Effekt av Acteosid som ett cellskydd för att producera en klonad hund

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

Snälla klicka här till del 2

akteosidicistanchehar mångaeffekter

Tabell 5. Mikrosatellitanalys av den klonade hunden.

Tabell 6. mtDNA-sekvenser för den klonade hunden.

förbättras med användningen av donatorceller i G{{0}}/G1-stadiet jämfört med användningen av donatorceller i G2/M-stadiet [24–28], även om det har rapporterats att donatorceller arresterad i G2/M-stadiet av cellcykeln kan producera livskraftiga klonade smågrisar [44]. Cellcykelstadiet för kärndonatorcellerna spelar en avgörande roll i de omprogrammeringshändelser som följer efter SCNT. Kärndonatorceller arresterade vid G0/G1-stadiet initierar effektivt den första DNA-syntesen efter SCNT [28, 29, 45]. För att inducera cellcykelsynkronisering har olika kemiska inhibitorer inklusive akteosid använts för att uppnå cellcykelsynkronisering [46, 47]. Som en CDK-hämmare används akteosid ofta för att åstadkomma cellcykelsynkronisering i G0/G1-stadiet. Lee et al. rapporterade att akteosid hindrade cellcykelprogressionen bortom G1-fasen, vilket förhindrade leukemicellproliferation. Dessutom minskade nivån av CDK men nivåerna av CDK-hämmare ökade signifikant [38].

Cistanchedeserticolaakteosidkan förbättra immuniteten och minskaapoptos

Den aktuella studien jämförde effekterna av akteosid med de andra två vanliga cellsynkroniseringsmetoderna för att undersöka effekten av cellsynkronisering på effektiviteten av SCNT. Fetalfibroblaster från hund behandlades med olika koncentrationer av akteosid, serumsvält och kontakthämning; procentandelen celler i G{{0}}/G1-stadiet i de tre behandlingsgrupperna jämfördes. Serumsvält visade sig vara den mest effektiva metoden för cellcykelsynkronisering i G0/G1-stadiet, och det fanns ingen signifikant skillnad mellan akteosid och kontakthämning. Serumsvält-inducerade dock en betydligt högre nivå av ROS. Tidigare studier rapporterade att ökningen av ROS skadar cellmembranen och inducerar apoptos och därigenom minskar effektiviteten av embryoutveckling. Dessutom ökar ROS DNA-fragmentering som inducerar cellblocket och fördröjer embryonutveckling hos människor och grisar [48–51]. Acteosidbehandling visade ingen skillnad i synkronisering av cellcykeln vid G0/G1-stadiet jämfört med kontakthämning. Akteosid inducerade emellertid betydligt mindre ROS-aktivitet jämfört med de andra två cellcykelsynkroniseringsmetoderna. Dessutom inducerade akteosidbehandling signifikant mindre apoptos och nekros än kontakthämning och serumsvält. Resultatet är också kongruent med de tidigare studierna som visade förekomsten av fler apoptotiska händelser efter cellcykelsynkronisering med serumsvält än med kontakthämning [32, 52]. Samtidigt med minskningen av apoptosfrekvensen visade akteosidbehandlingsgruppen också högre cellöverlevnad än kontaktinhiberingsgruppen. Serumsvält resulterade i massiv celldöd jämfört med både akteosidbehandling och kontakthämning.

Synkronisering av cellcykel hos kärndonatorer vid G{{0}}/G1-stadiet är ett avgörande steg i ett framgångsrikt SCNT-embryo och slutligen i produktionen av klonade djur. ROS har betraktats som en av huvudorsakerna till celldöd och apoptos under embryoutveckling. I denna studie undersöktes akteosid för att avgöra om det skulle vara en användbar alternativ metod för att inducera cellcykelsynkronisering i G0/G1-stadiet i fosterfibroblaster från hundar som nukleära donatorceller. Induktion av cellcykelsynkronisering genom akteosidbehandling av nukleära donatorceller reducerade ROS och apoptos, vilket bidrog till förbättringen av in vitro-utveckling av SCNT-embryon. Embryon klonade med hjälp av akteosidbehandlade donatorceller överfördes till surrogatmoderhundar och en frisk klonad hund producerades framgångsrikt, vilket inte hände med embryon från kontaktinhiberingsgruppen.

