PARTEA Ⅰ: Celulă stem/progenitoare în rinichi: caracteristici, orientare, coordonare și întreținere

A lua legatura:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

PARTEA Ⅰ: Celula stem/progenitoare în rinichi: caracteristici, homing, coordonare și întreținere

Jiewu Huang, Yaozhong Kong, Chao Xie și Lili Zhou

Abstract

Renaleșecare o prevalență ridicată și devine o problemă de sănătate publică la nivel mondial. In orice caz,renalînlocuireterapiile precum dializa nu sunt încă satisfăcătoare pentru multiplele lor complicații. În timp ce repararea țesuturilor mediate de celule stem/progenitoare și medicina regenerativă arată că există lumină la capătul tunelului. Prin urmare, o mai bună înțelegere a caracteristicilor celulelor stem/progenitoare din rinichi și a capacității lor de reținere ar promova în mare măsură dezvoltarea cercetării și terapiei cu celule stem în domeniul rinichilor și ar deschide o nouă cale pentru a explora noi strategii de protecție a rinichilor. În această revizuire, rezumăm în general principalele celule stem/progenitoare derivate din rinichi in situ sau provenite din circulație, în special măduva osoasă. De asemenea, elaborăm micromediul specific rinichilor care permite creșterea celulelor stem/progenitoare și chemotaxia și comentăm interacțiunea acestora. În cele din urmă, evidențiem potențiale strategii pentru îmbunătățirea efectelor terapeutice ale terapiei pe bază de celule stem/progenitoare. Revizuirea noastră oferă indicii importante pentru a înțelege și a controla mai bine creșterea celulelor stem în rinichi și pentru a dezvolta noi strategii terapeutice.

cistanche herbapoate satratarinichiboalaîmbunătăţifunctie renala

Introducere

Cronic renalboala(CKD) a devenit o problemă de sănătate publică, care afectează peste 10% din populația globală. În populațiile cu risc ridicat, prevalența CKD este de până la 50 la sută [1]. Printre etiologia CKD, leziunea renală acută (AKI), caracterizată printr-o scădere rapidă a funcției renale, este considerată un mediator cheie al CKD și stadiul final al bolii renale.renalboala(ESRD)[2]. Cu toate acestea, deșirenalterapiile de substituție precum dializa ar putea fi un substitut pentru susținerea funcției renale bazale, repararea rinichiului în sine este principala problemă care trebuie rezolvată. Deși repararea țesuturilor pe bază de celule stem/progenitoare și medicina regenerativă au fost investigate treptat, există încă multe domenii neexplorate. În această revizuire, rezumăm caracteristicile generale ale celulelor stem/progenitoare și capacitatea lor de reținere în rinichi. De asemenea, subliniem micromediile implicate în întreținerea celulelor stem/progenitoare și oferim strategii potențiale pentru îmbunătățirea funcțiilor celulelor stem/progenitoare.

Celulele stem/progenitoare sunt un grup de celule specifice care posedă abilități de auto-reînnoire, diferențiere multipotentă și reparare după leziuni de organ [3]. În comparație cu celulele stem, celulele progenitoare prezintă o capacitate limitată de diferențiere. Micromediul ar putea influența foarte mult diferențierea și auto-înnoirea lor [4]. Celulele stem specifice țesuturilor au fost observate în multe organe, inclusiv rinichi, măduvă osoasă, mucoasa gastrointestinală, ficat, creier, prostată și piele [4-8]. Celulele stem/progenitoare se pot diferenția în celule epiteliale, miofibroblaste și celule musculare netede în mezenchimul metanefric embrionar [9-11]. Populația de celule stem mezenchimale (MSC) joacă un rol important în embriogeneza rinichilor [12,13]. În timp ce în rinichiul adult, cele două surse diferite de celule stem/progenitoare, inclusiv celulele stem/progenitoare renale rezidente și celulele stem/progenitoare circulante, care sunt în principal derivate din măduva osoasă, facilitează, de asemenea, foarte mult procesele de reparare locală prin intermediul antiinflamației și imunității. efecte modulatorii [14-17]. Au existat unele studii care arată că celulele stem/progenitoare ar putea ameliora leziunile renale și pot îmbunătăți funcția renală în leziuni de ischemie/reperfuzie (IRI)[3,5,15,18,19], sindrom nefrotic [20], insuficiență renală acută prin intramusculară. injectarea de glicerol [21-23] și un model indus de adriamicină[24].

