Wizualizacja elektrotaksji zależnych od wieku komórek macierzystych pochodzących z ludzkiego tłuszczu pod wpływem pól elektrycznych prądu stałego

Shiyu Li; Kan Zhu; Shude Yang; Min Zhao; Shu Guo

doi:10.3791/69666

Artykuł badawczy

Wizualizacja elektrotaksji zależnych od wieku komórek macierzystych pochodzących z ludzkiego tłuszczu pod wpływem pól elektrycznych prądu stałego

315 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/69666

⸱

19 grudnia 2025

Shiyu Li¹^,² , Kan Zhu²^,³ , Shude Yang¹ , Min Zhao²^,³ , Shu Guo¹

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

W tym artykule

Podsumowanie

W niewielkiej grupie kobiet dawców starzenie się zmniejszyło elektrotaktyczną migrację hADSC. DCEF zmienił ekspresję genów (747 w górę, 624 w dół), wzbogacając terminy transportu sodu/kanału GO oraz szlaki PI3K-Akt KEGG, sugerując udział w elektrotaksji związanej z wiekiem, nie ustalając przyczynowości.

Streszczenie

Komórki macierzyste pochodzące z ludzkiego tłuszczu (hADSC) są kluczowe dla regeneracji tkanek i gojenia ran, a ich ukierunkowana migracja jest warunkiem koniecznym do wywierania tych efektów terapeutycznych. Pola elektryczne (EF) są dobrze znane jako kluczowe sygnały kierujące migracją komórek podczas leczenia ran, jednak zachowanie elektrotaktyczne hADSC — zwłaszcza to, jak cechy dawcy (np. wiek) regulują to zachowanie i jego podstawowe mechanizmy molekularne — pozostaje słabo poznane. Ta luka w wiedzy ogranicza optymalne zastosowanie hADSC w medycynie regeneracyjnej. W tym badaniu najpierw potwierdziliśmy istnienie elektrotaksji w hADSC i potwierdziliśmy jej zależność od napięcia: przy polach elektrycznych prądu stałego (DCEF) o napięciu 100-200 mV/mm hADSC migrowały kierunkowo w kierunku anody, przy silniejszych intensywnościach EF, które poprawiały zarówno kierunek migracji, jak i prędkość (w porównaniu do kontroli 0 mV/mm). Następnie porównaliśmy hADSC młodych dawczyń (27,00 ± 4,58 lat) oraz starszych dawczyń (62,33 ± 4,04 lata) za pomocą sekwencjonowania RNA (RNA-seq) po stymulacji DCEF 200 mV/mm. Analiza transkryptomiczna zidentyfikowała 747 genów zwykłych i 624 obniżonych u starszych hADSC, z genami różnicowo ekspresyjnymi (DEG) wzbogaconymi w procesy biologiczne i szlaki krytyczne dla elektrotaksji — w tym transbłonowy transport jonów sodu, aktywność kanału sodowego zależną od napięcia (terminy GO) oraz szlak sygnalizacyjny PI3K-Akt (szlak KEGG). Funkcjonalnie starsze hADSC wykazywały istotnie mniejszą migrację anodalną (zmniejszona odległość akumulowana, odległość euklidesowa i bezpośredniość) w porównaniu z młodymi hADSC pod stymulacją DCEF. Badanie to dostarcza pierwszych dowodów na elektrotaksję zależną od wieku u hADSC, wykazując, że wiek dawcy koreluje z upośledzoną zdolnością elektrotaktyczną. Dodatkowo ujawnia, że zaburzenia aktywności kanałów sodowych i sygnalizacji PI3K-Akt mogą być podstawą tego spadku związanego z wiekiem. Wyniki te wskazują na potencjalne mechanizmy regulacyjne elektrotaksji hADSC i dostarczają nowych wskazówek w zakresie dostosowywania terapii opartych na hADSC (np. wybór optymalnych dawców lub ukierunkowanie na szlaki sodowe/PI3K-Akt) w celu poprawy regeneracji tkanek i gojenia ran.

Wprowadzenie

Komórki macierzyste pochodzące z apipozy (ADSC) posiadają silną zdolność samoodnowy oraz znaczący potencjał regeneracyjny. W odpowiednich warunkach indukcyjnych mogą się różnicować na osteoblasty, chondrocyty i adipocyty, między innymi¹. Dzięki sygnalizacji parakrynocznej ADSC może również wspierać powstawanie naczyń krwionośnych i limfatycznych ^2,3, hamować powstawanie blizn⁴ oraz wykazywać efekty regulacyjne układu odpornościowego⁵. Dlatego ADSC jest uważane za idealną komórkę nasienną do terapii komórkowych w medycynie regeneracyjnej.