Title
Mehanizmi interakcija mezenhimalnih matičnih ćelija i makrofaga u regulaciji stres eritrocitopoeze
Creator
Momčilović, Sanja, 1988-
CONOR:
137402889
Copyright date
2024
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 04.07.2024.
Other responsibilities
Academic Expertise
Medicinske nauke
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Medicinski fakultet
Alternative title
Mechanisms of interaction between mesenchymal stem cells and macrophages in the regulation of stress erythropoiesis
Publisher
[S. Momčilović]
Format
91 str.
description
Medicina - Molekularna medicina / Medicine
- Molecular medicine
Abstract (sr)
smanjene oksigenacije tkiva što za posledicu ima aktivaciju različitih mehanizama u cilju
održavanja adekvatnog snabdevanja tkiva kiseonikom. Povećane potrebe organizma za eritrocitima
u navedenim uslovima dovode do aktivacije stres eritrocitopoeze (SE). Tokom procesa SE dolazi do
migracije eritroidnih progenitora iz koštane srži u slezinu gde pod uticajem signalnog molekula
koštanog morfogenetskog proteina (engl. bone morphogenetic protein 4, BMP4) ove ćelije
poprimaju karakteristike specifičnih stres eritroidnih progenitora i dolazi do njihove nagle
ekspanzije. U koštanoj srži i slezini eritrocitopoeza se odvija unutar specijalizovanih eritroblastnih
ostrva u kojima centralno mesto zauzimaju makrofagi koji imaju ključnu ulogu u formiranju zrelih
eritrocita. U uslovima povećanih potreba za eritrocitima monociti se pod uticajem hemokina,
izlučenih iz crvene pulpe slezine, iz koštane srži regrutuju u slezinu gde se diferenciraju u
makrofage eritroblastne niše. Pored makrofaga, značajnu komponentu hematopoezne mikrosredine
čine mezenhimalne matične ćelije (engl. mesenhimal stem cells, MSC) koje produkuju brojne
citokine uključene u imunomodulaciju, proliferaciju, diferencijaciju i migraciju hematopoeznih
ćelija. U zavisnosti od mikrosredine MSC i makrofagi ostvaruju interakcije posredstvom različitih
signalnih molekula. Međutim, uloga makrofaga i mehanizmi njihovih interakcija sa MSC u okviru
tkivno-specifične mikrosredine tokom SE do sada nisu razjašnjeni. Cilj ove studije bio je da se
ispita uloga makrofaga i njihovih tkivno-specifičnih interakcija sa MSC u regulaciji procesa SE, s
posebnim osvrtom na učešće azot-monoksida (engl. nitric oxide, NO), vanćelijskih nukleotida i
purinergičkog signalnog sistema u ispitivanim interakcijama. U tu svrhu korišćeni su miševi,
mužjaci Balb/c soja, kao i mono i ko-kulture RAW264.7 ćelija i MSC izolovanih iz koštane srži i
slezine miša. Miševi su bili podvrgnuti hroničnom psihološkom stresu 7 dana uzastopno u trajanju
od 2h. Deplecija makrofaga je vršena intraperitonealnom aplikacijom lipozoma koji sadrže
klodronat dva dana pre početka eksperimenta radi uklanjanja rezidentnih makrofaga, a zatim svaki
treći dan tokom eksperimenta, u cilju uklanjanja novostvorenih makrofaga. Ćelijske mono- i kokulture
su tretirane eritropoetinom (EPO), kortikosteronom, blokatorom azot-monoksida sintetaze
(engl. nitric oxide synthases, NOS) i/ili blokatorom enzimske aktivnosti molekula CD73. Deplecija
makrofaga u koštanoj srži i slezini tretiranih životinja potvrđena je analizom proteina F4/80,
primenom Western blota. Za detekciju progenitorskih ćelija eritrocitne loze hematopoezne ćelije su
kultivisane na podlozi od metilceluloze obogaćenoj odgovarajućim citokinima. Metodama protočne
citofluorometrije izvršena je detekcija i kvantifikacija eritroblasta u ispitivanim uzorcima koštane
srži i slezine. Specifična aktivnost enzima određena je kolorimetrijski (detekcijom neorganskog
fosfata kao proizvod enzimske reakcije). Grisova reakcija je korišćena za određivanje ukupnih
nitrata i nitrita (NOx), a koncentracija vanćelijskog adenozin-trifosfata (ATP) je određena
luminometrijski, primenom komercijalnog kita. Koncetracija adenozina je određena primenom
tečne hromatografije visoke performanse i masene spektrometrije (engl. ultra high-performance
liquid chromatography-Mass spectrometry, UHPLC-DAD MS/MS). Relativna ekspresija ispitivanih
gena je određena metodom Real-Тime PCR. Rezultati su pokazali da je hronični psihološki stres
smanjio broj eritrocita i nivo hemoglobina u krvi, a deplecija makrofaga je značajno pogoršala
anemiju kod stresiranih životinja. Hronični psihološki stres je doveo do znatnog povećanja broja
CFU-E i BFU-E ćelija u koštanoj srži i slezini, a deplecija makrofaga je suprimirala ovaj efekat
stresa. Deplecija makrofaga u koštanoj srži je prevenirala efekat stresa na CD71+/Ter119+,
CD71−/Ter119+ u koštanoj srži i na CD71+/Ter119+ u slezini. Takođe, u uslovima stresa, deplecija
makrofaga je sprečila stresom-izazvano povećanje broja eritroidnih prekursora u okviru E1 i E2
subpopulacije u koštanoj srži, kao i povećanje broja E1, E2 i E3 ćelija u slezini...
