Research Article

הדמיית אלקטרוטאקסיס תלויה בגיל של תאי גזע שמקורם בשומן אנושיים תחת שדות חשמליים בזרם ישר

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

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

בקבוצה קטנה של תורמות, ההזדקנות הפחיתה את ההגירה האלקטרוטקטית של hADSCs. DCEF שינה את ביטוי הגנים (747 למעלה, 624 למטה), והעשיר את מונחי העברת נתרן/ערוץ GO ואת מסלולי PI3K-Akt KEGG, מה שמרמז על מעורבות באלקטרוטאקסיס הקשור לגיל, מבלי לקבוע סיבתיות.

Abstract

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

תאי גזע שמקורם בשומן אנושיים (hADSCs) הם חיוניים להתחדשות רקמות ולהחלמת פצעים, והנדידה המכוונת שלהם היא תנאי מוקדם להפעלת השפעות טיפוליות אלו. שדות חשמליים (EFs) מוכרים היטב כרמזים מרכזיים המנחים את נדידת התאים במהלך תיקון הפצע, אך ההתנהגות האלקטרוטקטית של hADSCs – במיוחד כיצד תכונות התורם (למשל, גיל) מווסתות התנהגות זו ואת המנגנונים המולקולריים הבסיסיים שלה – נותרה מובנת היטב. פער ידע זה מגביל את היישום האופטימלי של hADSCs ברפואה רגנרטיבית. במחקר זה, אישרנו תחילה את קיומם של אלקטרוטקסיס ב-hADSCs ואישרנו את תלות המתח שלה: תחת שדות חשמליים בזרם ישר (DCEFs) של 100-200 mV/mm, hADSCs נדדו בכיוון לכיוון האנודה, עם עוצמות EF חזקות יותר ששיפרו הן את כיוון הנדידה והן את מהירות ההגירה (לעומת שליטה של 0 mV/mm). לאחר מכן השווינו hADSCs של תורמות צעירות (27.00 ± 4.58 שנים) ותורמות מבוגרות (62.33 ± 4.04 שנים) באמצעות ריצוף RNA (RNA-seq) לאחר גירוי DCEF של 200 mV/mm. ניתוח טרנסקריפטומי זיהה 747 גנים עם ויסות גבוה ו-624 גנים עם ויסות נמוך ב-hADSCs מבוגרים, עם גנים מבוטאים באופן שונה (DEGs) מועשרים בתהליכים/מסלולים ביולוגיים קריטיים לאלקטרוטקסיס – כולל הובלה טרנסממברנלית של יוני נתרן, פעילות תעלת נתרן עם שער מתח (מונחי GO), ומסלול האיתות PI3K-Akt (מסלול KEGG). פונקציונלית, hADSCs מבוגרים הראו ירידה משמעותית בנדידת האנודולים (ירידה במרחק מצטבר, מרחק אוקלידי וישירות) בהשוואה ל-hADSCs צעירים תחת גירוי DCEF. מחקר זה מספק את הראיה הראשונה לאלקטרוטאקסיס תלויה בגיל ב-hADSCs, ומראה כי גיל התורם קשור לפגיעה ביכולת האלקטרוטקטית. הוא גם מגלה כי פעילות תעלת נתרן לא מבוקרת ואיתות PI3K-Akt עשויים להיות הבסיס לירידה זו הקשורה לגיל. ממצאים אלו מצביעים על מנגנוני רגולציה פוטנציאליים של אלקטרוטקסיס hADSC ומציעים תובנות חדשות להתאמת טיפולים מבוססי hADSC (למשל, בחירת תורמים אופטימליים או מיקוד במסלולי נתרן/PI3K-Akt) לשיפור התחדשות הרקמות ותוצאות ריפוי הפצעים.

Introduction

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

תאי גזע שמקורם בשומן (ADSC) מחזיקים ביכולת התחדשות עצמית חזקה ופוטנציאל רגנרציה משמעותי. בתנאי השראה מתאימים, הם יכולים להתמיין לאוסטאובלסטים, כונדרוציטים ואודיפוציטים, בין היתר1. באמצעות איתות פרקריני, ADSC יכול גם לתמוך ביצירת כלי דם וכלי לימפה 2,3, לעכב יצירת צלקות4, ולהציג השפעות רגולטוריות חיסוניות5. לכן, ADSC נחשב לתא זרע אידיאלי לטיפולים מבוססי תאים ברפואה רגנרטיבית.

תפקיד ה-ADSC מושפע מתכונות שונות של התורם, שעשויים להשפיע על היעילות הפוטנציאלית שלהם בטיפולי תאים, כולל ג....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

התקבלה הסכמה מדעת מכל המשתתפים לפני איסוף הרקמות. מחקר זה אושר על ידי ועדת האתיקה של בית החולים הראשון המסונף של אוניברסיטת הרפואה הסינית (אישור מס': [2018]2018-110-2). הסכמה מדעת בכתב התקבלה מכל המשתתפים לפני איסוף הרקמות

בידוד ותרבות hADSC
איסוף רקמות: דגימות רקמת שומן בבטן נאספו במהלך הליכי שאיבת שומן אלקטיביים שגרתיים שבוצעו במחלקה לכירורגיה פלסטית בבית החולים הראשון המסונף של אוניברסיטת הרפואה הסינית. כל התורמים היו מתנדבות בריאות שעברו שאיבת שומן בטן קוסמטית, ולא בוצעו התערבויות ניתוחיות נוספות למטרות מחקר. דגימות רקמה נאספו על ידי המנתח המנתח בתנאים סטריליים מיד ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

