Localization of the stem cells exosomes in the brain and in the cultured mouse brain cells

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The possibility of transferring exosomes of neural (NSC) and mesenchymal (MSC) mouse stem cells labeled with the fluorescent dye PKH26 into the cerebral cortex and hippocampus after their intranasal administration to mice, and the accumulation and localization of exosomes in cultured brain cells of various types, and also the effect of exosomes of NSCs and MSCs on the parameters of the cell cycle and the level of apoptosis of cultured NSCs after irradiation at a dose of 4 Gy. The accumulation of exosomes obtained from the culture medium of NSCs and MSCs from the adipose tissue of C57BL/6 mice was shown both in the hippocampus and in the cerebral cortex after their intranasal administration to syngeneic mice. Exosomes were found predominantly in the perinuclear region of brain cells. When culturing NSCs and differentiated from NSCs neurons and astrocytes, exosomes accumulate more intensively in astrocytes and are also localized in the perinuclear region of cells, and in astrocytes also in the cytoplasm. Exosomes accumulated most intensively in astrocytes. When studying the effect of stem cell exosomes on the cell cycle of irradiated NSCs, it was shown that the cultivation of NSCs irradiated at a dose of 4 Gy in the presence of exosomes of both NSCs and mouse MSCs does not lead to the restoration of cell cycle parameters, but provides a decrease the number of apoptotic cells in 24 h after exposure.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. G. Ratushnyak

NRC “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: ratushnyak_mg@nrcki.ru
Russian Federation, Moscow

A. V. Rodina

NRC “Kurchatov Institute”

Email: ratushnyak_marya@mail.ru
Russian Federation, Moscow

D. A. Shaposhnikova

NRC “Kurchatov Institute”

Email: ratushnyak_mg@nrcki.ru
Russian Federation, Moscow

E. Yu. Moskaleva

NRC “Kurchatov Institute”