Sammanfattningsvis visade denna studie att akteosid, som är en CDK-hämmare, inducerar framgångsrik cellcykelsynkronisering av hundfibroblasterna vid G0/G1-stadiet för användning som kärndonatorceller, och skyddar dem också från apoptos genom att minska oxidativ stress. Den cytoprotektiva effekten av akteosid, i kombination med förmågan till cellcykelsynkronisering, bidrog till att förbättra in vitro-utvecklingskompetensen hos SCNT-embryon. Akteosid skulle därför vara ett effektivt reagens för att förbättra kloningseffektiviteten för att producera klonade djur.

Akteosid i cistanchekan behandlanjuresjukdom förbättrasnjur-fungera

Erkännanden

Författaren vill tacka Dr. John Hammond från USDA-ARS för hans vetenskapliga förslag och skrivstöd för manuskriptet.

Författarbidrag

Utformade och designade experimenten: JHL JLC MKK. Utförde experimenten: JHL KJK EYK DHK BML KWH KSP. Analyserade data: JLC KBL. Bidragna reagenser/material/ analysverktyg: KJK EYK DHK BML KWH KSP. Skrev tidningen: JHL JLC. Finansieringsanskaffning och tillsyn: MKK.

akteosid icistanchekan förstärkaminne

Referenser

1. Umeyama K, Honda K, Matsunami H, Nakano K, Hidaka T, Sekiguchi K, et al. Produktion av diabetisk avkomma med användning av kryokonserverade epididymala spermier genom in vitro-fertilisering och intraäggledarinseminationstekniker hos transgena grisar. The Journal of reproduction and development. 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. Produktion av klonade NIBS (Nippon Institute for Biological Science) och alfa-1, 3-galaktosyltransferas knockout MGH miniatyrgrisar genom somatisk cellkärnöverföring med användning av NIBS-rasen som surrogat. Xenotransplantation. 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. Nukleär omprogrammering genom interfascytoplasma hos tvåcelliga musembryon. Natur. 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. Kloning efter döden av hotad Jeju svart boskap (koreanska inhemska boskap): fertilitet och serumkemi hos en klonad tjur och ko och deras avkommor. The Journal of reproduction and development. 2013; 59(6):536–43. PMID: 23955237; PubMed Central PMCID: PMC3934153.

5. Jang G, Kim MK, Lee BC. Nuvarande status och tillämpningar av somatisk cellkärnöverföring hos hundar. Teriogenologi. 2010; 74(8):1311–20. doi: 10.1016/j.theriogenology.2010.05.036 PMID: 20688377.

6. Mastromonaco GF, King WA. Kloning av sällskapsdjur, icke-tamdjur och hotade arter: kan tekniken bli en praktisk verklighet? Reproduktion, fertilitet och utveckling. 2007; 19 (6):748–61. PMID: 17714629.

7. Wilmut I, Schnieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KH. Livskraftig avkomma härrörande från fosterceller och vuxna däggdjursceller. Natur. 1997; 385(6619):810–3. doi: 10.1038/385810a0 PMID: 9039911.

8. Wakayama T, Perry AC, Zuccotti M, Johnson KR, Yanagimachi R. Fulltidsutveckling av möss från enucleated oocyter injicerade med cumulus cellkärnor. Natur. 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. Klonade transgena kalvar producerade från icke-vilande fosterfibroblaster. Vetenskap. 1998; 280(5367):1256–8. PMID: 9596577.

10. Polejaeva IA, Chen SH, Vaught TD, Page RL, Mullins J, Ball S, et al. Klonade grisar producerade genom kärnöverföring från vuxna somatiska celler. Natur. 2000; 407(6800):86–90. doi: 10.1038/35024082 PMID: 10993078.

11. Agarwal A, Gupta S, Sharma R. Oxidativ stress och dess konsekvenser för kvinnlig infertilitet – en klinikers perspektiv. Reproduktiv biomedicin online. 2005; 11(5):641–50. PMID: 16409717.

12. Agarwal A, Gupta S, Sharma RK. Roll av oxidativ stress i kvinnlig reproduktion. Reproduktionsbiologi och endokrinologi: 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. Reaktiva syrearter och åldrande av oocyter: roll för superoxid, väteperoxid och hypoklorsyra. Fri radikal biologi och medicin. 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. Effekt av bovin follikulär vätska på reaktiva syrearter och glutation i oocyter, apoptos och apoptosrelaterat genuttryck av in vitro-producerade blastocyster. Reproduktion hos husdjur=Zuchthygiene. 2014; 49(3):370–7. doi: 10.1111/RDA.12281 PMID: 24592966.

