una célula semilla ideal para....

Protocol

Se obtuvo el consentimiento informado de todos los participantes antes de la recogida de tejidos. Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética del Primer Hospital Afiliado de la Universidad Médica de China (Aprobación: [2018]2018-110-2). Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los participantes antes de la recogida de tejidos

Aislamiento y cultura hADSC
Recogida de tejidos: Se obtuvieron muestras de tejido adiposo abdominal humano durante procedimientos rutinarios de liposucción electiva realizados en el Departamento de Cirugía Plástica del Primer....

Results

La aplicación de campos eléctricos guía la migración direccional de los hADSC y mejora su capacidad migratoria
Los hADSC extraídos exhibieron marcadores típicos de superficie de células madre mesenquimales (por ejemplo, CD29, CD44, CD90, CD73, CD105) y poseían potencial de diferenciación trilineal (adipogénico, osteogénico, condrogénico; Figura 2A), cumpliendo los criterios estándar para la identificación de hADSC. Aplicamos campos eléctr.......

Discussion

Al principio del proceso de reparación y regeneración de lesiones tisulares, los campos eléctricos emergen como una de las primeras señales físicas establecidas en el microambiente. Sus propiedades direccionales están espaciotemporalmente correlacionadas con el reclutamiento celular en el sitio de^{lesión 27}. Los campos eléctricos endógenos se originan a partir del potencial transepitelial generado por el transporte de iones polarizados en los tejidos epiteliales. C.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
4° C/-20° C/-80° Frigorífico C	Haier, China	HYC-390/DW-25L262/DW-86L728J
Agar	HUSHI, China	10000561
Bioanalizador Agilent 2100	Agilent Technologies, Estados Unidos	G2939BA
Alizarin Red S	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	A5533
Armario de Bioseguridad	Thermo Fisher Scientific, Estados Unidos	1300 A2 1,5 m
CaNO3· 4H2O	HUSHI, China	10013960
Centrifugadora	Thermo Fisher Scientific, Estados Unidos	X4R Pro y nbsp;
Incubadora CO2	Thermo Fisher Scientific, Estados Unidos	Forma Steri-Cycle 3307
Colagenasa Tipo IV	Biosharp, China y nbsp;	BS076
Microscopio Confocal	ZEISS, Alemania	LSM 900
Fuente de alimentación de pulsos de corriente continua	Daedo Powertronics, Corea	DDP-500
Dexametasona	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	D4902
Multímetro digital	Fluke, Estados Unidos	FLUKE-175
DMSO	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	D2650
Balanza electrónica y equilibrio electrónico;	Sartorius, Alemania y nbsp;	BSA224S-CW
FBS	Gibco, Estados Unidos	10270-106
Citómetro de flujo	Thermo Fisher Scientific, Estados Unidos	A24858
IBMX (1-Metil-3-isobutilxantina)	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	I7018
Indometacina	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	I7378
Insulina	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	I5500
Microscopio invertido	ZEISS, Alemania	Axio Observer 7 / ACR
ITS-G	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	I3146
KCl	HUSHI, China	10019318
KH2PO4	HUSHI, China	10019320
Ácido linoleico y nbsp;	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	L1376
Estación de Celular en Vivo	Live Cell Instrument, Corea	Chamlide TC
DMEM de baja glucosa	Gibco, Estados Unidos	11885084
MgSO4· 7H2O	HUSHI, China	10019322
Na2HPO4· 12H2O	HUSHI, China	10019324
NaCl	HUSHI, China	10019318
Espectrofotómetro NanoDrop 2000	Thermo Fisher Scientific, Estados Unidos	ND-2000
Oil Red O	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	O0625
Penicilina/Estreptomicina	Gibco, Estados Unidos	15140122
Pipetas	Eppendorf, Alemania y E	4920000061
SYBR Premix EX Taq	Takara, China y nbsp;	RR420A
Toluidine Blue O	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	T3260
Tris	HUSHI, China	10019326
TRIzol	Beyotime, China	R0016
Tripsina-EDTA	Gibco, Estados Unidos	25200056
Microscopio vertical	ZEISS, Alemania	415200-0000-000
Grasa al vacío	DOW CORNING, Estados Unidos	1597418
Vitamina C y Vitamina;	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	A4544
Sistema de Purificación de Agua	Thermo Fisher Scientific, Estados Unidos	GenPure xCAD Plus UF-TOC
β-Glicerofosfato	Sigma-Aldrich, Estados Unidos	G9422