Email: ratushnyak_mg@nrcki.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Yang L., Yang J., Li G., Li Y., Wu R., Cheng J., Tang Y. // Molecular. neurobiology. 2017. V. 54. № 2. P. 022–1032.
  2. Raber J., Rola R., LeFevour A., Morhardt D., Curley J., Mizumatsu S., VandenBerg S.R., Fike J.R. // Radiation research. 2004. V. 162. № 1. P. 39–47.
  3. Blurton-Jones M., Kitazawa M., Martinez-Coria H., Castello N.A., Muller F.J., Loring J.F., Yamasaki T.R., Poon W.W., Green K.N., LaFerla F.M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. V. 106. № 32. P. 13594–13599.
  4. Acharya M.M., Christie L.A., Lan M.L., Giedzinski E., Fike J.R., Rosi S., Limoli C.L. // Cancer Res. 2011. V. 71. № 14. P. 4834–4845.
  5. Joo K.M., Jin J.K, Kang B.G. Lee S.J., Kim K.H., Yang H., Lee Y.A., Cho Y.J., Im Y.S., Lee D.S., Lim D.H., Kim D.H., Um H.D., Lee S.H., Lee J.I., Nam D.H. // PLoS. One. 2012. V. 7. № 2. P. e25936.
  6. Haus D.L., Lopez-Velazquez L., Gold E.M., Cunningham K.M., Perez H., Anderson A.J., Cummings B.J. // Exp. Neurol. 2016. V. 281. P. 1–16.
  7. Laperle A., Alexandra V., Avalos P., Lu B., Wu A., Fulton A., Ramirez S., Garcia V.J., Bell Sh., Ho R., Lawless G., Roxas K., Shahin S., Shelest O., Svendsen S., Wang Sh., Svendsen C.N. // Stem Cell Reports. 2023. V. 18. № 8. P. 1629–1642.
  8. Lopatina T., Kalinina N., Karagyaur M., Stambolsky D., Rubina K., Revischin A., Pavlova G., Parfyonova Y., Tkachuk V. // PLoS One. 2011. V. 6. № 3. P.e17899.
  9. McLaughlin M.M., Marra K.G. // Organogenesis. 2013. V. 9. № 2. P. 79–81.
  10. Su Y., Xu C., Cheng W., Zhao Y., Sui L., Zhao Y. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 2. P. 1277.
  11. Vogel A., Upadhya R., Shetty A.K. // EBioMedicine. 2018. V. 38. P. 273–282.
  12. Jin M., Zhang S., Wang M., Li Q., Ren J., Luo Y., Sun X. // Front. Bioeng. Biotechnol. 2022. V.10. P. 980548.
  13. Cherian S.G., Narayan S.K., Arumugam M. // Brain Res. 2023. V. 1803. P. 148228.
  14. Sun X., Jung J.H., Arvola O., Santoso M.R., Giffard R.G., Yang P.C., Stary C.M. // Front Cell Neurosci. 2019. V. 13. P. 394.
  15. Chen L.Y., Kao T.W., Chen C.C., Niaz N., Lee H.L., Chen Y.H., Kuo C.C., Shen Y.A. // Cells. 2023. V. 12. № 7. P. 1018.
  16. Smith S.M., Giedzinski E., Angulo M.C., Lui T., Lu C., Park A.L., Tang S., Martirosian V., Ru N., Chmielewski N.N., Liang Y., Baulch J.E., Acharya M.M., Limoli C.L. // Stem Cells Transl Med. 2020. V. 9. № 1. P. 93–105.
  17. Baulch J.E., Acharya M.M., Allen B.D., Ru N., Chmielewski N.N., Martirosian V., Giedzinski E., Syage A., Park A.L., Benke S.N., Parihar V.K., Limoli C.L. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2016. V. 113. № 17. P. 4836–4841.
  18. Ioannides P., Giedzinski E., Limoli C.L. // J. Cancer Metastasis Treat. 2020. V. 6. № 15.
  19. Liu M., Yang Y., Zhao B., Yang Y., Wang J., Shen K., Yang X., Hu D., Zheng G., Han J. // Front Cell Dev Biol. 2021. V. 9. P. 693782.
  20. Forsberg M.H., Kink J.A., Hematti P., Capitini C.M. // Front. Cell Dev. Biol. 2020. V. 8. P. 665.
  21. Ratushnyak M.G., Semochkina Y.P., Yastremsky E.V., Kamyshinsky R.A // Bull. Exp. Biol. Med. 2022. V.173. № 4. P. 544–552.
  22. Ratushnyak M.G., Zhirnik A.S., Smirnova O.D., Semochkina Y.P., Parfenova A.A., Goryunov K.V., Silachev D.N., Moskaleva E.Y. // Bull. Exp. Biol. Med. 2022. V. 174. № 4. P. 571–577.
  23. Посыпанова Г.А., Ратушняк М.Г., Семочкина Ю.П., Абишева А.А., Москалева Е.Ю. // Цитология. 2019. Т. 61. № 10. С. 806–816.
  24. Rodina A.V., Semochkina Y.P., Vysotskaya O.V., Glukhov A.I., Moskaleva E.Y. // Biol. Bull. Russ. Acad. Sci. 2021. V. 48. P. 2060–2070.
  25. Ратушняк М.Г., Шапошникова Д.А., Высоцкая О.В. Рецепторы и внутриклеточная сигнализация. Сборник статей. Том 1 / Под ред. А.В. Бережнова, В.П. Зинченко. Серпухов: Типография Пятый Формат, 2023. С. 283–289.
  26. Tian T., Wang Y., Wang H., Zhu Z., Xiao Z. // J. Cell. Biochem. 2010. V. 111. № 2. P. 488–96.
  27. Nanduri L.S.Y., Duddempudi P.K., Yang W-L., Tamarat R., Guha C. // Front. Pharmacol. 2021. V. 12. P. 662437.
  28. Farinazzo A., Turano E., Marconi S., Bistaffa E., Bazzoli E., Bonetti B. // Cytotherapy. 2015. V. 17. № 5. P. 571–578.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».