Učinak akteozida kao zaštitnika stanica za stvaranje kloniranog psa

Ji Hye Lee1☯, Ju Lan Chun1☯, Keun Jung Kim1, Eun Young Kim1, Dong-hee Kim1, Bo Myeong Lee1, Kil Woo Han1, Kang-Sun Park1, Kyung-Bon Lee2, Min Kyu Kim1*

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com

Kliknite ovdje za 2. dio

acteosideincistancheima mnogoefekti

Tabela 5. Mikrosatelitska analiza kloniranog psa.

Tabela 6. mtDNK sekvence kloniranog psa.

poboljšane su upotrebom donorskih ćelija u G{{0}}/G1 stadijumu u odnosu na upotrebu donorskih ćelija u G2/M fazi [24–28], iako je prijavljeno da donorske ćelije zaustavljeni u G2/M fazi ćelijskog ciklusa mogu proizvesti održiva klonirana prasad [44]. Stadij ćelijskog ciklusa ćelija donora jezgra igra ključnu ulogu u događajima reprogramiranja koji prate SCNT. Ćelije donora jezgra zaustavljene u fazi G0/G1 efikasno iniciraju prvu sintezu DNK nakon SCNT [28, 29, 45]. Da bi se indukovala sinhronizacija ćelijskog ciklusa, korišćeni su različiti hemijski inhibitori uključujući akteozid da bi se postigla sinhronizacija ćelijskog ciklusa [46, 47]. Kao CDK inhibitor, akteozid se često koristi za postizanje sinhronizacije ćelijskog ciklusa u fazi G0/G1. Lee et al. izvijestili su da akteozid ometa napredovanje ćelijskog ciklusa nakon G1 faze, sprečavajući tako proliferaciju ćelija leukemije. Pored toga, nivo CDK je smanjen, ali su nivoi CDK inhibitora značajno povećani [38].

Cistanchedeserticolaacteosidemože poboljšati imunitet i smanjitiapoptoza

Ova studija je uporedila efekte akteozida sa druge dve uobičajene metode sinhronizacije ćelija kako bi se istražio efekat ćelijske sinhronizacije na efikasnost SCNT. Fibroblasti fetusa pasa tretirani su različitim koncentracijama akteozida, gladovanjem u serumu i kontaktnom inhibicijom; upoređen je postotak ćelija u fazi G{{0}}/G1 u tri tretirane grupe. Utvrđeno je da je gladovanje u serumu najefikasniji metod za sinhronizaciju ćelijskog ciklusa u fazi G0/G1, i nije bilo značajne razlike između akteozida i kontaktne inhibicije. Međutim, gladovanje u serumu izazvalo je značajno viši nivo ROS. Prethodne studije su objavile da povećanje ROS-a oštećuje ćelijske membrane i indukuje apoptozu čime se smanjuje efikasnost razvoja embrija. Štaviše, ROS povećava fragmentaciju DNK koja indukuje ćelijski blok i odgađa razvoj embrija kod ljudi i svinja [48–51]. Tretman akteozidom nije pokazao razliku u sinhronizaciji ćelijskog ciklusa u G0/G1 fazi u poređenju sa kontaktnom inhibicijom. Međutim, akteozid je inducirao značajno manju aktivnost ROS-a u poređenju s druge dvije metode sinhronizacije ćelijskog ciklusa. Osim toga, tretman akteozidom je inducirao značajno manje apoptoze i nekroze nego kontaktna inhibicija i gladovanje u serumu. Rezultat je takođe kongruentan sa prethodnim studijama koje su pokazale pojavu više apoptotičkih događaja nakon sinhronizacije ćelijskog ciklusa sa gladovanjem u serumu nego sa kontaktnom inhibicijom [32, 52]. Paralelno sa smanjenjem stope apoptoze, grupa tretirana akteozidima je takođe pokazala veće preživljavanje ćelija od grupe sa kontaktnom inhibicijom. Izgladnjivanje u serumu dovelo je do masovne smrti ćelija u poređenju sa tretmanom akteozidima i kontaktnom inhibicijom.

