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  • Reactive oxygen species induce MMP12-dependent degradation of collagen 5 and fibronectin to promote the motility of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells.

Reactive oxygen species induce MMP12-dependent degradation of collagen 5 and fibronectin to promote the motility of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells.

British journal of pharmacology (2014-03-19)
Seung Pil Yun, Sei-Jung Lee, Sang Yub Oh, Young Hyun Jung, Jung Min Ryu, Han Na Suh, Mi Ok Kim, Keon Bong Oh, Ho Jae Han
RESUMEN

Reactive oxygen species (ROS) are potent regulators of stem cell behaviour; however, their physiological significance as regards MMP-mediated regulation of the motility of human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells (UCB-MSCs) has not been characterized. In the present study, we investigated the role of hydrogen peroxide (H2O2 ) and associated signalling pathways in promoting UCB-MSCs motility. The regulatory effects of H2O2 on the activation of PKC, MAPKs, NF-κB and β-catenin were determined. The expressions of MMP and extracellular matrix proteins were examined. Pharmacological inhibitors and gene-specific siRNA were used to identify the signalling pathways of H2O2 that affect UCB-MSCs motility. An experimental skin wound-healing model was used to confirm the functional role of UCB-MSCs treated with H2O2 in ICR mice. H2O2 increased the motility of UCB-MSCs by activating PKCα via a calcium influx mechanism. H2O2 activated ERK and p38 MAPK, which are responsible for the distinct activation of transcription factors NF-κB and β-catenin. UCB-MSCs expressed eight MMP genes, but only MMP12 expression was uniquely regulated by NF-κB and β-catenin activation. H2O2 increased the MMP12-dependent degradation of collagen 5 (COL-5) and fibronectin (FN) associated with UCB-MSCs motility. Finally, topical transplantation of UCB-MSCs treated with H2O2 enhanced skin wound healing in mice. H2O2 stimulated UCB-MSCs motility by increasing MMP12-dependent degradation of COL-5 and FN through the activation of NF-κB and glycogen synthase kinase-3β/β-catenin, which is critical for providing a suitable microenvironment for MSCs transplantation and re-epithelialization of skin wounds in mice.

MATERIALES
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Sigma-Aldrich
Ácido L-ascórbico, powder, suitable for cell culture, γ-irradiated
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Sigma-Aldrich
Ácido L-ascórbico, BioXtra, ≥99.0%, crystalline
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Ácido L-ascórbico, suitable for cell culture, suitable for plant cell culture, ≥98%
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Sigma-Aldrich
Mitomicina C from Streptomyces caespitosus, powder, BioReagent, suitable for cell culture
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Ácido L-ascórbico, reagent grade, crystalline
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USP
Ácido L-ascórbico, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
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Peróxido de hidrógeno solution, contains ~200 ppm acetanilide as stabilizer, 3 wt. % in H2O
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Supelco
Ácido L-ascórbico, analytical standard
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Ácido L-ascórbico, reagent grade
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Mitomicina C from Streptomyces caespitosus, ≥98% (HPLC), potency: ≥970 μg per mg (USP XXIV), γ-irradiated, suitable for cell culture
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Mitomicina C from Streptomyces caespitosus, powder, contains NaCl as solubilizer
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Ácido L-ascórbico, meets USP testing specifications
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Mitomicina C from Streptomyces caespitosus, meets USP testing specifications
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Ácido L-ascórbico, FCC, FG
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Sigma-Aldrich
Ácido L-ascórbico, 99%
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Sigma-Aldrich
Ácido L-ascórbico, BioUltra, ≥99.5% (RT)
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Millipore
Peróxido de hidrógeno solution, 3%, suitable for microbiology
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Supelco
Ácido L-ascórbico, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
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Sigma-Aldrich
Ácido L-ascórbico, ACS reagent, ≥99%
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Supelco
Electrolyte solution, nonaqueous, 2 M LiCl in ethanol
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Sigma-Aldrich
Lithium-7Li chloride, 99 atom % 7Li, 99% (CP)
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Sigma-Aldrich
Ácido L-ascórbico, puriss. p.a., ACS reagent, reag. ISO, Ph. Eur., 99.7-100.5% (oxidimetric)
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Ácido L-ascórbico, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
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Sigma-Aldrich
Ácido L-ascórbico, puriss. p.a., ≥99.0% (RT)
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Sigma-Aldrich
GF 109203X, synthetic, ≥90% (HPLC)
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Sigma-Aldrich
Ácido L-ascórbico, tested according to Ph. Eur.
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Supelco
Ácido L-ascórbico, certified reference material, TraceCERT®, Manufactured by: Sigma-Aldrich Production GmbH, Switzerland
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Supelco
Staurosporine, VETRANAL®, analytical standard
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Sigma-Aldrich
MISSION® esiRNA, targeting human MMP12
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