Защитные эффекты ресвератрола против повреждений, вызванных PM2.5, в hNSCs и его влияние на митохондриальную дисфункцию в 3D-скаффолдной системе

Введение

Воздействие PM_2.5 (мелкодисперсных частиц) связано с нейротоксичностью и митохондриальной дисфункцией. Ресвератрол, природный полифенол, обладает антиоксидантными и нейропротективными свойствами. Однако его эффективность в снижении повреждений, вызванных PM_2.5, в человеческих нейральных стволовых клетках (hNSCs) и в рамках 3D-скаффолдной системы остается недостаточно изученной.

Цель

Исследование направлено на изучение защитного действия ресвератрола против повреждений, вызванных PM_2.5, в hNSCs и в 3D-скаффолдной системе.

Методы

• Оценка жизнеспособности клеток с использованием MTT-теста и анализа LIVE/DEAD.
• Измерение активности каспаз методом флуоресцентного анализа.
• Количественная оценка экспрессии генов и белков ключевых регуляторных путей с помощью qPCR и вестерн-блоттинга.
• Анализ митохондриальной функции путем измерения продукции АТФ, массы митохондрий, максимальной дыхательной активности, активности COX, мембранного потенциала, а также с использованием трансмиссионной электронной микроскопии (TEM) и иммунофлуоресцентного окрашивания.
• Использование 3D-скаффолдов, созданных на биопринтере CELLINK INKREDIBLE, для изучения влияния ресвератрола на повреждение hNSCs, вызванное PM_2.5.

Результаты

Ресвератрол значительно улучшил жизнеспособность клеток и снизил активность каспазы-3 и каспазы-9 в hNSCs, подвергшихся воздействию PM_2.5. Лечение ресвератролом повысило экспрессию TrKBR, PI3K, AKT, CREB, PPARα, PPARγ, SIRT1 и AMPK. Кроме того, он восстановил митохондриальную функцию, увеличив продукцию АТФ, массу митохондрий, максимальную дыхательную активность, активность COX и мембранный потенциал. Использование 3D-скаффолда подтвердило способность ресвератрола поддерживать митохондриальную функцию и клеточное здоровье при воздействии PM_2.5.

Выводы

Ресвератрол эффективно снижает нейротоксичность и митохондриальную дисфункцию, вызванные PM_2.5, в hNSCs. Его защитное действие в 3D-биопечатной модели подчеркивает трансляционный потенциал данного исследования. Полученные результаты подтверждают перспективность ресвератрола как терапевтического агента против воздействия экологических нейротоксинов и разработки нейропротективных стратегий.

Термины и сокращения

• PM_2.5 – мелкодисперсные частицы диаметром менее 2,5 мкм.
• hNSCs – человеческие нейральные стволовые клетки (human Neural Stem Cells).
• MTT – тест для оценки жизнеспособности клеток.
• qPCR – количественная полимеразная цепная реакция (quantitative Polymerase Chain Reaction).
• COX – цитохром с-оксидаза (Cytochrome c Oxidase).
• TEM – трансмиссионная электронная микроскопия (Transmission Electron Microscopy).
• 3D-скаффолд – трехмерная каркасная структура для культивирования клеток.