Published December 1, 2019 | Version v1
Publication Open

YAP as a key regulator of adipo-osteogenic differentiation in human MSCs

Creators

  • 1. Siriraj Hospital
  • 2. Mahidol University
  • 3. Synchrotron Light Research Institute

Description

Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent stem cells that are able to differentiate into several cell types, including cartilage, fat, and bone. As a common progenitor, MSC differentiation has to be tightly regulated to maintain the balance of their differentiation commitment. It has been reported that the decision process of MSCs into fat and bone cells is competing and reciprocal. Several factors have been suggested as critical factors that affect adipo-osteogenic decision, including melatonin and smad4. Yes-associated protein (YAP) is an important effector protein in the Hippo signaling pathway that acts as a transcriptional regulator by activating the transcription of the genes involved in cell proliferation and anti-apoptosis. The non-canonical role of YAP in regulating bone homeostasis by promoting osteogenesis and suppressing adipogenesis was recently demonstrated in a mouse model. However, it is unclear whether YAP is also crucial for modulating human MSC differentiation to fat and bone.The expression level of YAP during MSC differentiation was modulated using pharmaceutical molecule and genetic experiments through gain- and loss-of-function approaches.We demonstrated for the first time that YAP has a non-canonical role in regulating the balance of adipo-osteogenic differentiation of human MSCs. The result from synchrotron radiation-based Fourier transform infrared (FTIR) microspectroscopy showed unique metabolic fingerprints generated from YAP-targeted differentiated cells that were clearly distinguished from non-manipulated control.These results, thus, identify YAP as an important effector protein that regulates human MSC differentiation to fat and bone and suggests the use of FTIR microspectroscopy as a promising technique in stem cell research.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) هي خلايا جذعية متعددة القدرات قادرة على التمايز إلى عدة أنواع من الخلايا، بما في ذلك الغضروف والدهون والعظام. كسلف مشترك، يجب تنظيم تمايز MSC بإحكام للحفاظ على توازن التزام التمايز. وقد أفيد أن عملية اتخاذ القرار من MSCs في الخلايا الدهنية والعظمية متنافسة ومتبادلة. تم اقتراح العديد من العوامل كعوامل حاسمة تؤثر على القرار الدهني العظمي، بما في ذلك الميلاتونين و smad4. البروتين المرتبط بنعم (YAP) هو بروتين مستجيب مهم في مسار إشارات فرس النهر الذي يعمل كمنظم نسخ من خلال تنشيط نسخ الجينات المشاركة في تكاثر الخلايا ومكافحة الاستماتة. تم إظهار الدور غير القانوني لـ YAP في تنظيم توازن العظام من خلال تعزيز تكوين العظام وقمع تكوين الدهون مؤخرًا في نموذج الفأر. ومع ذلك، ليس من الواضح ما إذا كان YAP حاسمًا أيضًا لتعديل تمايز MSC البشري إلى الدهون والعظام. تم تعديل مستوى التعبير عن YAP أثناء تمايز MSC باستخدام جزيء صيدلاني وتجارب وراثية من خلال مناهج الكسب وفقدان الوظيفة. لقد أثبتنا لأول مرة أن YAP له دور غير قانوني في تنظيم توازن التمايز الدهني العظمي المنشأ لـ MSCs البشري. أظهرت نتيجة التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه القائم على الإشعاع السينكروتروني (FTIR) بصمات الأصابع الأيضية الفريدة الناتجة عن الخلايا المتمايزة المستهدفة لـ YAP والتي تم تمييزها بوضوح عن التحكم غير المتلاعب به. وبالتالي، تحدد هذه النتائج YAP كبروتين فعال مهم ينظم تمايز MSC البشري للدهون والعظام ويقترح استخدام التحليل الطيفي الدقيق FTIR كتقنية واعدة في أبحاث الخلايا الجذعية.

Translated Description (French)

Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) sont des cellules souches multipotentes capables de se différencier en plusieurs types de cellules, notamment le cartilage, la graisse et les os. En tant qu'ancêtre commun, la différenciation des MSC doit être étroitement réglementée pour maintenir l'équilibre de leur engagement de différenciation. Il a été rapporté que le processus de décision des CSM en cellules graisseuses et osseuses est concurrent et réciproque. Plusieurs facteurs ont été suggérés comme facteurs critiques qui affectent la décision adipo-ostéogénique, notamment la mélatonine et le smad4. La protéine associée à Yes (YAP) est une protéine effectrice importante dans la voie de signalisation de l'hippopotame qui agit comme un régulateur transcriptionnel en activant la transcription des gènes impliqués dans la prolifération cellulaire et l'anti-apoptose. Le rôle non canonique de YAP dans la régulation de l'homéostasie osseuse en favorisant l'ostéogenèse et en supprimant l'adipogenèse a été récemment démontré dans un modèle murin. Cependant, il n'est pas clair si YAP est également crucial pour moduler la différenciation des CSM humains en graisse et en os. Le niveau d'expression de YAP au cours de la différenciation des CSM a été modulé à l'aide de molécules pharmaceutiques et d'expériences génétiques par des approches de gain et de perte de fonction. Nous avons démontré pour la première fois que YAP a un rôle non canonique dans la régulation de l'équilibre de la différenciation adipo-ostéogénique des CSM humains. Le résultat de la microspectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) basée sur le rayonnement synchrotron a montré des empreintes métaboliques uniques générées à partir de cellules différenciées ciblées par YAP qui ont été clairement distinguées du contrôle non manipulé. Ces résultats identifient donc YAP comme une protéine effectrice importante qui régule la différenciation des CSM humaines en graisse et en os et suggèrent l'utilisation de la microspectroscopie IRTF comme technique prometteuse dans la recherche sur les cellules souches.

