Wpływ Acteoside jako protektora komórek w produkcji sklonowanego 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

Pls kliknij tutaj, aby część 2

akteozydwcistanchema wieleefekty

Tabela 5. Analiza mikrosatelitarna sklonowanego psa.

Tabela 6. Sekwencje mtDNA sklonowanego psa.

są poprawiane przy użyciu komórek dawcy w stadium G{{0}}/G1 w porównaniu z wykorzystaniem komórek dawcy w stadium G2/M [24–28], chociaż donoszono, że komórki dawcy zatrzymany na etapie G2/M cyklu komórkowego może wyprodukować żywotne sklonowane prosięta [44]. Etap cyklu komórkowego komórek dawcy jądra odgrywa kluczową rolę w zdarzeniach przeprogramowania, które następują po SCNT. Komórki dawcy jądra komórkowego zatrzymane na etapie G0/G1 skutecznie inicjują pierwszą syntezę DNA po SCNT [28, 29, 45]. Aby wywołać synchronizację cyklu komórkowego, zastosowano różne inhibitory chemiczne, w tym akteozyd, aby osiągnąć synchronizację cyklu komórkowego [46, 47]. Jako inhibitor CDK często stosuje się akteozyd, aby doprowadzić do synchronizacji cyklu komórkowego na etapie G0/G1. Lee i in. donieśli, że akteozyd hamował progresję cyklu komórkowego poza fazę G1, zapobiegając w ten sposób proliferacji komórek białaczki. Ponadto poziom CDK został obniżony, ale poziomy inhibitorów CDK znacznie wzrosły [38].

Cistanchedeserticolaakteozydmoże wzmocnić odporność i zmniejszyćapoptoza

W niniejszym badaniu porównano wpływ akteozydu z pozostałymi dwoma powszechnymi metodami synchronizacji komórek, aby zbadać wpływ synchronizacji komórek na wydajność SCNT. Fibroblasty płodów psów traktowano różnymi stężeniami akteozydu, głodzeniem surowicy i inhibicją kontaktową; porównano odsetek komórek w stadium G{{0}}/G1 w trzech leczonych grupach. Stwierdzono, że głód surowiczy jest najskuteczniejszą metodą synchronizacji cyklu komórkowego na etapie G0/G1 i nie było znaczącej różnicy między hamowaniem akteozydem i kontaktem. Jednak głód w surowicy indukował znacznie wyższy poziom ROS. Wcześniejsze badania wykazały, że wzrost ROS uszkadza błony komórkowe i indukuje apoptozę, zmniejszając w ten sposób wydajność rozwoju zarodka. Ponadto ROS zwiększa fragmentację DNA, która indukuje blokadę komórek i opóźnia rozwój zarodka u ludzi i świń [48–51]. Leczenie akteozydem nie wykazało różnic w synchronizacji cyklu komórkowego na etapie G0/G1 w porównaniu z hamowaniem kontaktowym. Jednak akteozyd indukował znacznie mniejszą aktywność ROS w porównaniu z pozostałymi dwoma metodami synchronizacji cyklu komórkowego. Ponadto leczenie akteozydem indukowało znacznie mniej apoptozy i martwicy niż inhibicja kontaktowa i głód surowicy. Wynik jest również zgodny z wcześniejszymi badaniami, które wykazały występowanie większej liczby zdarzeń apoptotycznych po synchronizacji cyklu komórkowego z głodem surowicy niż z inhibicją kontaktową [32, 52]. Równolegle ze zmniejszeniem szybkości apoptozy, grupa leczona akteozydem wykazała również wyższą przeżywalność komórek niż grupa z inhibicją kontaktową. Głód surowiczy spowodował masową śmierć komórek w porównaniu zarówno z leczeniem akteozydami, jak i hamowaniem kontaktowym.

Synchronizacja cyklu komórkowego dawcy jądra komórkowego na etapie G{{0}}/G1 jest kluczowym krokiem w udanym zarodku SCNT i ostatecznie w produkcji sklonowanych zwierząt. ROS jest uważana za jedną z głównych przyczyn śmierci komórek i apoptozy podczas rozwoju zarodka. W tym badaniu akteozyd badano w celu ustalenia, czy byłby on użyteczną alternatywną metodą indukowania synchronizacji cyklu komórkowego w stadium G0/G1 w fibroblastach płodu psa jako jądrowych komórkach dawcy. Indukcja synchronizacji cyklu komórkowego przez traktowanie akteozydami jądrowych komórek dawcy zmniejszyła ROS i apoptozę, co przyczyniło się do poprawy rozwoju zarodków SCNT in vitro. Zarodki sklonowane przy użyciu komórek dawców traktowanych akteozydem przeniesiono do zastępczych psów-matek i pomyślnie wyprodukowano jednego zdrowego sklonowanego psa, co nie miało miejsca w przypadku zarodków z grupy inhibicji kontaktowej.

