Účinky vitamínu D3, horčíka a vitamínu C na expresiu osteo-asociovaných miRNA mezenchýmových kmeňových buniek tukového tkaniva


Autoři: Sabová Nikola 1;  Samáková Adriana 1;  Pinček Martin 1;  Sprušanský Ondrej 1;  Gažová Andrea 2;  Kyselovič Ján 3
Působiště autorů: Department of Pharmacology and Toxicology, Pharmacy Faculty, Comenius University in Bratislava, Slovakia 1;  Institute of Pharmacology and Clinical Pharmacology, Medical Faculty, Comenius University in Bratislava, Slovakia 2;  5th Department of Internal Medicine, Clinical Research Unit, Medical Faculty, Comenius University in Bratislava and University Hospital Bratislava - Hospital Ruzinov, Slovakia 3
Vyšlo v časopise: Clinical Osteology 2019; 24(1): 27-35
Kategorie: Přehledové články

Souhrn

Úvod: Vitamín D3, horčík, ale aj vitamín C zohrávajú limitovanú rolu vo vápnikovej homeostáze a fyziológii kostí. Okrem iného majú aj pleiotropné účinky na rôzne typy buniek, akými sú napr. mezenchýmové kmeňové bunky odvodené z tukového tkaniva (Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells – ADMSCs).

Cieľ štúdie: Cieľom tejto štúdie bolo získať nový pohľad na vplyv magnézia, cholekalciferolu (vitamínu D3) a kyseliny askorbovej (vitamínu C) na potenciálne zmeny v kultivácii a diferenciácii ADMSCs. Nedávny výskum odhalil zapojenie mnohých mikroRNA (miRNA) pochádzajúcich z kostnej hmoty do regulácie fyziológie/patológie kostí. Preto sme sa tiež zamerali na analýzu zmien expresie miRNA v tomto kultivačnom stave.

Metódy: Jednotlivé vzorky ADMSCs sa kultivovali 24 hodín v kompletnom kultivačnom médiu s prídavkom rôznych koncentrácií vitamínu D3, horčíka a vitamínu C. Zmeny v expresii vybraných miRNA kostnej hmoty (miRNA-1, miRNA-29b, miRNA-133a a miRNA-499) sa určili pomocou reverznej transkripcie polymerázovej reťazovej reakcie (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction – RT-PCR).

Výsledky: Po farmakologickom ovplyvnení buniek pridaním vitamínu D3 sa významne zvýšila expresia všetkých pozorovaných miRNA. Pod vplyvom horčíka bolo zaznamenané štatisticky významné zvýšenie expresie miRNA-1 a miRNA-29b v porovnaní s kontrolnou vzorkou. Zvýšené koncentrácie vitamínu C významne ovplyvnili štruktúru a morfológiu sledovaných buniek, pričom došlo k významným zmenám v expresii miRNA-29b a miRNA-499.

Záver: Táto štúdia potvrdila možnosť pozitívneho farmakologického ovplyvnenia kmeňových buniek vitamínom D3, horčíkom, a taktiež vitamínom C v rámci regulácie expresie miRNA pochádzajúcich z kostnej hmoty.

Klíčová slova:

cholekalciferol – mezenchýmové kmeňové bunky odvodené z tukového tkaniva – miRNA – vitamin C – vitamín D3