Abstract (en)
In conditions of disturbed homeostasis, such as bleeding, stress, inflammation, etc., tissue
hypoxia occurs, leading to the activation of various mechanisms to maintain adequate oxygen
supply. Increased demand for erythrocytes in these conditions results in the activation of stress
erythropoiesis (SE). During the SE process, erythroid progenitors migrate from the bone marrow to
the spleen, where these cells affected with bone morphogenetic protein 4 (BMP4) gain
characteristics specific to stress erythroid progenitors and extend rapidly. In the bone marrow and
spleen, erythropoiesis takes place within specialized erythroblastic islands, with macrophages
playing a crucial role in the formation of mature erythrocytes. In conditions of increased erythrocyte
demand, monocytes are recruited to the spleen under the influence of chemokines released from the
red pulp, where they differentiate into macrophages within the erythroblastic niche. Besides
macrophages, a significant component of the hematopoietic microenvironment is composed of
mesenchymal stem cells (MSC), which produce numerous cytokines involved in
immunomodulation, proliferation, differentiation, and migration of hematopoietic cells. Depending
on the microenvironment, MSCs and macrophages establish interactions through various signaling
molecules. However, the role of macrophages and the mechanisms of their interactions with MSCs
within the tissue-specific microenvironment during SE have not been clarified yet. The aim of this
study was to investigate the role of macrophages and their tissue-specific interactions with MSCs in
the regulation of stress erythropoiesis, with a particular focus on the involvement of nitric oxide
(NO), extracellular nucleotides, and the purinergic signaling system in the examined interactions.
For this purpose, male Balb/c mice were used, as well as mono- and co-cultures of RAW264.7 cells
and MSC isolated from the bone marrow and spleen of mice. The mice were subjected to chronic
psychological stress for 7 consecutive days, 2 hours per day. Macrophage depletion was performed
by intraperitoneal administration of liposomes containing clodronate two days before the start of the
experiment to remove resident macrophages, followed by administration every third day of the
experiment to eliminate newly formed macrophages. Cell mono- and co-cultures were treated with
erythropoietin (EPO), corticosterone, a nitric oxide synthase (NOS) inhibitor, and/or a CD73
inhibitor. Macrophage depletion in the bone marrow and spleen of treated animals was confirmed
by analyzing the F4/80 protein using Western blotting. To detect erythroid progenitor cells,
hematopoietic cells from the erythroid lineage were cultured on methylcellulose-enriched substrates
with appropriate cytokines. Flow cytometry methods were used for the detection and quantification
of erythroblasts in the examined samples of bone marrow and spleen. Enzyme-specific activity was
determined colorimetrically by detecting inorganic phosphate as the product of the enzymatic
reaction. Gris reaction was used to determine total nitrates and nitrites (NOx), while the
concentration of extracellular adenosine triphosphate (ATP) was determined luminometrically using
a commercial kit. Adenosine concentration was determined using high-performance liquid
chromatography and Mass spectrometry (UHPLC-DAD MS/MS). Relative expression of the
examined genes was determined by Real-Time PCR. The results showed that chronic psychological
stress reduced the number of red blood cells and hemoglobin levels in the blood, and macrophage
depletion significantly alered anemia in stressed animals. Chronic psychological stress led to a
significant increase in the number of colony-forming units-erythroid (CFU-E) and burst-forming
units-erythroid (BFU-E) cells in the bone marrow and spleen, and macrophage depletion suppressed
this stress effect. Macrophage depletion in the bone marrow prevented the stress effect on
CD71+/Ter119+ and CD71+/Ter119+ populations in the bone marrow and spleen, respectively.
Also, under stress conditions, macrophage depletion prevented stress-induced increases in the
number of immature erythroid precursors within the E1 and E2 subpopulations in the bone marrow,
as well as the increased number of E1, E2, and E3 cells in the spleen...
