Published December 1, 2021 | Version v1
Publication Open

Effect of glucose mediated oxidative stress on apoptotic gene expression in gingival mesenchymal stem cells

Creators

  • 1. Dow University of Health Sciences

Description

Abstract Background Diabetes is a common disease that causes gingival and periodontal problems. Stem cells isolated from dental sources are an emerging area of research with a potential to facilitate regenerative medicine. The stem cells retain the property of self-renewal and the ones isolated from dental sources are mainly multipotent mesenchymal stem cells that have the ability to self-renew as well as differentiation towards multiple lineages. Objectives We aimed to isolate and characterize gingival mesenchymal stem cells by pluripotency markers and investigated the effect of oxidative stress on growth kinetics and apoptotic gene expression of gingival cells exposed to glucose mediated oxidative stress. Methods In this study, we isolated gingival mesenchymal stem cells from gingiva. This was followed by morphologic analysis using inverted phase contrast microscopy and molecular profiling of these cells for the mRNA expression of specific genes. The isolated cells were cultured till passage 3 and then exposed to oxidative stress (high glucose concentration). We measured the apoptotic gene expression and compared their growth kinetics. Results The results showed that oxidative stress produced by glucose reduced growth kinetics and increased apoptotic gene expression in gingival mesenchymal stem cells. According to the genetic results, glucose activated TNF family to initiate apoptosis. Conclusion In conclusion, the present study demonstrated that high glucose obliterated cellular proliferation testified by evaluating growth kinetics and induced apoptotic gene expression in gingival mesenchymal stem cells. This initiated extrinsic apoptotic pathway mediated by TNF family. Therefore, in diabetes oral health condition is compromised and periodontal disease is common.

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

Translated Description (Arabic)

ملخص الخلفية مرض السكري هو مرض شائع يسبب مشاكل في اللثة واللثة. تعد الخلايا الجذعية المعزولة من مصادر الأسنان مجالًا ناشئًا للبحث مع إمكانية تسهيل الطب التجديدي. تحتفظ الخلايا الجذعية بخاصية التجديد الذاتي والخلايا المعزولة من مصادر الأسنان هي بشكل أساسي خلايا جذعية متوسطة متعددة القدرات لديها القدرة على التجديد الذاتي وكذلك التمايز نحو سلالات متعددة. الأهداف كنا نهدف إلى عزل وتوصيف الخلايا الجذعية اللثوية المتوسطة عن طريق علامات تعدد القدرات والتحقيق في تأثير الإجهاد التأكسدي على حركية النمو والتعبير الجيني المبرمج للخلايا اللثوية المعرضة للإجهاد التأكسدي بوساطة الجلوكوز. الطرق في هذه الدراسة، قمنا بعزل الخلايا الجذعية اللثوية المتوسطة من اللثة. وأعقب ذلك تحليل شكلي باستخدام المجهر المقلوب على النقيض من الطور والتنميط الجزيئي لهذه الخلايا للتعبير عن الحمض النووي الريبوزي المرسال لجينات معينة. تمت زراعة الخلايا المعزولة حتى الممر 3 ثم تعرضت للإجهاد التأكسدي (تركيز الجلوكوز العالي). قمنا بقياس التعبير الجيني المبرمج ومقارنة حركية نموها. النتائج أظهرت النتائج أن الإجهاد التأكسدي الناتج عن الجلوكوز قلل من حركية النمو وزاد من التعبير الجيني المبرمج في الخلايا الجذعية اللثوية المتوسطة. وفقًا للنتائج الوراثية، قام الجلوكوز بتنشيط عائلة TNF لبدء الاستماتة. في الختام، أظهرت الدراسة الحالية أن الانتشار الخلوي المطمس للجلوكوز العالي يشهد من خلال تقييم حركية النمو والتعبير الجيني المبرمج المستحث في الخلايا الجذعية اللثوية المتوسطة. بدأ هذا المسار المبرمج الخارجي بوساطة عائلة TNF. لذلك، في مرض السكري، تكون حالة صحة الفم معرضة للخطر وأمراض اللثة شائعة.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Le diabète est une maladie courante qui provoque des problèmes gingivaux et parodontaux. Les cellules souches isolées à partir de sources dentaires sont un domaine de recherche émergent susceptible de faciliter la médecine régénérative. Les cellules souches conservent la propriété d'auto-renouvellement et celles isolées à partir de sources dentaires sont principalement des cellules souches mésenchymateuses multipotentes qui ont la capacité de s'auto-renouveler ainsi que de se différencier vers des lignées multiples. Objectifs Nous avons cherché à isoler et à caractériser les cellules souches mésenchymateuses gingivales par des marqueurs de pluripotence et étudié l'effet du stress oxydatif sur la cinétique de croissance et l'expression des gènes apoptotiques des cellules gingivales exposées au stress oxydatif médié par le glucose. Méthodes Dans cette étude, nous avons isolé des cellules souches mésenchymateuses gingivales de la gencive. Cela a été suivi d'une analyse morphologique utilisant la microscopie à contraste de phase inversé et le profil moléculaire de ces cellules pour l'expression de l'ARNm de gènes spécifiques. Les cellules isolées ont été cultivées jusqu'au passage 3 puis exposées au stress oxydatif (concentration élevée en glucose). Nous avons mesuré l'expression des gènes apoptotiques et comparé leur cinétique de croissance. Résultats Les résultats ont montré que le stress oxydatif produit par le glucose réduisait la cinétique de croissance et augmentait l'expression du gène apoptotique dans les cellules souches mésenchymateuses gingivales. Selon les résultats génétiques, le glucose a activé la famille du TNF pour initier l'apoptose. Conclusion En conclusion, la présente étude a démontré qu'un taux élevé de glucose oblitérait la prolifération cellulaire en évaluant la cinétique de croissance et en induisant l'expression du gène apoptotique dans les cellules souches mésenchymateuses gingivales. Cela a initié une voie apoptotique extrinsèque médiée par la famille du TNF. Par conséquent, dans le diabète, l'état de santé bucco-dentaire est compromis et la maladie parodontale est fréquente.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes La diabetes es una enfermedad común que causa problemas gingivales y periodontales. Las células madre aisladas de fuentes dentales son un área emergente de investigación con potencial para facilitar la medicina regenerativa. Las células madre conservan la propiedad de autorrenovación y las aisladas de fuentes dentales son principalmente células madre mesenquimales multipotentes que tienen la capacidad de autorrenovarse y diferenciarse hacia múltiples linajes. Objetivos Nuestro objetivo fue aislar y caracterizar las células madre mesenquimales gingivales mediante marcadores de pluripotencia e investigamos el efecto del estrés oxidativo sobre la cinética de crecimiento y la expresión génica apoptótica de las células gingivales expuestas al estrés oxidativo mediado por glucosa. Métodos En este estudio, aislamos células madre mesenquimales gingivales de la encía. Esto fue seguido por análisis morfológico utilizando microscopía de contraste de fase invertida y perfilado molecular de estas células para la expresión de ARNm de genes específicos. Las células aisladas se cultivaron hasta el pase 3 y luego se expusieron a estrés oxidativo (alta concentración de glucosa). Medimos la expresión génica apoptótica y comparamos su cinética de crecimiento. Resultados Los resultados mostraron que el estrés oxidativo producido por la glucosa redujo la cinética de crecimiento y aumentó la expresión génica apoptótica en las células madre mesenquimales gingivales. Según los resultados genéticos, la glucosa activó la familia TNF para iniciar la apoptosis. Conclusión En conclusión, el presente estudio demostró que la proliferación celular obliterada alta en glucosa testificó mediante la evaluación de la cinética de crecimiento y la expresión génica apoptótica inducida en células madre mesenquimales gingivales. Esto inició la vía apoptótica extrínseca mediada por la familia TNF. Por lo tanto, en la diabetes, la condición de salud oral está comprometida y la enfermedad periodontal es común.

