Цинк улучшает адгезию, миграцию и потенциал самообновления мезенхимальных стволовых клеток пупочного канатика

Цинк (Zn) — второй по содержанию (после железа) микроэлемент в организме человека. Он часто ассоциируется с ростом и пролиферацией клеток, а его дефицит считается важным фактором развития заболеваний.

Исследовательская группа изучила влияние Zn на рост и пролиферацию in vitro мезенхимальных стволовых клеток (МСК), полученных из пупочного канатика человека (hUC-MSCs). Результаты опубликованы в World Journal of Stem Cells.

Методы исследования:

  • hUC-MSCs выделяли из ткани пупочного канатика и характеризовали с помощью иммуноцитохимии, иммунофенотипирования и оценки трилинейной дифференцировки.
  • Влияние Zn на цитотоксичность и пролиферацию определяли с помощью МТТ-теста и анализа Alamar blue.
  • Для оценки влияния на время удвоения популяции (PDT) клетки культивировали в средах с Zn и без него в течение нескольких пассажей.
  • Миграционную способность и «заживление раны» анализировали с помощью scratch-теста in vitro.
  • Адгезивность клеток оценивали с помощью адгезионного теста.
  • Экспрессию генов, связанных с клеточным циклом, пролиферацией, миграцией и самообновлением, изучали с помощью количественной ПЦР в реальном времени.
  • Экспрессию белка Lin28 (маркера плюрипотентности) анализировали иммуноцитохимически.

Ключевые результаты:

  • Zn в низких концентрациях усиливал пролиферацию, но при высоких (> 100 µM) проявлял дозозависимую цитотоксичность.
  • Обработанные Zn клетки демонстрировали значительно более высокую скорость «заживления» и миграции.
  • Zn увеличивал скорость адгезии клеток и эффективность колониеобразования (CFE).
  • Zn повышал экспрессию генов, вовлеченных в:
    • клеточный цикл (CDC20, CDK1, CCNA2, CDCA2);
    • пролиферацию (трансформирующий фактор роста β1, GDF5, гипоксия-индуцибельный фактор 1α);
    • миграцию (CXCR4, VCAM1, VEGF-A);
    • самообновление (OCT4, SOX2, NANOG).
  • Экспрессия белка Lin28 была значительно повышена в клетках, обработанных Zn.

Вывод: Цинк усиливает пролиферацию hUC-MSCs, снижая PDT и поддерживая CFE, а также улучшает их адгезию, миграцию и самообновление. Эти результаты подчеркивают важную роль Zn в росте и развитии клеток.