15. You J, Lee J, Hyun SH, Lee E. L-karnitinbehandling under oocytmognad förbättrar in vitro-utvecklingen av klonade grisembryon genom att påverka intracellulär glutationsyntes och embryonalt genuttryck. Teriogenologi. 2012; 78(2):235–43. doi: 10.1016/j.theriogenology.2012.02.027 PMID: 22578613.

16. You J, Kim J, Lim J, Lee E. Anthocyanin stimulerar in vitro-utveckling av klonade grisembryon genom att öka den intracellulära glutationnivån och hämma reaktiva syrearter. Teriogenologi. 2010; 74(5):777–85. doi: 10.1016/j.theriogenology.2010.04.002 PMID: 20537699.

17. Das ZC, Gupta MK, Uhm SJ, Lee HT. Tillskott av insulin-transferrin-selen till embryoodlingsmedium förbättrar in vitro-utvecklingen av grisembryon. Zygot. 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. Förekomst av apoptos i klonembryon och förbättrad utveckling genom behandling av somatiska donatorceller med förmodade apoptoshämmare. Molekylär reproduktion och utveckling. 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. Preimplantationell embryonutveckling och förekomst av blastomerapoptos i bovina somatiska cellkärnöverföringsembryon rekonstruerade med långtidsodlade donatorceller. Teriogenologi. 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 förbättrar utvecklingsförmågan och minskar apoptos hos grispartenoter. Molekylär reproduktion och utveckling. 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. Effekter av insulin-transferrin selen i definierad och porcin follikulär vätska kompletterat IVM media på svin IVF och SCNT embryonproduktion. Vetenskap om djurens reproduktion. 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. Effekter av melatonin på in vitro-mognad av porcin oocyt och uttryck av melatoninreceptor-RNA i cumulus- och granulosaceller. Journal of pineal research. 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. Tillsats av glutation eller tioredoxin till odlingsmediet minskar intracellulär redoxstatus för IVM/IVF-embryon från svin, vilket resulterar i förbättrad utveckling till blastocyststadiet. Molekylär reproduktion och utveckling. 2006; 73 (8):998-1007. doi: 10.1002/mrd.20533 PMID: 16700069.

24. Campbell KH. Nukleär ekvivalens, kärnöverföring och cellcykeln. Kloning. 1999; 1(1):3– 15. doi:10.1089/15204559950020058 PMID: 16218826.

25. Boquest AC, Dag BN, Prather RS. Flödescytometrisk cellcykelanalys av odlade porcina fosterfibroblastceller. Reproduktionens biologi. 1999; 60(4):1013–9. PMID: 10084979.

26. Kasinathan P, Knott JG, Wang Z, Jerry DJ, Robl JM. Produktion av kalvar från G1-fibroblaster. Naturens bioteknik. 2001; 19(12):1176–8. doi: 10.1038/nbt1201-1176 PMID: 11731789.

27. Urakawa M, Ideta A, Sawada T, Aoyagi Y. Undersökning av en modifierad cellcykelsynkroniseringsmetod och bovin nukleär överföring med användning av synkroniserade tidig G1-fas fibroblastceller. Teriogenologi. 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. Effekter av synkronisering av donatorcellcykeln på embryonal utveckling och DNA-syntes i gris nukleära överföring embryon. The Journal of reproduction and development. 2007; 53(2):237–46. PMID: 17132911.

29. Koo OJ, Hossein MS, Hong SG, Martinez-Conejero JA, Lee BC. Cellcykelsynkronisering av fibroblaster från hundörat för somatisk cellkärnöverföring. Zygot. 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. Utveckling av bovina oocyter rekonstruerade med olika somatiska donatorceller med eller utan serumsvält. Teriogenologi. 2002; 57(7):1819– 28. PMID: 12041686.