Files

s12903-021-02007-y.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
md5:244c927cf727186a018b17657b020992
2.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير الإجهاد التأكسدي بوساطة الجلوكوز على التعبير الجيني المبرمج في الخلايا الجذعية اللثوية المتوسطة
Translated title (French)
Effet du stress oxydatif médié par le glucose sur l'expression des gènes apoptotiques dans les cellules souches mésenchymateuses gingivales
Translated title (Spanish)
Efecto del estrés oxidativo mediado por glucosa en la expresión génica apoptótica en células madre mesenquimales gingivales

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4200228038
DOI
10.1186/s12903-021-02007-y

Is supplement to
https://openalex.org/W4384695327 (Other)
https://openalex.org/W3096935520 (Other)
https://openalex.org/W2918895489 (Other)
https://openalex.org/W2602111502 (Other)
https://openalex.org/W2363390613 (Other)
https://openalex.org/W2314286400 (Other)
https://openalex.org/W2091429609 (Other)
https://openalex.org/W2066852536 (Other)
https://openalex.org/W188720285 (Other)
https://openalex.org/W125774832 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W2014665070
  • https://openalex.org/W2068421246
  • https://openalex.org/W2118893606
  • https://openalex.org/W2346960635
  • https://openalex.org/W2593906386
  • https://openalex.org/W2746447462
  • https://openalex.org/W2746696507
  • https://openalex.org/W2747052483
  • https://openalex.org/W2752810527
  • https://openalex.org/W2759109637
  • https://openalex.org/W2779480685
  • https://openalex.org/W2782247629
  • https://openalex.org/W2794117851
  • https://openalex.org/W2885626252
  • https://openalex.org/W2889661235
  • https://openalex.org/W2896158966
  • https://openalex.org/W2897289235
  • https://openalex.org/W2898640611
  • https://openalex.org/W2905628722
  • https://openalex.org/W2906085175
  • https://openalex.org/W2937346106
  • https://openalex.org/W2942143115
  • https://openalex.org/W2948231834
  • https://openalex.org/W2969443809
  • https://openalex.org/W2969456983
  • https://openalex.org/W2974633161
  • https://openalex.org/W2998570565
  • https://openalex.org/W3004075614
  • https://openalex.org/W3004227146
  • https://openalex.org/W3004561753
  • https://openalex.org/W3005564435
  • https://openalex.org/W3007071800
  • https://openalex.org/W3011115369
  • https://openalex.org/W3012638502
  • https://openalex.org/W3023444015
  • https://openalex.org/W3028749071
  • https://openalex.org/W3047191130
  • https://openalex.org/W3052940729
  • https://openalex.org/W3092325545
  • https://openalex.org/W3092971600
  • https://openalex.org/W3134082013