יישום שדות חשמליים מנחה את הנדידה הכיוונית של hADSCs ומגביר את יכולת הנדידה שלהם
ה-hADSCs שהופקו הציגו סמנים טיפוסיים של פני תאי גזע מזנכימליים (למשל, CD29, CD44, CD90, CD73, CD105) והחזיקו בפוטנציאל התמיינות תלת-קווית (אדיפוגני, אוסטאוגני, כונדרוגני; איור 2A), ועומד בקריטריונים הסטנדרטיים לזיהוי hADSC. השתמשנו בשדות חשמליים זרם ישר (DCEFs) בעוצמות של 0 mV/mm, 100 mV/mm, ו-200 mV/mm כדי לחקור את התגובה האלקטרוטקטית של hADSCs. בקבוצת הביקו.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

בשלבים מוקדמים של תהליך תיקון והתחדשות פגיעות רקמה, שדות חשמליים מתגלים כאחד הרמזים הפיזיקליים הראשונים שנקבעו במיקרו-סביבה. התכונות הכיווניות שלהם קשורות מרחב-זמן לגיוס התאים לאתר הפציעה27. שדות חשמליים אנדוגניים נובעים מהפוטנציאל הטרנסאפיתל הנוצר על ידי העברת יונים מקוטבת ברקמות אפיתליאליות. כאשר מחסום האפיתל מופרע או עובר הזדקנות, הפוטנציאל משתנה באופן משני, בעוד אזורים לא פגועים או שאינם זקנים שומרים על העברת יונים, מה שיוצר גרדיאנט מתח שמייצר DCEF במקביל למשט.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.

Acknowledgements

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

אנו מודים בכנות למחלקה לניתוחים פלסטיים בבית החולים הראשון המסונף של אוניברסיטת הרפואה של סין (שניאנג, סין) ולמכון לריפוי רגנרטיבי באוניברסיטת קליפורניה, דייוויס (קליפורניה, ארה"ב) על מתן תשתיות ניסוי קריטיות ומשאבי מחקר משותפים שאפשרו מחקר זה. אנו גם מודים ל-Shanghai OE Biotech Co., Ltd. על תמיכתם הטכנית בריצוף RNA וניתוח ביואינפורמטי.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
4&g; C/-20 ודרגה גבוהה; C/-80 ו°; מקרר Cחאייר, סיןHYC-390/DW-25L262/DW-86L728J
אגרהושי, סין10000561
אנלייזר ביולוגי Agilent 2100אג'ילנט טכנולוגיות, ארצות הבריתG2939BA
Alizarin Red S סיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתA5533
ארון בטיחות ביולוגית תרמו פישר סיינטיפיק, ארצות הברית1300 A2 1.5 מ'
CaNO3· 4H2Oהושי, סין10013960
צנטריפוגהתרמו פישר סיינטיפיק, ארצות הבריתX4R Pro 
חממת CO2תרמו פישר סיינטיפיק, ארצות הבריתפורמה סטרי-מחזור 3307 
קולגנאז סוג IVביושארפ, סין BS076
מיקרוסקופ קונפוקליצייס, גרמניהLSM 900
ספק כוח פולס DC Daedo Powertronics, קוריאהDDP-500
דקסמתזוןסיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתD4902
מולטימטר דיגיטליפלוק, ארצות הבריתפלוק-175
DMSOסיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתD2650
מאזן אלקטרוני  סארטוריוס, גרמניה  BSA224S-CW
FBS גיבקו, ארצות הברית10270-106
ציטומטר זרימהתרמו פישר סיינטיפיק, ארצות הבריתA24858
IBMX (1-מתיל-3-איזובוטילקסנתין)סיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתI7018
אינדומטצין   סיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתI7378
אינסוליןסיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתI5500   
מיקרוסקופ הפוךצייס, גרמניהאקסיו אובזרבר 7 / ACR
ITS-Gסיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתI3146
KClהושי, סין10019318
KH2PO4הושי, סין10019320
חומצה לינולאית  סיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתL1376
תחנת סלולר חיהלייב סל אינסטרומנט, קוריאהChamlide TC 
DMEM עם רמות סוכר נמוכותגיבקו, ארצות הברית11885084
MgSO4· 7H2O הושי, סין10019322
Na2HPO4· 12H2Oהושי, סין10019324
NaClהושי, סין10019318
ספקטרופוטומטר NanoDrop 2000תרמו פישר סיינטיפיק, ארצות הבריתND-2000
שמן אדום Oסיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתO0625
פניצילין/סטרפטומיציןגיבקו, ארצות הברית15140122
פיפטותאפנדורף, גרמניה 4920000061
SYBR Premix EX Taqטקארה, סין RR420A
טולואידין כחול O         סיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתT3260
טריסהושי, סין10019326
טריזולביוטיים, סיןR0016
טריפסין-אדטהגיבקו, ארצות הברית25200056
מיקרוסקופ זקוףצייס, גרמניה415200-0000-000 
גריז ואקוםדאו קורנינג, ארצות הברית1597418
ויטמין C     סיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתA4544
מערכת טיהור מיםתרמו פישר סיינטיפיק, ארצות הברית  GenPure xCAD Plus UF-TOC
β-גליצרופוספט סיגמא-אלדריץ', ארצות הבריתG9422

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....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

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

Related Articles