Podsumowując, badanie to wykazało, że akteozyd, który jest inhibitorem CDK, indukuje skuteczną synchronizację cyklu komórkowego psich fibroblastów na etapie G0/G1 do wykorzystania jako jądrowe komórki dawcy, a także chroni je przed apoptozą poprzez zmniejszenie stres oksydacyjny. Cytoprotekcyjne działanie akteozydu w połączeniu ze zdolnością do synchronizacji cyklu komórkowego przyczyniło się do poprawy kompetencji rozwojowych zarodków SCNT in vitro. Dlatego akteozyd byłby skutecznym odczynnikiem zwiększającym wydajność klonowania w celu wytworzenia sklonowanych zwierząt.

Akteozyd w cistanchemoże leczyćnerkachoroba poprawia sięnerkowyfunkcjonować

Podziękowanie

Autor chciałby podziękować dr. Johnowi Hammondowi z USDA-ARS za jego sugestie naukowe i wsparcie pisemne dla rękopisu.

Autorskie Wkłady

Wymyślił i zaprojektował eksperymenty: JHL JLC MKK. Wykonali eksperymenty: JHL KJK EYK DHK BML KWH KSP. Przeanalizował dane: JLC KBL. Przyczynione odczynniki/materiały/narzędzia analityczne: KJK EYK DHK BML KWH KSP. Artykuł napisał: JHL JLC. Pozyskiwanie finansowania i nadzór: MKK.

akteozyd wcistanchemoże wzmocnićpamięć

Bibliografia

1. Umeyama K, Honda K, Matsunami H, Nakano K, Hidaka T, Sekiguchi K i in. Produkcja potomstwa z cukrzycą przy użyciu kriokonserwowanych plemników najądrza za pomocą technik zapłodnienia in vitro i inseminacji dojajowodowej u świń transgenicznych. Dziennik reprodukcji i rozwoju. 2013; 59(6):599-603. PMID: 23979397; PubMed Central PMCID: PMC3934148.

2. Shimatsu Y, Yamada K, Horii W, Hirakata A, Sakamoto Y, Waki ​​S i in. Produkcja sklonowanych miniaturowych świń NIBS (Nippon Institute for Biological Science) i miniaturowych świń MGH z nokautem alfa-1, 3-galaktozylotransferazy przez przeniesienie jądra komórki somatycznej przy użyciu rasy NIBS jako surogatów. Ksenotransplantacja. 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. Przeprogramowanie jądrowe przez cytoplazmę interfazową dwukomórkowych zarodków myszy. Natura. 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 i in. Klonowanie pośmiertne zagrożonego czarnego bydła Czedżu (rodzime koreańskie bydło): płodność i chemia surowicy sklonowanego byka i krowy oraz ich potomstwa. Dziennik reprodukcji i rozwoju. 2013; 59(6):536–43. PMID: 23955237; PubMed Central PMCID: PMC3934153.

5. Jang G, Kim MK, Lee BC. Aktualny stan i zastosowania transferu jądra komórki somatycznej u psów. Teriogenologia. 2010; 74(8):1311–20. doi: 10.1016/j.theriogenology.2010.05.036 PMID: 20688377.

6. Mastromonaco GF, król WA. Klonowanie u zwierząt towarzyszących, gatunków niedomowych i zagrożonych: czy technologia może stać się praktyczną rzeczywistością? Rozmnażanie, płodność i rozwój. 2007; 19 (6):748–61. PMID: 17714629.

7. Wilmut I, Schnieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KH. Żywe potomstwo pochodzące z komórek płodowych i dorosłych ssaków. Natura. 1997; 385(6619):81 0–3. doi: 10.1038/385810a0 PMID: 9039911.