Sinhronizacija ćelijskog ciklusa donora jezgra u fazi G{{0}}/G1 je ključni korak u uspješnom SCNT embrionu i konačno u proizvodnji kloniranih životinja. ROS se smatra jednim od glavnih uzroka ćelijske smrti i apoptoze tokom razvoja embrija. U ovoj studiji, akteozid je istražen kako bi se utvrdilo da li bi to bio korisna alternativna metoda za indukciju G0/G1 stadijuma sinkronizacije ćelijskog ciklusa u fibroblastima fetusa pasa kao ćelijama nuklearnih donora. Indukcija sinkronizacije ćelijskog ciklusa tretiranjem ćelija nuklearnih donora akteozidima smanjila je ROS i apoptozu, što je doprinijelo poboljšanju in vitro razvoja SCNT embrija. Embriji klonirani pomoću donorskih ćelija tretiranih akteozidom prebačeni su u pse surogat majke i uspešno je proizveden jedan zdrav klonirani pas, što se nije dogodilo sa embrionima iz grupe za kontaktnu inhibiciju.

Zaključno, ova studija je pokazala da akteozid, koji je CDK inhibitor, inducira uspješnu sinhronizaciju ćelijskog ciklusa fibroblasta pasa u fazi G0/G1 za upotrebu kao ćelije nuklearnog donora, a također ih štiti od apoptoze smanjenjem oksidativni stres. Citoprotektivni efekat akteozida, u kombinaciji sa sposobnošću sinhronizacije ćelijskog ciklusa, doprineo je poboljšanju in vitro razvojne kompetencije SCNT embriona. Stoga bi akteozid bio efikasan reagens za poboljšanje efikasnosti kloniranja za proizvodnju kloniranih životinja.

Acteoside in cistanchemože liječitibubregbolest se poboljšabubrežnifunkcija

Priznanja

Autor se želi zahvaliti dr. Johnu Hammondu iz USDA-ARS na njegovim naučnim prijedlozima i podršci u pisanju rukopisa.

Prilozi autora

Osmislio i dizajnirao eksperimente: JHL JLC MKK. Eksperimente su izvršili: JHL KJK EYK DHK BML KWH KSP. Analizirani podaci: JLC KBL. Reagensi/materijali/alati za analizu: KJK EYK DHK BML KWH KSP. Napisao rad: JHL JLC. Pribavljanje sredstava i nadzor: MKK.

acteoside incistanchemože poboljšatimemorija

Reference

1. Umeyama K, Honda K, Matsunami H, Nakano K, Hidaka T, Sekiguchi K, et al. Proizvodnja dijabetičkog potomstva korištenjem kriokonzervirane epididimalne sperme in vitro oplodnjom i tehnikama intrafalopijske inseminacije u transgenih svinja. Časopis za reprodukciju i razvoj. 2013; 59(6):599–603. PMID: 23979397; PubMed Central PMCID: PMC3934148.

2. Shimatsu Y, Yamada K, Horii W, Hirakata A, Sakamoto Y, Waki ​​S, et al. Proizvodnja minijaturnih svinja kloniranih NIBS (Nippon Institute for Biological Science) i alfa-1, 3-galaktoziltransferaze nokautiranih MGH svinja putem nuklearnog prijenosa somatskih stanica korištenjem NIBS rase kao surogata. Ksenotransplantacija. 2013; 20(3):157–64. doi: 10.1111/Xen.12031 PMID: 23581451; PubMed Central PMCID: PMC3815503.

3. Kang E, Wu G, Ma H, Li Y, Tippner-Hedges R, Tachibana M, et al. Nuklearno reprogramiranje interfaznom citoplazmom dvoćelijskih mišjih embrija. Priroda. 2014; 509(7498):101–4. doi: 10.1038/ nature13134 PMID: 24670652; PubMed Central PMCID: PMC4124901.

4. Kim EY, Song DH, Park MJ, Park HY, Lee SE, Choi HY, et al. Kloniranje ugroženog crnog goveda Jeju nakon smrti (korejsko autohtono govedo): plodnost i hemija seruma kod kloniranog bika i krave i njihovog potomstva. Časopis za reprodukciju i razvoj. 2013; 59(6):536–43. PMID: 23955237; PubMed Central PMCID: PMC3934153.

