Zink verbessert die Zelladhäsion, -migration und das Selbstwachstum

26. Juli 2023

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von World Journal of Stem Cells

Zink (Zn) ist nach Fe das zweithäufigste Spurenelement im menschlichen Körper. Es wird häufig im Zusammenhang mit Zellwachstum und -proliferation berichtet, und sein Mangel gilt als einer der Hauptfaktoren, die Krankheiten verursachen.

Ein Forschungsteam hat sich vor kurzem damit beschäftigt, die Wirkung von Zn auf das In-vitro-Wachstum und die Proliferation von aus der menschlichen Nabelschnur (hUC) stammenden mesenchymalen Stammzellen (MSCs) zu bestimmen.

Die Studie wurde im World Journal of Stem Cells veröffentlicht.

Im Rahmen der Forschung wurden hUC-MSCs aus menschlichem Nabelschnurgewebe isoliert und anhand von Immunzytochemie, Immunphänotypisierung und Tri-Lineage-Differenzierung charakterisiert. Der Einfluss von Zn auf Zytotoxizität und Proliferation wurde durch MTT und Alamar Blue Assay bestimmt. Um die Wirkung von Zn auf die Populationsverdopplungszeit (PDT) zu bestimmen, wurden hUC-MSCs für mehrere Passagen in Medien mit und ohne Zn kultiviert.

Ein In-vitro-Scratch-Assay wurde durchgeführt, um die Wirkung von Zn auf die Wundheilung und Migrationsfähigkeit von hUC-MSCs zu analysieren. Ein Zelladhäsionstest wurde verwendet, um die Oberflächenadhäsionsfähigkeit von hUC-MSCs zu testen. Die Transkriptionsanalyse von Genen, die am Zellzyklus, der Proliferation, der Migration und der Selbsterneuerung von hUC-MSCs beteiligt sind, wurde mittels quantitativer Echtzeit-Polymerasekettenreaktion durchgeführt. Die Proteinexpression von Lin28, einem Pluripotenzmarker, wurde mittels Immunzytochemie analysiert.

Zn steigerte bei niedrigeren Konzentrationen die Proliferationsrate, zeigte jedoch bei höheren Konzentrationen (> 100 µM) eine konzentrationsabhängige Zytotoxizität in hUC-MSCs. Mit Zn behandelte hUC-MSCs zeigten im Vergleich zu unbehandelten Zellen eine deutlich höhere Heilungs- und Migrationsrate.

Zn erhöhte auch die Zelladhäsionsrate und die Koloniebildungseffizienz (CFE). Darüber hinaus regulierte Zn die Expression von Genen hoch, die am Zellzyklus (CDC20, CDK1, CCNA2, CDCA2), der Proliferation (transformierender Wachstumsfaktor β1, GDF5, Hypoxie-induzierbarer Faktor 1α) und der Migration (CXCR4, VCAM1, VEGF-A) beteiligt sind. und Selbsterneuerung (OCT4, SOX2, NANOG) von hUC-MSCs. Die Expression des Lin28-Proteins war in mit Zn behandelten Zellen signifikant erhöht.

Die Forschungsergebnisse legen nahe, dass Zink die Proliferationsrate von hUC-MSCs erhöht, die PDT verringert und die CFE aufrechterhält. Zn verbessert auch die Zelladhäsion, Migration und Selbsterneuerung von hUC-MSCs. Diese Ergebnisse unterstreichen die wesentliche Rolle von Zn beim Zellwachstum und der Zellentwicklung.

Mehr Informationen: Iqra Sahibdad et al., Zink verbessert die Zelladhäsion, -migration und das Selbsterneuerungspotenzial von aus der menschlichen Nabelschnur stammenden mesenchymalen Stammzellen, World Journal of Stem Cells (2023). DOI: 10.4252/wjsc.v15.i7.751

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