Authors Key words
stres eritrocitopoeza, makrofagi, mezenhimalne stromalne ćelije, azot
monoksid, purinergički signalni sistem
Authors Key words
stress erythropoiesis, macrophages, mesenchymal stem cells, nitric oxide,
purinergic signaling system
Classification
612.119:577.2(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
smanjene oksigenacije tkiva što za posledicu ima aktivaciju različitih mehanizama u cilju
održavanja adekvatnog snabdevanja tkiva kiseonikom. Povećane potrebe organizma za eritrocitima
u navedenim uslovima dovode do aktivacije stres eritrocitopoeze (SE). Tokom procesa SE dolazi do
migracije eritroidnih progenitora iz koštane srži u slezinu gde pod uticajem signalnog molekula
koštanog morfogenetskog proteina (engl. bone morphogenetic protein 4, BMP4) ove ćelije
poprimaju karakteristike specifičnih stres eritroidnih progenitora i dolazi do njihove nagle
ekspanzije. U koštanoj srži i slezini eritrocitopoeza se odvija unutar specijalizovanih eritroblastnih
ostrva u kojima centralno mesto zauzimaju makrofagi koji imaju ključnu ulogu u formiranju zrelih
eritrocita. U uslovima povećanih potreba za eritrocitima monociti se pod uticajem hemokina,
izlučenih iz crvene pulpe slezine, iz koštane srži regrutuju u slezinu gde se diferenciraju u
makrofage eritroblastne niše. Pored makrofaga, značajnu komponentu hematopoezne mikrosredine
čine mezenhimalne matične ćelije (engl. mesenhimal stem cells, MSC) koje produkuju brojne
citokine uključene u imunomodulaciju, proliferaciju, diferencijaciju i migraciju hematopoeznih
ćelija. U zavisnosti od mikrosredine MSC i makrofagi ostvaruju interakcije posredstvom različitih
signalnih molekula. Međutim, uloga makrofaga i mehanizmi njihovih interakcija sa MSC u okviru
tkivno-specifične mikrosredine tokom SE do sada nisu razjašnjeni. Cilj ove studije bio je da se
ispita uloga makrofaga i njihovih tkivno-specifičnih interakcija sa MSC u regulaciji procesa SE, s
posebnim osvrtom na učešće azot-monoksida (engl. nitric oxide, NO), vanćelijskih nukleotida i
purinergičkog signalnog sistema u ispitivanim interakcijama. U tu svrhu korišćeni su miševi,
mužjaci Balb/c soja, kao i mono i ko-kulture RAW264.7 ćelija i MSC izolovanih iz koštane srži i
slezine miša. Miševi su bili podvrgnuti hroničnom psihološkom stresu 7 dana uzastopno u trajanju
od 2h. Deplecija makrofaga je vršena intraperitonealnom aplikacijom lipozoma koji sadrže
klodronat dva dana pre početka eksperimenta radi uklanjanja rezidentnih makrofaga, a zatim svaki
treći dan tokom eksperimenta, u cilju uklanjanja novostvorenih makrofaga. Ćelijske mono- i kokulture
su tretirane eritropoetinom (EPO), kortikosteronom, blokatorom azot-monoksida sintetaze
(engl. nitric oxide synthases, NOS) i/ili blokatorom enzimske aktivnosti molekula CD73. Deplecija
makrofaga u koštanoj srži i slezini tretiranih životinja potvrđena je analizom proteina F4/80,
primenom Western blota. Za detekciju progenitorskih ćelija eritrocitne loze hematopoezne ćelije su
kultivisane na podlozi od metilceluloze obogaćenoj odgovarajućim citokinima. Metodama protočne
citofluorometrije izvršena je detekcija i kvantifikacija eritroblasta u ispitivanim uzorcima koštane
srži i slezine. Specifična aktivnost enzima određena je kolorimetrijski (detekcijom neorganskog
fosfata kao proizvod enzimske reakcije). Grisova reakcija je korišćena za određivanje ukupnih
nitrata i nitrita (NOx), a koncentracija vanćelijskog adenozin-trifosfata (ATP) je određena
luminometrijski, primenom komercijalnog kita. Koncetracija adenozina je određena primenom
tečne hromatografije visoke performanse i masene spektrometrije (engl. ultra high-performance
liquid chromatography-Mass spectrometry, UHPLC-DAD MS/MS). Relativna ekspresija ispitivanih
gena je određena metodom Real-Тime PCR. Rezultati su pokazali da je hronični psihološki stres
smanjio broj eritrocita i nivo hemoglobina u krvi, a deplecija makrofaga je značajno pogoršala
anemiju kod stresiranih životinja. Hronični psihološki stres je doveo do znatnog povećanja broja
CFU-E i BFU-E ćelija u koštanoj srži i slezini, a deplecija makrofaga je suprimirala ovaj efekat
stresa. Deplecija makrofaga u koštanoj srži je prevenirala efekat stresa na CD71+/Ter119+,
CD71−/Ter119+ u koštanoj srži i na CD71+/Ter119+ u slezini. Takođe, u uslovima stresa, deplecija
makrofaga je sprečila stresom-izazvano povećanje broja eritroidnih prekursora u okviru E1 i E2
subpopulacije u koštanoj srži, kao i povećanje broja E1, E2 i E3 ćelija u slezini...
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.