costacheperinichi

Celulele stem/progenitoare circulante includ celule progenitoare endoteliale (EPC), celule stem hematopoietice (HSC) și MSC-uri derivate din măduva osoasă (BMSC). EPC, care posedă capacitatea de a repara endoteliul, sunt derivate din măduva osoasă și pot fi mobilizate în circulația periferică la o varietate de stimuli [25]. HSC-urile sunt un fel de celulă stem din măduva osoasă, care dețin capacitatea de a se auto-reînnoi, de a prolifera și de a se diferenția pentru a reface sângele și sistemul imunitar [26]. Transplantul HSC este eficient în bolile autoimune [27-29] și, de asemenea, îmbunătățește foarte mult funcția renală în nefropatiile autoimune, cum ar fi nefropatia IgA [30,31], glomeruloscleroza segmentară focală (FSGS)[32] și glomerulonefrita semilună [30,31] 33], prin eradicarea celulelor imune auto-reactive și prin regenerarea unui sistem imunitar naiv, auto-tolerant [34]. Un număr mare de dovezi indică un mare potențial de efecte terapeutice ale BMSC asupra AKI [35-37, CKD [37,38], FSGS [39,40], nefropatie diabetică [{41-43], boli renovasculare [ 44], nefrită lupică [45, 46], boală polichistică de rinichi [47] și altele [48-51]. Studiile au arătat, de asemenea, că EPC-urile contribuie la repararea endotelială în rinichii induși de IRI [52,53] și restabilește microvascularizația, hemodinamica și funcția renală în rinichiul stenotic [54-56]. Pentru a înțelege mai bine rolul tulpinii/ celulele progenitoare din rinichi, ne-am concentra pe caracteristicile și originea acestora, mecanismul care stă la baza efectelor lor asupra recuperării rinichilor și strategiile de terapie pe bază de celule stem/progenitoare în cele ce urmează.

cistancheierburi ale imperiului pierdut pefunctia rinichilor

CLICK AICI PENTRU PARTEA Ⅱ

Concluzii

Există o gamă largă de celule stem/progenitoare, inclusiv celule stem/progenitoare rezidente în rinichi în diferite zone ale rinichiului, cu propriile lor caracteristici, și cele care sunt derivate din măduva osoasă și apoi rezidă în rinichi. După leziunea renală, aceste celule stem/progenitoare pot migra în zonele lezate printr-un mecanism complicat, unde exercită un efect protector asupra micromediului inflamator și hipoxic al rinichiului lezat prin diferențiere sau funcții paracrine.

Există câteva strategii adecvate și promițătoare pentru terapiile bazate pe celule stem/progenitoare (Fig. 3). Precondiționarea celulelor stem este o strategie eficientă pentru a îmbunătăți localizarea și supraviețuirea celulelor stem, astfel încât să le sporească efectul de protecție a rinichilor. Cu toate acestea, funcția celulelor stem/progenitoare este afectată la pacienții cu CKD, ceea ce duce la efecte terapeutice nesatisfăcătoare, dar celulele stem/progenitoare alogene pot fi respinse. Aplicarea moleculelor bioactive secretate de celulele stem/progenitoare ar putea depăși această provocare. Deoarece combinația cu biomateriale poate depăși eliminarea rapidă a celulelor stem/progenitoare și a produselor lor bioactive in vivo, sporește selectivitatea lor renală și oferă un micromediu binevenit pentru a promova supraviețuirea și funcționarea acestora, această strategie ar trebui, de asemenea, luată în considerare. În cele din urmă, având în vedere potența de generare biotehnologică a unui întreg rinichi funcțional în viitor, o metodă de bioinginerie poate fi o perspectivă de viitor promițătoare.

