Research Article

Visualisation de l’électrotaxie dépendante de l’âge de cellules souches humaines dérivées de l’adipeux sous champs électriques en courant continu

DOI:

10.3791/69666

⸱

December 19th, 2025

 ,  ,  ,  , 
1Department of Plastic Surgery, The First Affiliated Hospital of China Medical University, 2Department of Dermatology, Institute for Regenerative Cures, University of California, Davis, 3Department of Ophthalmology and Vision Science, Institute for Regenerative Cures, University of California, Davis

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Chez une petite cohorte de donneuses, le vieillissement a réduit la migration électrotactique des hADSC. Le DCEF a modifié l’expression génique (747 en montant, 624 en descendant), enrichissant les termes de transport/canal GO du sodium et les voies PI3K-Akt KEGG, suggérant une implication dans l’électrotaxie liée à l’âge, sans établir de causalité.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les cellules souches humaines dérivées de l’adipeux (hADSC) sont essentielles à la régénération tissulaire et à la cicatrisation des plaies, et leur migration dirigée est une condition préalable à l’exercice de ces effets thérapeutiques. Les champs électriques (EF) sont bien reconnus comme des indices clés guidant la migration cellulaire lors de la réparation de la plaie, pourtant le comportement électrotactique des hADSC — notamment la manière dont les caractéristiques du donneur (par exemple, l’âge) régulent ce comportement et ses mécanismes moléculaires sous-jacents — reste peu compris. Cette lacune de connaissances limite l’application optimisée des hADSC en médecine régénérative. Dans cette étude, nous avons d’abord validé l’existence d’électrotaxis chez les hADSC et confirmé sa dépendance à la tension : sous des champs électriques en courant continu (DCEF) de 100 à 200 mV/mm, les hADSC migraient directionnellement vers l’anode, avec des intensités de EF plus fortes augmentant à la fois la directionnalité et la vitesse de migration (contre 0 mV/mm). Nous avons ensuite comparé les hADSC de jeunes donneuses (27,00 ± 4,58 ans) et les donneuses âgées (62,33 ± 4,04 ans) en utilisant le séquençage ARN (RNA-seq) après une stimulation DCEF à 200 mV/mm. L’analyse transcriptomique a identifié 747 gènes à la hausse et 624 à la baisse chez les hADSC âgés, avec des gènes différenciellement exprimés (DEG) enrichis dans des processus/voies biologiques essentiels pour l’électrotaxie — y compris le transport transmembranaire d’ions sodium, l’activité des canaux sodium dépendante de la tension (termes GO) et la voie de signalisation PI3K-Akt (voie KEGG). Sur le plan fonctionnel, les hADSC âgés ont montré une migration anodale significativement réduite (distance accumulée, distance euclidienne et directité diminuées) comparées aux jeunes hADSC sous stimulation DCEF. Cette étude fournit la première preuve d’électrotaxie dépendante de l’âge chez les hADSC, démontrant que l’âge du donneur est corrélé à une capacité électrotactique altérée. Elle révèle en outre que l’activité déréglée des canaux sodium et la signalisation PI3K-Akt pourraient être à l’origine de ce déclin lié à l’âge. Ces résultats mettent en lumière les mécanismes régulateurs potentiels de l’électrotaxie hADSC et offrent de nouvelles perspectives pour adapter les thérapies basées sur hADSC (par exemple, sélectionner des donneurs optimaux ou cibler les voies sodium/PI3K-Akt) afin d’améliorer la régénération tissulaire et les résultats de cicatrisation.

Introduction

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Les cellules souches dérivées des adiposes (ADSC) possèdent une forte capacité d’auto-renouvellement et un potentiel régénératif important. Dans des conditions d’induction appropriées, ils peuvent se différencier en ostéoblastes, chondrocytes et adipocytes, entreautres 1. Grâce à la signalisation paracrine, l’ADSC peut également soutenir la génération de vaisseaux sanguins et lymphatiques 2,3, inhiber la formation decicatrices 4, et présenter des effets régulateursimmunitaires 5. Par conséquent, l’ADSC est....

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Protocol

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Le consentement éclairé a été obtenu de tous les participants avant la collecte de tissus. Cette étude a été approuvée par le Comité d’éthique du premier hôpital affilié de l’Université médicale de Chine (Approbation n° : [2018]2018-110-2). Un consentement éclairé écrit a été obtenu de tous les participants avant la collecte des tissus

Isolement et culture du hADSC
Collecte de tissus : Des échantillons humains de tissu adipeux abdominal ont été prélevés lors de liposuccions électives de routine réalisées au département de chirurgie plastique du premier hôpital affilié d....

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Results

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L’application des champs électriques guide la migration directionnelle des hADSC et améliore leur capacité migratoire
Les hADSC extraits présentaient des marqueurs typiques de surface des cellules souches mésenchymateuses (par exemple, CD29, CD44, CD90, CD73, CD105) et possédaient un potentiel de différenciation trilineage (adipogénique, ostéogénique, chondrogénique ; Figure 2A), répondant aux critères standards d’identification du hADSC........