8. Wakayama T, Perry AC, Zuccotti M, Johnson KR, Yanagimachi R. Pełny rozwój myszy z wyłuszczonych oocytów, którym wstrzyknięto jądra komórek wzgórka. Natura. 1998; 394(6691):369–74. doi: 10.1038/ 28615 PMID: 9690471.

9. Cibelli JB, Stice SL, Golueke PJ, Kane JJ, Jerry J, Blackwell C i in. Sklonowane transgeniczne cielęta wytworzone z niespokojnych płodowych fibroblastów. Nauki ścisłe. 1998; 280(5367):1256-8. PMID: 9596577.

10. Polejaeva IA, Chen SH, Vaught TD, Page RL, Mullins J, Ball S i in. Sklonowane świnie wyprodukowane przez przeniesienie jądra komórkowego z dorosłych komórek somatycznych. Natura. 2000; 407(6800):86–90. doi: 10.1038/35024082 PMID: 10993078.

11. Agarwal A, Gupta S, Sharma R. Stres oksydacyjny i jego konsekwencje w niepłodności kobiet — perspektywa klinicysty. Biomedycyna reprodukcyjna online. 2005; 11(5):641–50. PMID: 16409717.

12. Agarwal A, Gupta S, Sharma RK. Rola stresu oksydacyjnego w reprodukcji samic. Biologia i endokrynologia rozrodu: 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. Reaktywne formy tlenu i starzenie się oocytów: rola nadtlenku, nadtlenku wodoru i kwasu podchlorawego. Biologia i medycyna wolnorodnikowa. 2008; 44(7):1295-304. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.11.14 PMID: 18177745; PubMed Central PMCID: PMC3416041.

14. Park SH, Cho HS, Yu IJ. Wpływ płynu pęcherzykowego bydlęcego na reaktywne formy tlenu i glutation w oocytach, apoptozę i związaną z apoptozą ekspresję genów blastocyst wytworzonych in vitro. Rozmnażanie u zwierząt domowych=Zuchthygiene. 2014; 49(3):370-7. doi: 10.1111/RDA.12281 PMID: 24592966.

15. You J, Lee J, Hyun SH, Lee E. Leczenie L-karnityną podczas dojrzewania oocytów poprawia rozwój in vitro sklonowanych zarodków świń, wpływając na wewnątrzkomórkową syntezę glutationu i ekspresję genów embrionalnych. Teriogenologia. 2012; 78(2):235–43. doi: 10.1016/j.theriogenology.2012.02.027 PMID: 22578613.

16. You J, Kim J, Lim J, Lee E. Antocyjanina stymuluje rozwój sklonowanych zarodków świń in vitro poprzez zwiększenie wewnątrzkomórkowego poziomu glutationu i hamowanie reaktywnych form tlenu. Teriogenologia. 2010; 74(5):777–85. doi: 10.1016/j.theriogenology.2010.04.002 PMID: 20537699.

17. Das ZC, Gupta MK, Uhm SJ, Lee HT. Uzupełnienie pożywki do hodowli zarodków insuliną transferyną i selenem poprawia rozwój zarodków świń in vitro. Zygota. 2014; 22(3):411–8. doi: 10. 1017/S0967199412000731 PMID: 23506698.

18. Park ES, Hwang WS, Jang G, Cho JK, Kang SK, Lee BC i in. Występowanie apoptozy w zarodkach klonów i poprawa rozwoju poprzez traktowanie komórek somatycznych dawcy domniemanymi inhibitorami apoptozy. Reprodukcja i rozwój molekularny. 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 i in. Przedimplantacyjny rozwój zarodka i występowanie apoptozy blastomerów w bydlęcych zarodkach przeniesionych z komórek somatycznych zrekonstruowanych z długoterminowych hodowli komórek dawcy. Teriogenologia. 2004; 62 (3–4):512–21. doi: 10.1016/j. teriogenologia.2003.11.022 PMID: 15226007.

20. Uhm SJ, Gupta MK, Yang JH, Lee SH, Lee HT. Selen poprawia zdolność rozwojową i zmniejsza apoptozę w partenotach świńskich. Reprodukcja i rozwój molekularny. 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 i in. Wpływ insuliny-transferyny selenu w określonych i świńskich pożywkach IVM uzupełnionych płynem pęcherzykowym na produkcję zarodków IVF i SCNT świń. Nauka o reprodukcji zwierząt. 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 i in. Wpływ melatoniny na dojrzewanie in vitro oocytów świni i ekspresję RNA receptora melatoniny w komórkach wzgórka i ziarnistości. Dziennik badań szyszynki. 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. Dodanie glutationu lub tioredoksyny do pożywki hodowlanej zmniejsza wewnątrzkomórkowy stan redoks świńskich zarodków IVM/IVF, co skutkuje lepszym rozwojem do stadium blastocysty. Reprodukcja i rozwój molekularny. 2006; 73 (8):998–1007. doi: 10.1002/mrd.20533 PMID: 16700069.