5. Jang G, Kim MK, Lee BC. Trenutni status i primjena nuklearnog transfera somatskih stanica kod pasa. Theriogenology. 2010; 74(8):1311–20. doi: 10.1016/j.theriogenology.2010.05.036 PMID: 20688377.

6. Mastromonaco GF, King WA. Kloniranje u kućnim životinjama, nedomaćim i ugroženim vrstama: može li tehnologija postati praktična stvarnost? Reprodukcija, plodnost i razvoj. 2007; 19 (6): 748–61. PMID: 17714629.

7. Wilmut I, Schnieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KH. Održivo potomstvo izvedeno iz ćelija fetusa i odraslih sisara. Priroda. 1997; 385(6619):810–3. doi: 10.1038/385810a0 PMID: 9039911.

8. Wakayama T, Perry AC, Zuccotti M, Johnson KR, Yanagimachi R. Puni razvoj miševa iz enukleiranih oocita ubrizganih jezgrima kumulusnih ćelija. Priroda. 1998; 394(6691):369–74. doi: 10.1038/ 28615 PMID: 9690471.

9. Cibelli JB, Stice SL, Golueke PJ, Kane JJ, Jerry J, Blackwell C, et al. Klonirana transgena telad proizvedena od nemirnih fetalnih fibroblasta. Nauka. 1998; 280(5367):1256–8. PMID: 9596577.

10. Polejaeva IA, Chen SH, Vaught TD, Page RL, Mullins J, Ball S, et al. Klonirane svinje proizvedene nuklearnim prijenosom iz odraslih somatskih stanica. Priroda. 2000; 407(6800):86–90. doi: 10.1038/35024082 PMID: 10993078.

11. Agarwal A, Gupta S, Sharma R. Oksidativni stres i njegove implikacije u ženskoj neplodnosti – perspektiva kliničara. Reproduktivna biomedicina online. 2005; 11(5):641–50. PMID: 16409717.

12. Agarwal A, Gupta S, Sharma RK. Uloga oksidativnog stresa u ženskoj reprodukciji. Reproduktivna biologija i endokrinologija: RB&E. 2005; 3:28. doi: 10.1186/1477-7827-3-28 PMID: 16018814; PubMed Central PMCID: PMC1215514.

13. Goud AP, Goud PT, Diamond MP, Gonik B, Abu-Soud HM. Reaktivne kisikove vrste i starenje jajnih stanica: uloga superoksida, vodikovog peroksida i hipoklorne kiseline. Biologija i medicina slobodnih radikala. 2008; 44(7):1295–304. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.11.014 PMID: 18177745; PubMed Central PMCID: PMC3416041.

14. Park SH, Cho HS, Yu IJ. Utjecaj goveđe folikularne tekućine na reaktivne kisikove vrste i glutation u oocitima, apoptozu i ekspresiju gena povezana s apoptozom in vitro proizvedenih blastocista. Razmnožavanje kod domaćih životinja=Zuchthygiene. 2014; 49(3):370–7. doi: 10.1111/RDA.12281 PMID: 24592966.

15. You J, Lee J, Hyun SH, Lee E. Tretman L-karnitinom tokom sazrevanja oocita poboljšava in vitro razvoj kloniranih embriona svinja utječući na intracelularnu sintezu glutationa i ekspresiju embrionalnih gena. Theriogenology. 2012; 78(2):235–43. doi: 10.1016/j.theriogenology.2012.02.027 PMID: 22578613.

16. You J, Kim J, Lim J, Lee E. Antocijanin stimuliše in vitro razvoj kloniranih embriona svinja povećanjem intracelularnog nivoa glutationa i inhibiranjem reaktivnih vrsta kiseonika. Theriogenology. 2010; 74(5):777–85. doi: 10.1016/j.theriogenology.2010.04.002 PMID: 20537699.

17. Das ZC, Gupta MK, Uhm SJ, Lee HT. Dodatak inzulin-transferin-selena u podlogu za kulturu embriona poboljšava in vitro razvoj embriona svinja. Zigota. 2014; 22(3):411–8. doi: 10. 1017/S0967199412000731 PMID: 23506698.