Fig. 3 Există patru strategii potențiale pentru îmbunătățirea efectelor terapeutice ale terapiei pe bază de celule stem/progenitoare, inclusiv precondiționarea, aplicarea de biomateriale, molecule bioactive și bioinginerie.Precondiționarea include în principal hipoxia, modificarea genetică și administrarea cu citokine sau compuși chimici. Biomaterialele includ hidrogeluri, matrice de biomateriale și alte materiale noi. Este de asemenea utilă aplicarea moleculelor bioactive și a EV secretate de celulele stem/progenitoare. Și aplicarea schelei dECM și a ESC-urilor sau iPSC-urilor pentru a regenera un întreg organ funcțional este o strategie prospectivă în viitor.

echinacozidasupra preveniriirinichileziuni și boli

Referințe

1..Eckardt KU, Coresh J, Devuyst O, Johnson RJ, Köttgen A. Levey AS, et al. Evoluția importanței bolii renale: de la subspecialitate la povara globală a sănătății. Lancet.2013;382(9887):158-69.

2. Levin A, Tonelli M, Bonventre J, Coresh J, Donner JA, Fogo AB, et al. Sănătatea globală a rinichilor 2017 și nu numai: o foaie de parcurs pentru eliminarea decalajelor în îngrijire, cercetare și politică. Lancet. 2017;390(10105):1888-917.

3. Kitamura S, Yamasaki Y, Kinomura M, Sugaya T, Sugiyama H, Maeshima Y, et al. Stabilirea și caracterizarea celulelor asemănătoare progenitoarelor renale din segmentul S3 al nefronului la rinichiul adult de șobolan. FASEBJ.2005;19(13):1789-97.

4. Anglani F, Forino M,Del Prete D, Tosetto E, Torregrossa R,D'Angelo A. În căutarea celulelor stem renale adulte. J Cell Mol Med.2004;8(4):474-87.

5. Gupta S, Verfaillie C, Chmielewski D, Kren S, Eidman K, Connaire J, et al. Izolarea și caracterizarea celulelor stem derivate din rinichi. J Am Soc Nephrol. 2006;17(11):3028–40.

6. Reynolds BA, Weiss S. Generarea de neuroni și astrocite din celule izolate ale sistemului nervos central al mamiferelor adulte. Ştiinţă. 1992; 255(5052):1707–10.

7. Tropepe V, Coles BL, Chiasson BJ, Horsford DJ, Elia AJ, McInnes RR, et al. Celulele stem retiniene în ochiul mamiferului adult. Ştiinţă. 2000;287(5460):2032–6.

8. Herrera MB, Bruno S, Buttiglieri S, Tetta C, Gatti S, Deregibus MC, et al. Izolarea și caracterizarea unei populații de celule stem din ficat uman adult. Celule stem. 2006;24(12):2840–50.

9. Oliver JA, Barasch J, Yang J, Herzlinger D, Al-Awqati Q. Mezenchimul metanefric conține celule stem renale embrionare. Am J Physiol Renal Physiol. 2002;283(4): F799–809.

10. Bussolati B, Bruno S, Grange C, Buttiglieri S, Deregibus MC, Cantino D, et al. Izolarea celulelor progenitoare renale din rinichiul uman adult. Sunt J Pathol. 2005;166(2):545–55.

11. Maeshima A, Yamashita S, Nojima Y. Identificarea celulelor tubulare asemănătoare progenitoarelor renale care participă la procesele de regenerare ale rinichilor. J Am Soc Nephrol. 2003;14(12):3138–46.

12. Cullen-McEwen LA, Caruana G, Bertram JF. A fost ce și de ce stroma renală în curs de dezvoltare. Nephron Nefrol experimental. 2005;99(1):e1–8.

13. Bruno S, Chiabotto G, Camussi G. Analiză concisă: diferite populații de celule stem/stromale mezenchimale rezidă în rinichiul adult. Stem Cells Transl Med. 2014;3(12):1451–5.

