The role of mTOR signalling pathway in neural differentiation of stem cells

Poranění míchy je velice závažný, komplexní a život zničují úraz, pro který dnešní medicína stále nemá účinnou léčbu. Je možné pouze tlumit následky poranění a patologické děje s ním spojené. Transplantace neurálních kmenových buněk má v patologii míšního poranění imunosupresivní účinky a podporuje regeneraci. mTOR kináza je součástí klíčové intracelulární signální dráhy PI3K/Akt/mTOR, což z ní dělá vhodný cíl terapeutického zásahu a imunosupresiv, například rapamycinu. mTOR signalizace je důležitá pro neurální kmenové buňky a v patologii míšního poranění. Cílem této práce bylo zkoumat úlohu mTOR dráhy v diferenciaci kmenových buněk do neurálního fenotypu. Na kultury neurálních progenitorů in vitro byl aplikován rapamycin, a pomocí metod imunocytochemie a imunoblotování byl sledován vliv inhibice na buněčný fenotyp a aktivitu mTOR dráhy. V in vivo potkaních modelech míšního poranění byl technikami imunohistochemie a imunoblotování vyhodnocen dopad inhibice rapamycinem na mTOR dráhu, autofagii a produkci cytokinů buňkami poškozené tkáně. Výsledky ukazují, že mTOR dráha se účastní diferenciace neurálních prekurzorů do neuronálního fenotypu in vitro, rapamycin inhiboval mTOR dráhu in vitro a in vivo, podpořil tok autofagie a ovlivnil produkci zánětlivých cytokinů v míšní tkáni. Klíčová slova: kmenové...Spinal cord injury is a very serious, complex, and life changing injury for which today's medicine still does not have an efficient treatment. It is only possible to mitigate the consequences of this injury and the pathological processes associated with it. Neural stem cell transplantation has immunosuppressive effects in the pathology of spinal cord injury and promotes regeneration. mTOR kinase is a member of the crucial intracellular PI3K/Akt/mTOR signalling pathway, making it a suitable target for therapeutic intervention and immunosuppressants such as rapamycin. mTOR signalling is important for neural stem cells and in the pathology of spinal cord injury. The aim of this study was to investigate the role of the mTOR pathway in differentiation of stem cells into neuronal phenotype. Rapamycin was applied to in vitro culture of neural progenitors. Immunocytochemistry and immunoblotting techniques were used to study the effect of this inhibition on the cell phenotype and on the activity of the mTOR pathway. Using the rat model of spinal cord injury in vivo, immunohistochemistry and immunoblotting techniques were used to evaluate the impact of rapamycin inhibition on the mTOR pathway, autophagy, and cytokine production by cells in the damaged tissue. The results show that the mTOR pathway plays role...Department of Cell BiologyKatedra buněčné biologieFaculty of SciencePřírodovědecká fakult