18. Park ES, Hwang WS, Jang G, Cho JK, Kang SK, Lee BC, et al. Učestalost apoptoze u kloniranim embrionima i poboljšan razvoj tretmanom somatskih ćelija donora navodnim inhibitorima apoptoze. Molekularna reprodukcija i razvoj. 2004; 68(1):65–71. doi: 10.1002/mrd.20046 PMID: 15039949.

19. Jang G, Park ES, Cho JK, Bhuiyan MM, Lee BC, Kang SK, et al. Preimplantacijski razvoj embrija i incidencija apoptoze blastomera u embrionima za prijenos nuklearnih somatskih stanica goveda rekonstruiranim dugotrajno kultiviranim donorskim stanicama. Theriogenology. 2004; 62(3–4):512–21. doi: 10.1016/j. theriogenology.2003.11.022 PMID: 15226007.

20. Uhm SJ, Gupta MK, Yang JH, Lee SH, Lee HT. Selen poboljšava razvojnu sposobnost i smanjuje apoptozu kod svinjskih partenota. Molekularna reprodukcija i razvoj. 2007; 74 (11): 1386–94. doi: 10.1002/mrd.20701 PMID: 17342738.

21. Jeong YW, Hossein MS, Bhandari DP, Kim YW, Kim JH, Park SW, et al. Efekti inzulinskog transferina selena u IVM mediju koji je dopunjen sa definiranom i svinjskom folikularnom tekućinom na IVF i proizvodnju SCNT embriona svinja. Nauka o reprodukciji životinja. 2008; 106(1–2):13–24. doi: 10.1016/j.anireprosci. 2007.03.021 PMID: 17482776.

22. Kang JT, Koo OJ, Kwon DK, Park HJ, Jang G, Kang SK, et al. Efekti melatonina na in vitro sazrijevanje svinjskih jajnih stanica i ekspresiju RNK receptora melatonina u kumulusnim i granuloza ćelijama. Časopis za istraživanje epifize. 2009; 46(1):22–8. doi: 10.1111/j.1600-079X.2008.00602.x PMID: 18494781.

23. Ozawa M, Nagai T, Fahrudin M, Karja NW, Kaneko H, Noguchi J, et al. Dodavanje glutationa ili tioredoksina mediju za kulturu smanjuje intracelularni redoks status svinjskih IVM/IVF embriona, što rezultira poboljšanim razvojem do stadijuma blastociste. Molekularna reprodukcija i razvoj. 2006; 73 (8): 998–1007. doi: 10.1002/mrd.20533 PMID: 16700069.

24. Campbell KH. Nuklearna ekvivalentnost, nuklearni transfer i ćelijski ciklus. Kloniranje. 1999; 1(1):3– 15. doi:10.1089/15204559950020058 PMID: 16218826.

25. Boquest AC, Day BN, Prather RS. Protočna citometrijska analiza ćelijskog ciklusa kultiviranih ćelija fibroblasta svinjskog fetusa. Biologija reprodukcije. 1999; 60(4):1013–9. PMID: 10084979.

26. Kasinathan P, Knott JG, Wang Z, Jerry DJ, Robl JM. Proizvodnja teladi od G1 fibroblasta. Prirodna biotehnologija. 2001; 19(12):1176–8. doi: 10.1038/nbt1201-1176 PMID: 11731789.

27. Urakawa M, Ideta A, Sawada T, Aoyagi Y. Ispitivanje modificirane metode sinkronizacije ćelijskog ciklusa i prijenosa jezgre goveda korištenjem sinkroniziranih stanica fibroblasta rane G1 faze. Theriogenology. 2004; 62(3–4):714–28. doi: 10.1016/j.theriogenology.2003.11.024 PMID: 15226025.

28. Miyamoto K, Hoshino Y, Minami N, Yamada M, Imai H. Efekti sinhronizacije ciklusa ćelija donora na embrionalni razvoj i sintezu DNK u embrionima svinjskog nuklearnog transfera. Časopis za reprodukciju i razvoj. 2007; 53(2):237–46. PMID: 17132911.