31. Kues WA, Carnwath JW, Paul D, Niemann H. Cellcykelsynkronisering av porcina fosterfibroblaster genom serumbrist initierar en icke-konventionell form av apoptos. Kloning och stamceller. 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. Effekter av konfluent, roscovitinbehandling och serumsvält på cellcykelsynkroniseringen av bovina fosterfibroblaster. Reproduktion hos husdjur=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. Cellcykelanalys av in vitro-odlade gorala (Naemorhedus caudatus) vuxna hudfibroblaster. Cellbiologi internationellt. 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. Effekter av serumbrist och cykloheximid på cellcykeln hos fosterfibroblaster från svin med låg och hög passage. Reproduktion hos husdjur=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) som ett antibakteriellt medel. Journal of medicinsk mat. 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. Verkningssätt av Buddleja cordata verbascoside mot Staphylococcus aureus. Journal of ethnopharmacology. 1999; 66 (1):75–8. PMID: 10432210.

37. Pendota SC, Aderogba MA, Ndhlala AR, Van Staden J. Antimikrobiella och acetylkolinesterashämmande aktiviteter av Buddleja salviifolia (L.) Lam. bladextrakt och isolerade föreningar. Journal of ethnopharmacology. 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. Angioembolisering som ett effektivt alternativ för hemostas vid svårbehandlad livshotande käkblödning: en fallstudie. American journal of emergency 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. Hundar klonade från vuxna somatiska celler. Nature.2005; 436(7051):641. doi: 10.1038/436641a PMID: 16079832.

40. Hase M, Hori T, Kawakami E, Tsutsui T. Plasma LH och progesteronnivåer före och efter ägglossning och observation av äggstocksfolliklar genom ultraljudsdiagnossystem hos hundar. The Journal of Veterinary Medical science / Japanese Society of Veterinary Science. 2000; 62(3):243–8. PMID: 10770594.

41. Choi YH, Lee BC, Lim JM, Kang SK, Hwang WS. Optimering av odlingsmedium för klonade bovina embryon och dess inverkan på graviditet och leveransresultat. Teriogenologi. 2002; 58(6):1187–97. PMID: 12240921.

42. Kim KS, Jeong HW, Park CK, Ha JH. Lämpligheten för AFLP-markörer för studiet av genetiska släktskap bland koreanska infödda hundar. Gener och genetiska system. 2001; 76(4):243–50. PMID: 11732633.

43. Oback B, Wells D. Givarceller för nukleär kloning: många kallas, men få är utvalda. Kloning och stamceller. 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. Transgen gris som uttrycker det förstärkta grönt fluorescerande proteinet som produceras genom kärnöverföring med kolchicinbehandlade fibroblaster som donatorceller. Molekylär reproduktion och utveckling. 2002; 62(3):300–6. doi: 10.1002/mrd.10146 PMID: 12112592.

45. Shufaro Y, Reubinoff BE. Cellcykelsynkronisering för somatisk cellkärnöverföring (SCNT). Metoder inom molekylärbiologi. 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-modulering av telomerasaktivitet, telomerlängd och cellcykel i MKN45-celler genom verbascoside. 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. Acteosid hämmar human promyelocytisk HL-60-leukemicellproliferation genom att inducera cellcykelstopp vid G0/G1-fas och differentiering till monocyt. Carcinogenes. 2007; 28(9):1928–36. doi: 10.1093/Marcin/bgm126 PMID: 17634406.

48. Kitagawa Y, Suzuki K, Yoneda A, Watanabe T. Effekter av syrekoncentration och antioxidanter på in vitro utvecklingsförmåga, produktion av reaktiva syrearter (ROS) och DNA-fragmentering i svinembryon. Teriogenologi. 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. Effekter av delipidering och syrekoncentration på in vitro-utveckling av svinembryon. The Journal of reproduction and development. 2004; 50 (3):287–95. PMID: 15226593.

50. Guerin P, El Mouatassim S, Menezo Y. Oxidativ stress och skydd mot reaktiva syrearter i pre-implantationsembryot och dess omgivningar. Uppdatering av mänsklig reproduktion. 2001; 7(2):175–89. PMID: 11284661.

51. Yang HW, Hwang KJ, Kwon HC, Kim HS, Choi KW, Oh KS. Detektion av reaktiva syrearter (ROS) och apoptos i mänskliga fragmenterade embryon. Mänsklig reproduktion. 1998; 13(4):998– 1002. PMID: 9619561.

52. Khammanit R, Chantakru S, Kitiyanant Y, Saikhun J. Effekt av serumsvält och kemiska inhibitorer på cellcykelsynkronisering av hudfibroblaster från hund. Teriogenologi. 2008; 70(1):27–34. doi: 10. 1016/j.theriogenology.2008.02.015 PMID: 18423836.