Translated Description (Spanish)

Las células madre mesenquimales (MSC) son células madre multipotentes que son capaces de diferenciarse en varios tipos de células, incluyendo cartílago, grasa y hueso. Como progenitor común, la diferenciación de MSC debe estar estrictamente regulada para mantener el equilibrio de su compromiso de diferenciación. Se ha informado que el proceso de decisión de las MSC en células grasas y óseas es competitivo y recíproco. Se han sugerido varios factores como factores críticos que afectan la decisión adipo-osteogénica, incluyendo la melatonina y el smad4. La proteína asociada a Yes (YAP) es una proteína efectora importante en la vía de señalización de Hippo que actúa como un regulador transcripcional al activar la transcripción de los genes implicados en la proliferación celular y la antiapoptosis. El papel no canónico de YAP en la regulación de la homeostasis ósea mediante la promoción de la osteogénesis y la supresión de la adipogénesis se demostró recientemente en un modelo de ratón. Sin embargo, no está claro si YAP también es crucial para modular la diferenciación de MSC humanas a grasa y hueso. El nivel de expresión de YAP durante la diferenciación de MSC se moduló utilizando moléculas farmacéuticas y experimentos genéticos a través de enfoques de ganancia y pérdida de función. Demostramos por primera vez que YAP tiene un papel no canónico en la regulación del equilibrio de la diferenciación adipoosteogénica de MSC humanas. El resultado de la microspectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) basada en radiación sincrotrón mostró huellas metabólicas únicas generadas a partir de células diferenciadas dirigidas a YAP que se distinguieron claramente del control no manipulado. Estos resultados, por lo tanto, identifican a YAP como una proteína efectora importante que regula la diferenciación de MSC humanas en grasa y hueso y sugiere el uso de la microspectroscopía FTIR como una técnica prometedora en la investigación con células madre.

Files

s13287-019-1494-4.pdf

Files (2.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:63ff4d033e167cb85652ed1fd66ca0c3
2.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
YAP كمنظم رئيسي للتمايز الدهني العظمي في MSCs البشرية
Translated title (French)
YAP en tant que régulateur clé de la différenciation adipo-ostéogénique dans les CSM humaines
Translated title (Spanish)
YAP como regulador clave de la diferenciación adipoosteogénica en MSC humanas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2996030525
DOI
10.1186/s13287-019-1494-4

Is supplement to
https://openalex.org/W4318941303 (Other)
https://openalex.org/W4308142614 (Other)
https://openalex.org/W3217615580 (Other)
https://openalex.org/W3177859811 (Other)
https://openalex.org/W3169375705 (Other)
https://openalex.org/W2530692655 (Other)
https://openalex.org/W2496342221 (Other)
https://openalex.org/W2089095768 (Other)
https://openalex.org/W2050202346 (Other)
https://openalex.org/W2006248782 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1490305948
  • https://openalex.org/W1552674655
  • https://openalex.org/W1670890407
  • https://openalex.org/W1863585495
  • https://openalex.org/W1866140019
  • https://openalex.org/W1964674530
  • https://openalex.org/W1965057978
  • https://openalex.org/W1978876400
  • https://openalex.org/W1984178811
  • https://openalex.org/W1993192375
  • https://openalex.org/W1996690536
  • https://openalex.org/W2008315456
  • https://openalex.org/W2011055829
  • https://openalex.org/W2020933885
  • https://openalex.org/W2032722121
  • https://openalex.org/W2036348189
  • https://openalex.org/W2038399651
  • https://openalex.org/W2040163479
  • https://openalex.org/W2043181869
  • https://openalex.org/W2048993028
  • https://openalex.org/W2059654203
  • https://openalex.org/W2090976247
  • https://openalex.org/W2093021491
  • https://openalex.org/W2130291242
  • https://openalex.org/W2132572939
  • https://openalex.org/W2143076230
  • https://openalex.org/W2146337514
  • https://openalex.org/W2148064846
  • https://openalex.org/W2167207642
  • https://openalex.org/W2269475172
  • https://openalex.org/W2290320579
  • https://openalex.org/W2292678054
  • https://openalex.org/W2517542844
  • https://openalex.org/W2569468043
  • https://openalex.org/W2611522958
  • https://openalex.org/W2805052976
  • https://openalex.org/W2889322815
  • https://openalex.org/W2895712817
  • https://openalex.org/W2900462665
  • https://openalex.org/W2940616254
  • https://openalex.org/W4241146260