29. Koo OJ, Hossein MS, Hong SG, Martinez-Conejero JA, Lee BC. Sinhronizacija ćelijskog ciklusa fibroblasta psećeg uha za prijenos jezgre somatskih stanica. Zigota. 2009; 17(1):37–43. doi: 10.1017/S096719940800498X PMID: 19032801.

30. Cho JK, Lee BC, Park JI, Lim JM, Shin SJ, Kim KY, et al. Razvoj goveđih oocita rekonstruiranih različitim somatskim ćelijama donora sa ili bez serumskog gladovanja. Theriogenology. 2002; 57(7):1819–28. PMID: 12041686.

31. Kues WA, Carnwath JW, Paul D, Niemann H. Sinhronizacija ćelijskog ciklusa fibroblasta svinjskog fetusa deprivacijom seruma inicira nekonvencionalni oblik apoptoze. Kloniranje i matične ćelije. 2002; 4 (3): 231–43. doi: 10.1089/15362300260339511 PMID: 12398804.

32. Cho SR, Ock SA, Yoo JG, Mohana Kumar B, Choe SY, Rho GJ. Efekti konfluentnog, roskovitinskog tretmana i gladovanja u serumu na sinkronizaciju ćelijskog ciklusa fibroblasta goveđeg fetusa. Razmnožavanje domaćih životinja=Zuchthygiene. 2005; 40(2):171–6. doi: 10.1111/j.1439-0531.2005.00577.x PMID: 15819970.

33. Hashem MA, Bhandari DP, Kang SK, Lee BC, Suk HW. Analiza ćelijskog ciklusa in vitro uzgojenih goralnih (Naemorhedus caudatus) fibroblasta kože odraslih. Međunarodna ćelijska biologija. 2006; 30(9):698–703. doi: 10.1016/j.cellbi.2006.04.008 PMID: 16793292.

34. Goissis MD, Caetano HV, Marques MG, de Barros FR, Feitosa WB, Milazzotto MP, et al. Efekti deprivacije seruma i cikloheksimida na ćelijski ciklus fibroblasta svinjskog fetusa sa niskim i visokim prolazom. Razmnožavanje kod domaćih životinja=Zuchthygiene. 2007; 42(6):660–3. doi: 10.1111/j.1439-0531.2006. 00839.x PMID: 17976076.

35. Arruda AL, Vieira CJ, Sousa DG, Oliveira RF, Castilho RO. Jacaranda cuspidifolia Mart. (Bignoniaceae) kao antibakterijski agens. Časopis o ljekovitoj hrani. 2011; 14(12):1604–8. doi: 10.1089/jmf. 2010.0251 PMID: 21663482.

36. Avila JG, de Liverant JG, Martinez A, Martinez G, Munoz JL, Arciniegas A, et al. Način djelovanja Buddleja cordata verbascoside protiv Staphylococcus aureus. Časopis za etnofarmakologiju. 1999; 66 (1):75–8. PMID: 10432210.

37. Pendota SC, Aderogba MA, Ndhlala AR, Van Staden J. Antimikrobne i inhibitorne aktivnosti acetilholinesteraze Buddleja salviifolia (L.) Lam. ekstrakti listova i izolirani spojevi. Časopis za etnofarmakologiju. 2013; 148(2):515–20. doi: 10.1016/j.jep.2013.04.047 PMID: 23665162.

38. Wu SC, Chen RJ, Lee KW, Tung CC, Lin WP, Yi P. Angioembolizacija kao efikasna alternativa za hemostazu u teškom po život opasnom maksilofacijalnom traumatskom krvarenju: studija slučaja. Američki časopis hitne medicine. 2007; 25(8):988 e1–5. doi: 10.1016/j.ajem.2007.02.039 PMID: 17920998.

39. Lee BC, Kim MK, Jang G, Oh HJ, Yuda F, Kim HJ, et al. Psi klonirani iz odraslih somatskih ćelija. Nature.2005; 436(7051):641. doi: 10.1038/436641a PMID: 16079832.

40. Hase M, Hori T, Kawakami E, Tsutsui T. Nivoi LH u plazmi i progesterona prije i poslije ovulacije i promatranje folikula jajnika ultrazvučnim dijagnostičkim sistemom kod pasa. Časopis veterinarske medicinske nauke / Japansko društvo za veterinarske nauke. 2000; 62(3):243–8. PMID: 10770594.

