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

Stáhnout PDF English version

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

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>.
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>.
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>.
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>.
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.
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>.
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.
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>.
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>.
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>.
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>.
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>.
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>.
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>.
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>.
McGregor RA, Choi MS. MicroRNAs in the regulation of adipogenesis and obesity. Curr Mol Med 2011; 11(4): 304–316.
Alexander R, Lodish H, Sun L. microRNAs in adipogenesis and as therapeutic targets for obesity, Expert Opin Ther Targets 2011; 15(5): 623–636.
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>.
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>.
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>.
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>.
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 Rehabilitační a fyzikální medicína Revmatologie Traumatologie Osteologie

Článek Sarkopenie: definice a diagnostika nové nemoci

Článek Význam kostnej denzitometrie v predikcii kardiovaskulárneho rizika

Článek Efekt dlhodobej liečby rastovým hormónom na kostnú hustotu a kvalitu kosti

Článek Vliv vitaminu K na muskuloskeletální zdraví u postmenopauzálních žen

Článek Variabilita prejavov osteogenesis imperfecta v závislosti na pohlaví: kazuistika

Článek vyšel v časopise