24. Campbell KH. Równoważność jądrowa, transfer jądrowy i cykl komórkowy. Klonowanie. 1999; 1(1):3– 15. doi:10.1089/15204559950020058 PMID: 16218826.

25. Boquest AC, Dzień BN, Prather RS. Analiza cyklu komórkowego cytometrii przepływowej hodowanych komórek płodowych fibroblastów świni. Biologia reprodukcji. 1999; 60(4):1013-9. PMID: 10084979.

26. Kasinathan P, Knott JG, Wang Z, Jerry DJ, Robl JM. Produkcja cieląt z fibroblastów G1. Biotechnologia przyrodnicza. 2001; 19(12):1176-8. doi: 10.1038/nbt1201-1176 PMID: 11731789.

27. Urakawa M, Ideta A, Sawada T, Aoyagi Y. Badanie zmodyfikowanej metody synchronizacji cyklu komórkowego i przeniesienia jądra bydlęcego przy użyciu zsynchronizowanych komórek fibroblastów wczesnej fazy G1. Teriogenologia. 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. Wpływ synchronizacji cyklu komórkowego dawcy na rozwój embrionalny i syntezę DNA w świńskich zarodkach transferu jądra. Dziennik reprodukcji i rozwoju. 2007; 53(2):237–46. PMID: 17132911.

29. Koo Dz.U., Hossein MS, Hong SG, Martinez-Conejero JA, Lee BC. Synchronizacja cyklu komórkowego fibroblastów ucha psa w celu przeniesienia jądra komórki somatycznej. Zygota. 2009; 17(1):37–43. doi: 10.1017/S096719940800498X PMID: 19032801.

30. Cho JK, Lee BC, Park JI, Lim JM, Shin SJ, Kim KY i in. Rozwój oocytów bydlęcych zrekonstruowanych z różnych komórek somatycznych dawców z lub bez głodu surowicy. Teriogenologia. 2002; 57(7):1819–28. PMID: 12041686.

31. Kues WA, Carnwath JW, Paul D, Niemann H. Synchronizacja cyklu komórkowego fibroblastów płodu wieprzowego przez pozbawienie surowicy inicjuje niekonwencjonalną formę apoptozy. Klonowanie i komórki macierzyste. 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. Wpływ konfluencji, leczenia roskowityną i głodu surowicy na synchronizację cyklu komórkowego fibroblastów płodu bydlęcego. Rozmnażanie u zwierząt domowych=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 cyklu komórkowego fibroblastów skóry dorosłych hodowanych in vitro (Naemorhedus caudatus). Biologia komórkowa międzynarodowa. 2006; 30(9):698–703. doi: 10.1016/j.cellbi.2006.04.008 PMID: 16793292.

34. MD Goissis, Caetano HV, Marques MG, de Barros FR, Feitosa WB, Milazzotto MP i in. Wpływ pozbawienia surowicy i cykloheksymidu na cykl komórkowy fibroblastów płodowych świń o niskim i wysokim pasażu. Rozmnażanie u zwierząt domowych=Zuchthygiene. 2007; 42(6):660-3. doi: 10.1111/j.1439-0531.2006. 00839.x Identyfikator PMID: 17976076.

35. Arruda AL, Vieira CJ, Sousa DG, Oliveira RF, Castilho RO. Jacaranda cuspidifolia Mart. (Bignoniaceae) jako środek przeciwbakteryjny. Dziennik żywności leczniczej. 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. Mechanizm działania werbaskozydu Buddleja cordata przeciwko Staphylococcus aureus. Czasopismo etnofarmakologii. 1999; 66 (1):75-8. PMID: 10432210.

