Antisenescence activity of G9a inhibitor BIX01294 on human bone marrow mesenchymal stromal cells

Abstract

Alterations in epigenomic patterns are associated with diverse physiological functions and pathological mechanisms causing aging-related diseases, such as degenerative disorders and cancers. We investigated the senescent effects of BIX01294, a G9a (histone methyltransferase) inhibitor, in human bone marrow mesenchymal stromal cells (hBM-MSCs). We determined the optimal dose and time of BIX01294 treatment in MSCs to be 1 µM and 12 h, respectively. Under these conditions, the expression of the antisenescent genes TERT, bFGF, VEGF, and Oct-4 was increased, whereas the expression of the senescent factors p16, p21, and was p53 decreased. The number of β-galactosidase-positive cells decreased significantly, and the rates of migration and cellular protection against oxidative damage increased in BIX01294-treated hBM-MSCs. These data indicate that an optimized dose of BIX01294 may improve the potency and senescence of stem cells, which may improve the efficacy of stem cell therapy.|후생유전학적 패턴 변화는 퇴행성 신경질환과 암, 노화 관련 질병을 일으키는 원인이 다양한 생리학 기능과 병리학 기전과 연관되어 있다. 본 연구는 히스톤 메틸화효소 억제제로 알려진 BIX01294(G9a 억제제)의 처리를 통해 인간의 골수 유래 중간엽 줄기세포에서의 항-노화 효과를 갖는지 확인하고자 연구를 진행하였다. 먼저, Real-time PCR을 통해 노화와 관련된 유전자들인 p53과 p21의 발현을 관찰함에 따라 BIX01294 처리의 최적농도(1 µM)와 시간(12 h)을 결정하였다. 이 처리 조건에서 항-노화 관련된 유전자들인 TERT, bFGF, VEGF 그리고 Oct-4가 증가하는 것을 관찰하였고, 반면에 노화 관련된 유전자들인 p53, p21 그리고 p16은 감소하는 것을 관찰하였다. 그리고 세포 수준에서 노화의 정도를 확인할 수 있는 Senescence associated β-galactosidase staining을 통해서 세포 수준에서의 줄기세포의 다양한 passage에서의 항-노화 효과를 관찰하였고 , BIX01294에 대한 항-노화에 대한 효과가 세포의 기능적인 개선에 영향을 미치는지 확인하고자 Wound healing assay, MTT assay를 실험하여 적절한 조건의 시간과 농도에서 BIX01294 처리하여 세포 이동 능력의 향상과 산화스트레스로부터 보호 효과가 있는 것을 확인 하였다. 따라서 BIX01294은 적정한 조건에서의 인간 유래 골수 중간엽 줄기세포에서 항-노화 효과를 나타냈고 이는 줄기세포 치료의 효율을 증가시키는 데 개선될 수 있음을 시사 하였다.