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Discussion

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Au début du processus de réparation et de régénération des lésions tissulaires, les champs électriques apparaissent comme l’un des premiers signes physiques établis dans le microenvironnement. Leurs propriétés directionnelles sont spatiotemporellement corrélées au recrutement cellulaire vers le sitede lésion 27. Les champs électriques endogènes proviennent du potentiel transépithélial généré par le transport d’ions polarisés dans les tissus épithéliaux. Lorsque la.......

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Disclosures

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Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.

Acknowledgements

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Nous remercions sincèrement le département de chirurgie plastique du First Affiliated Hospital of China Medical University (Shenyang, Chine) et l’Institute for Regenerative Cures de l’Université de Californie à Davis (CA, États-Unis) pour leur mise à disposition d’infrastructures expérimentales essentielles et de ressources de recherche partagées qui ont permis cette étude. Nous exprimons également notre gratitude à Shanghai OE Biotech Co., Ltd. pour leur soutien technique dans le séquençage de l’ARN et l’analyse bioinformatique.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
4° ; C/-20° ; C/-80 & degré C RéfrigérateurHaier, ChineHYC-390/DW-25L262/DW-86L728J
AgarHUSHI, Chine10000561
Bioanalyseur Agilent 2100Agilent Technologies, États-UnisG2939BA
Alizarin Red S  ;Sigma-Aldrich, États-UnisA5533
Armoire de biosécurité   ;Thermo Fisher Scientific, États-Unis1300 A2 1,5 m
CaNO3· ; 4H2OHUSHI, Chine10013960
CentrifugeuseThermo Fisher Scientific, États-UnisX4R Pro & nbsp ;
Incubateur CO2Thermo Fisher Scientific, États-UnisForma Steri-Cycle 3307  ;
Colagnase de type IVBiosharp, Chine & nbsp ;BS076
Confocal MicroscopeZEISS, AllemagneLSM 900
Alimentation à impulsions DC   ;Daedo Powertronics, CoréeDDP-500
DexaméthasoneSigma-Aldrich, États-UnisD4902
Multimètre numériqueFluke, États-UnisFLUKE-175
DMSOSigma-Aldrich, États-UnisD2650
Balance électronique & nbsp ;Sartorius, Allemagne & nbsp ;BSA224S-CW
FBS  ;Gibco, États-Unis10270-106
Cytomètre en fluxThermo Fisher Scientific, États-UnisA24858
IBMX (1-méthyl-3-isobutylxanthine)Sigma-Aldrich, États-UnisI7018
Indométhacine & nbsp ;   ;Sigma-Aldrich, États-UnisI7378
InsulineSigma-Aldrich, États-UnisI5500 & nbsp ;   ;
Microscope inverséZEISS, AllemagneAxio Observer 7 / ACR
ITS-GSigma-Aldrich, États-UnisI3146
KClHUSHI, Chine10019318
KH2PO4HUSHI, Chine10019320
Acide linoléique & nbsp ;Sigma-Aldrich, États-UnisL1376
Station de télévision en directLive Cell Instrument, CoréeChamlide TC  ;
DMEM à faible taux de glucoseGibco, États-Unis11885084
MgSO4· ; 7H2O  ;HUSHI, Chine10019322
Na2HPO4· ; 12H2OHUSHI, Chine10019324
NaClHUSHI, Chine10019318
Spectrophotomètre NanoDrop 2000Thermo Fisher Scientific, États-UnisND-2000
Oil Red OSigma-Aldrich, États-UnisO0625
Pénicilline/StreptomycineGibco, États-Unis15140122
PipettesEppendorf, Allemagne & nbsp ;4920000061
SYBR Premix EX TaqTakara, Chine & nbsp ;RR420A
Toluidine Blue O  ;   ;   ;   ;   ;Sigma-Aldrich, États-UnisT3260
TrisHUSHI, Chine10019326
TrizolBeyotime, ChineR0016
Trypsine-EDTAGibco, États-Unis25200056
Microscope verticalZEISS, Allemagne415200-0000-000  ;
Graisse sous videDOW CORNING, États-Unis1597418
Vitamine C & nbsp ;   ;   ;Sigma-Aldrich, États-UnisA4544
Système de purification de l’eauThermo Fisher Scientific, États-Unis  ; GenPure xCAD Plus UF-TOC
&bêta ;-Glycérphosphate  ;Sigma-Aldrich, États-UnisG9422

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Qin, Y., et al. An update on adipose-derived stem cells for regenerative medicine: Where challenge meets opportunity. Adv Sci. 10 (20), e2207334(2023).
  2. Biniazan, F., Stoian, A., Haykal, S. Adipose-derived stem cells: Angioge....

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Adipose Derived Stem CellsElectrotaxisElectric Field StimulationAge Dependent MigrationStem Cell MigrationRNA SequencingSodium Channel ActivityPI3K Akt SignalingTissue RegenerationWound Healing

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