37. Pendota SC, Aderogba MA, Ndhlala AR, Van Staden J. Przeciwdrobnoustrojowe i hamujące działanie acetylocholinesterazy Buddleja salviifolia (L.) Lam. ekstrakty z liści i wyizolowane związki. Czasopismo etnofarmakologii. 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. Angioembolizacja jako skuteczna alternatywa dla hemostazy w nieuleczalnym zagrażającym życiu krwotoku urazowo-twarzowym: studium przypadku. Amerykańskie czasopismo medycyny ratunkowej. 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 i in. Psy sklonowane z dorosłych komórek somatycznych. Natura.2005; 436(7051):641. doi: 10.1038/436641a PMID: 16079832.

40. Hase M, Hori T, Kawakami E, Tsutsui T. Poziom LH w osoczu i progesteronu przed i po owulacji oraz obserwacja pęcherzyków jajnikowych za pomocą systemu diagnostyki ultrasonograficznej u psów. The Journal of Veterinary Medical Science / Japońskie Towarzystwo Nauk Weterynaryjnych. 2000; 62(3):243–8. PMID: 10770594.

41. Choi YH, Lee BC, Lim JM, Kang SK, Hwang WS. Optymalizacja pożywki hodowlanej klonowanych zarodków bydlęcych i jej wpływ na przebieg ciąży i porodu. Teriogenologia. 2002; 58(6):1187–97. PMID: 12240921.

42. Kim KS, Jeong HW, Park CK, Ha JH. Przydatność markerów AFLP do badania zależności genetycznych wśród rodzimych psów koreańskich. Geny i układy genetyczne. 2001; 76(4):243–50. PMID: 11732633.

43. Oback B, Wells D. Komórki dawcy do klonowania jądrowego: wiele jest wezwanych, ale niewiele zostało wybranych. Klonowanie i komórki macierzyste. 2002; 4(2):147-68. doi: 10.1089/153623002320253328 PMID: 12171706.

44. Lai L, Park KW, Cheong HT, Kuhholzer B, Samuel M, Bonk A i in. Transgeniczna świnia eksprymująca wzmocnione zielone białko fluorescencyjne wytwarzane przez przeniesienie jądra przy użyciu fibroblastów traktowanych kolchicyną jako komórek dawcy. Reprodukcja i rozwój molekularny. 2002; 62(3):300–6. doi: 10.1002/mrd.10146 PMID: 12112592.

45. Shufaro Y, Reubinoff BE. Synchronizacja cyklu komórkowego w celu przeniesienia jądra komórki somatycznej (SCNT). Metody w biologii molekularnej. 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. Modulacja in vitro aktywności telomerazy, długości telomerów i cyklu komórkowego w komórkach MKN45 przez werbaskozyd. 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 i in. Akteozyd hamuje proliferację komórek ludzkiej białaczki promielocytowej HL-60 poprzez indukowanie zatrzymania cyklu komórkowego w fazie G0/G1 i różnicowanie do monocytu. Karcynogeneza. 2007; 28(9):1928-36. doi: 10.1093/Marcin/bgm126 PMID: 17634406.

48. Kitagawa Y, Suzuki K, Yoneda A, Watanabe T. Wpływ stężenia tlenu i przeciwutleniaczy na zdolność rozwojową in vitro, wytwarzanie reaktywnych form tlenu (ROS) i fragmentację DNA w zarodkach świń. Teriogenologia. 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. Wpływ delipidacji i stężenia tlenu na rozwój zarodków świńskich in vitro. Dziennik reprodukcji i rozwoju. 2004; 50 (3):287–95. PMID: 15226593.

50. Guerin P, El Mouatassim S, Menezo Y. Stres oksydacyjny i ochrona przed reaktywnymi formami tlenu w zarodku przedimplantacyjnym i jego otoczeniu. Aktualizacja reprodukcji człowieka. 2001; 7(2):175–89. PMID: 11284661.

51. Yang HW, Hwang KJ, Kwon HC, Kim HS, Choi KW, Oh KS. Wykrywanie reaktywnych form tlenu (ROS) i apoptozy w ludzkich pofragmentowanych zarodkach. Rozmnażanie człowieka. 1998; 13(4):998-1002. PMID: 9619561.

52. Khammanit R, Chantakru S, Kitiyanant Y, Saikhun J. Wpływ głodu surowicy i chemicznych inhibitorów na synchronizację cyklu komórkowego psich fibroblastów skórnych. Teriogenologia. 2008; 70(1):27–34. doi: 10. 1016/j.theriogenology.2008.02.015 PMID: 18423836.