14. Liu D, Cheng F, Pan S, Liu Z. Celulele stem: o opțiune potențială de tratament pentru bolile de rinichi. Stem Cell Res Ther. 2020;11(1):249.

15. Dekel B, Zangi L, Shenzhen E, Reich-Zeliger S, Eventov-Friedman S, Katchman H, et al. Izolarea și caracterizarea celulelor stem/progenitoare nontubulare sca-1 plus linmultipotente din rinichi de șoarece adult. J Am Soc Nephrol. 2006; 17(12):3300–14.

16. Huang Y, Johnston P, Zhang B, Zakari A, Chowdhry T, Smith RR, et al. Celulele stromale derivate din rinichi modulează răspunsurile celulelor dendritice și T. J Am Soc Nephrol. 2009;20(4):831–41.

17. Uccelli A, Pistoia V, Moretta L. Celulele stem mezenchimale: o nouă strategie pentru imunosupresie? Tendințe Immunol. 2007;28(5):219–26.

18. Oliver JA, Maarouf O, Cheema FH, Martens TP, Al-Awqati Q. Papila renală este o nișă pentru celulele stem renale adulte. J Clin Investig. 2004;114(6):795–804.

19. Lee PT, Lin HH, Jiang ST, Lu PJ, Chou KJ, Fang HC și colab. Celulele progenitoare ale rinichilor de șoarece accelerează regenerarea renală și prelungesc supraviețuirea după leziuni ischemice. Celule stem. 2010;28(3):573–84.

20. Ronconi E, Sagrinati C, Angelotti ML, Lazzeri E, Mazzinghi B, Ballerini L, et al. Regenerarea podocitelor glomerulare de către progenitorii renali umani. J Am Soc Nephrol. 2009;20(2):322–32.

21. Angelotti ML, Ronconi E, Ballerini L, Paired A, Mazzinghi B, Sagrinati C, et al. Caracterizarea progenitorilor renali angajați față de descendența tubulară și potențialul lor de regenerare în leziunea tubulară renală. Celule stem. 2012;30(8):1714–25.

22. Sagrinati C, Netti GS, Mazzinghi B, Lazzeri E, Liotta F, Frosali F, et al. Izolarea și caracterizarea celulelor progenitoare multipotente din capsula lui Bowman a rinichilor umani adulți. J Am Soc Nephrol. 2006;17(9):2443–56.

23. Lazzeri E, Crescioli C, Ronconi E, Mazzinghi B, Sagrinati C, Netti GS, et al. Potențialul de regenerare al progenitorilor multipotenți renali embrionari în insuficiența renală acută. J Am Soc Nephrol. 2007;18(12):3128–38.

24. Challen GA, Bertoncello I, Deane JA, Ricardo SD, Little MH. Populația din partea rinichilor dezvăluie potențial multiliniar și capacitate funcțională renală, dar și heterogenitate celulară. J Am Soc Nephrol. 2006;17(7):1896–912.

25. Fadini GP, Agostini C, Sartore S, Avogaro A. Celulele progenitoare endoteliale în istoria naturală a aterosclerozei. Ateroscleroza. 2007;194(1):46–54.

26. Ho YH, Méndez-Ferrer S. Contribuții microambientale la îmbătrânirea celulelor stem hematopoietice. hematologică. 2020;105(1):38–46. 27. Ng SA, Sullivan KM. Aplicarea transplantului de celule stem în bolile autoimune. Curr Opin Hematol. 2019;26(6):392–8.

28. van Bekkum DW. Baza experimentală a transplantului de celule stem hematopoietice pentru tratamentul bolilor autoimune. Jo Leucocyte Biol. 2002;72(4):609–20.

29. Ikehara S. Transplant de celule stem pentru boli autoimune: ce putem învăța din modelele experimentale? Autoimunitate. 2008;41(8):563–9.

30. Imasawa T, Utsunomiya Y, Kawamura T, Nagasawa R, Maruyama N, Sakai O. Dovezi care sugerează implicarea celulelor stem hematopoietice în patogeneza nefropatiei IgA. Biochem Biophys Res Commun. 1998; 249(3):605–11.