41. Choi YH, Lee BC, Lim JM, Kang SK, Hwang WS. Optimizacija medija za uzgoj kloniranih goveđih embrija i njegov utjecaj na trudnoću i ishod porođaja. Theriogenology. 2002; 58(6):1187–97. PMID: 12240921.

42. Kim KS, Jeong HW, Park CK, Ha JH. Pogodnost AFLP markera za proučavanje genetskih odnosa među korejskim domaćim psima. Geni i genetski sistemi. 2001; 76(4):243–50. PMID: 11732633.

43. Obak B, Wells D. Donorske ćelije za nuklearno kloniranje: mnogi su pozvani, ali je malo odabrano. Kloniranje i matične ćelije. 2002; 4(2):147–68. doi: 10.1089/153623002320253328 PMID: 12171706.

44. Lai L, Park KW, Cheong HT, Kuhholzer B, Samuel M, Bonk A, et al. Transgene svinje koje eksprimiraju pojačani zeleni fluorescentni protein proizveden nuklearnim prijenosom koristeći fibroblaste tretirane kolhicinom kao donore. Molekularna reprodukcija i razvoj. 2002; 62(3):300–6. doi: 10.1002/mrd.10146 PMID: 12112592.

45. Shufaro Y, Reubinoff BE. Sinhronizacija ćelijskog ciklusa u svrhu prijenosa jezgre somatskih stanica (SCNT). Metode u molekularnoj biologiji. 2011; 761:239–47. doi: 10.1007/978-1-61779-182-6_16 PMID: 21755453.

46. ​​Zhang F, Jia Z, Deng Z, Wei Y, Zheng R, Yu L. In vitro modulacija aktivnosti telomeraze, dužine telomera i ćelijskog ciklusa u MKN45 ćelijama pomoću verbaskozida. Planta Medica. 2002; 68(2):115–8. doi: 10.1055/ s-2002-20255 PMID: 11859459.

47. Lee KW, Kim HJ, Lee YS, Park HJ, Choi JW, Ha J, et al. Acteoside inhibira proliferaciju ćelija humane promijelocitne HL{1}} leukemije indukujući zaustavljanje ćelijskog ciklusa u G0/G1 fazi i diferencijaciju u monocit. Karcinogeneza. 2007; 28(9):1928–36. doi: 10.1093/Marcin/bgm126 PMID: 17634406.

48. Kitagawa Y, Suzuki K, Yoneda A, Watanabe T. Efekti koncentracije kiseonika i antioksidansa na razvojnu sposobnost in vitro, proizvodnju reaktivnih vrsta kiseonika (ROS) i fragmentaciju DNK u svinjskim embrionima. Theriogenology. 2004; 62(7):1186–97. doi: 10.1016/j.theriogenology.2004.01.011 PMID: 15325546.

49. Yoneda A, Suzuki K, Mori T, Ueda J, Watanabe T. Efekti delipidacije i koncentracije kiseonika na in vitro razvoj svinjskih embriona. Časopis za reprodukciju i razvoj. 2004; 50 (3): 287–95. PMID: 15226593.

50. Guerin P, El Mouatassim S, Menezo Y. Oksidativni stres i zaštita od reaktivnih vrsta kiseonika u preimplantacijskom embriju i njegovoj okolini. Ažuriranje ljudske reprodukcije. 2001; 7(2):175–89. PMID: 11284661.

51. Yang HW, Hwang KJ, Kwon HC, Kim HS, Choi KW, Oh KS. Detekcija reaktivnih vrsta kiseonika (ROS) i apoptoze u ljudskim fragmentiranim embrionima. Ljudska reprodukcija. 1998; 13(4):998–1002. PMID: 9619561.

52. Khammanit R, Chantakru S, Kitiyanant Y, Saikhun J. Efekat gladovanja u serumu i hemijskih inhibitora na sinhronizaciju ćelijskog ciklusa psećih dermalnih fibroblasta. Theriogenology. 2008; 70(1):27–34. doi: 10. 1016/j.theriogenology.2008.02.015 PMID: 18423836.