Тино Фелка, Кристин Ульрих, Бернд Ролауфс, Фальк Миттаг, Торстен Клуба, Питер ДеЦварт, Гуннар Охс, Михаэль Бонин, Кей Низельт, Мелани Л. Харт и Вильгельм К. Айхер
Введение: Мезенхимальные стромальные клетки (МСК) являются перспективной терапией для заживления ран и регенерации воспаленных тканей. Они используются клинически при различных симптомах и заболеваниях и все чаще изучаются в клинических испытаниях по всему миру. Однако, в зависимости от протокола применения и места лечения, МСК могут столкнуться с воспалительной средой. Цель: Оксид азота (NO) является одним из растворимых факторов, вырабатываемых при остром и хроническом воспалении, и влияет на рост, апоптоз, пролиферацию и дифференциацию клеток. Поэтому NO может оказывать влияние на МСК, введенные в воспаленные участки. Таким образом, мы исследовали влияние радикалов NO на МСК человека. Методы: МСК человека были расширены и охарактеризованы. Экспрессия маркеров мезенхимальной линии была определена с помощью проточной цитометрии, а их трехлинейная дифференциация была исследована in vitro. МСК инкубировали с донором NO нитропруссидом натрия (SNP) в различных концентрациях (5 мкМ–5 мМ) и в течение различных периодов времени (15 мин–24 ч) и анализировали на предмет их дыхательной активности, ответов экспрессии генов, сигнальных путей клеток и потенциала дифференциации. Результаты: МСК человека экспрессировали мезенхимальные маркерные белки CD73, CD90, CD105, CD146, но не экспрессировали гемопоэтические маркеры CD11b, CD14, CD34 и CD45. Активация МСК in vitro оксидом азота активировала c-Raf-, p-38-MAPK и p-JNK-опосредованную сигнализацию дозозависимым образом, а также значительно регулировала гены, участвующие в клеточной пролиферации (циклин D1, GAS1), апоптозе (p53) и индуцировала интенсивную реакцию на стресс, связанную с фактором, связанным с ядерным фактором E2 (NRF2). Более того, NO ингибировал вхождение МСК в остеогенный путь дифференцировки, а обработанные NO МСК экспрессировали меньше фактора транскрипции Runx2. Напротив, экспрессия гена адипогенного маркера PPARγ2 осталась неизменной. Заключение: Мы приходим к выводу, что NO модулирует метаболизм МСК и ставит под угрозу их остеогенный потенциал дифференцировки, что может иметь пагубные последствия для ремоделирования или регенерации костей.