Zdroje
  1. Branch MJ, Hashmani K, Dhillon P et al. Mesenchymal stem cells in the human corneal limbal stroma. Invest Ophthalmol Vis Sci 2012; 53(9): 5109–5116. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1167/iovs.11–8673>.
  2. Wang S, Qu X, Zhao RC. Clinical applications of mesenchymal stem cells. J Hematol Oncol 2012; 5: 19. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1186/1756–8722–5-19>.
  3. Dominici M, Le Blanc K, Mueller I et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy 2006; 8(4): 315–317. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1080/14653240600855905>.
  4. Gimble JM, Katz AJ, Bunnell BA. Adipose-derived stem cells for regenerative medicine. Circ Res 2007; 100(9): 1249–1260. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1161/01.RES.0000265074.83288.09>.
  5. Beresford JN, Bennett JH, Devlin C et al. Evidence for an inverse relationship between the differentiation of adipocytic and osteogenic cells in rat marrow stromal cell cultures. J Cell Sci 1992; 102(Pt 2): 341–351.
  6. Martin EC, Qureshi AT, Dasa V et al. MicroRNA regulation of stem cell differentiation and diseases of the bone and adipose tissue: Perspectives on miRNA biogenesis and cellular transcriptome. Biochimie 2016; 124: 98–111. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1016/j.biochi.2015.02.012>.
  7. Felekkis K, Touvana E, Stefanou Ch et al. MicroRNAs: A newly described class of encoded molecules that play a role in health and disease. Hippokratia 2010; 14(4): 236–240. 
  8. Collino F, Bruno S, Deregibus MC et al. Chapter Fourteen – MicroRNAs and Mesenchymal Stem Cells. Vitam Horm 2011; 87: 291–320. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1016/B978–0-12–386015–6.00033–0>.
  9. Liu J, Huang L, Su P et al. MicroRNA-499a-5p inhibits osteosarcoma cell proliferation and differentiation by targeting protein phosphatase 1D through protein kinase B/glycogen synthase kinase 3β signaling. Oncol Lett 2018; 15(4): 4113–4120. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.3892/ol.2018.7814>.
  10. Taipaleenmäk H. Regulation of Bone Metabolism by microRNAs. Curr Osteoporos Rep 2018; 16(1): 1–12. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1007/s11914–018–0417–0>.
  11. Fujii R, Osaka E, Sato K et al. MiR-1 Suppresses Proliferation of Osteosarcoma Cells by Up-regulating p21 via PAX3. Cancer Genomics Proteomics 2019; 16(1): 71–79. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.21873/cgp.20113>.
  12. Basoli V, Santaniello S, Cruciani S et al. Melatonin and Vitamin D Interfere with the Adipogenic Fate of Adipose-Derived Stem Cells. Int J Mol Sci 2017; 18(5). pii: E981. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.3390/ijms18050981>.
  13. Sargenti A, Castiglioni S, Olivi E et al. Magnesium Deprivation Potentiates Human Mesenchymal Stem Cell Transcriptional Remodelling. Int J Mol Sci 2018; 19(5). pii: E1410. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.3390/ijms19051410>.
  14. D’Aniello C, Cermola F, Patriarca EJ et al. Vitamin C in Stem Cell Biology: Impact on Extracellular Matrix Homeostasis and Epigenetics. Stem Cells Int 2017; 2017: 8936156. <http://dx.doi.org/10.1155/2017/8936156>.
  15. Schneider S, Unger M, Van Griensven M et al. Adipose-derived mesenchymal stem cells from liposuction and resected fat are sources for regenerative medicine. Eur J Med Res 2017; 22(1): 17. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1186/s40001–017–0258–9>.
  16. McGregor RA, Choi MS. MicroRNAs in the regulation of adipogenesis and obesity. Curr Mol Med 2011; 11(4): 304–316.
  17. Alexander R, Lodish H, Sun L. microRNAs in adipogenesis and as therapeutic targets for obesity, Expert Opin Ther Targets 2011; 15(5): 623–636.
  18. Huang J, Zhao L, Xing L et al. MicroRNA-204 regulates Runx2 protein expression and mesenchymal progenitor cell differentiation. Stem Cells 2010; 28(2): 357–364. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1002/stem.288>.
  19. Divakaran V, Mann DL. The emerging role of microRNAs in cardiac remodelling and heart failure. Circ Res 2008; 103(10): 1072–1083. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.108.183087>.
  20. Kloosterman WP, Steiner FA, Berezikov E et al. Cloning and expression of new microRNAs from zebrafish. Nucleic Acid Res 2006; 34(9): 2558–2569. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1093/nar/gkl278>.
  21. Feichtinger X, Muschitz Ch, Heimel P et al. Bone-related circulating microRNAs miR-29b-3p, miR-550a-3p, and miR-324–3p and their association to bone microstructure and histomorphometry. Sci Rep 2018; 8(1): 4867. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1038/s41598–018–22844–2>.
  22. Nguyen TY, Garcia S, Liew CG et al. Effects of magnesium on growth and proliferation of human embryonic stem cells. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc 2012;2012: 723–726. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1109/EMBC.2012.6346033>.
Štítky
Biochemie Dětská gynekologie Dětská radiologie Dětská revmatologie Endokrinologie Gynekologie a porodnictví Interní lékařství Ortopedie Praktické lékařství pro dospělé Radiodiagnostika Rehabilitace Revmatologie Traumatologie Osteologie

Článek vyšel v časopise

Clinical Osteology

Číslo 1

2019 Číslo 1

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Zánětlivá bolest zad a axiální spondylartritida – Diagnostika a referenční strategie
nový kurz
Autoři: MUDr. Monika Gregová, Ph.D., MUDr. Kristýna Bubová

Inhibitory karboanhydrázy v léčbě glaukomu
Autoři: as. MUDr. Petr Výborný, CSc., FEBO

Příběh jedlé sody
Autoři: MUDr. Ladislav Korábek, CSc., MBA

Krvácení v důsledku portální hypertenze při jaterní cirhóze – od pohledu záchranné služby až po závěrečný hepato-gastroenterologický pohled
Autoři: PhDr. Petr Jaššo, MBA, MUDr. Hynek Fiala, Ph.D., prof. MUDr. Radan Brůha, CSc., MUDr. Tomáš Fejfar, Ph.D., MUDr. David Astapenko, Ph.D., prof. MUDr. Vladimír Černý, Ph.D.

Rozšíření možností lokální terapie atopické dermatitidy v ordinaci praktického lékaře či alergologa
Autoři: MUDr. Nina Benáková, Ph.D.

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se