Maidon proteiinifraktioiden vaikutus ihmisen luuydinperäisten mesenkymaalisten kantasolujen kuntoon ja luusoluerilaistumiseen

Abstract

On yleisesti tiedossa, että maito on terveellistä ja parantaa luun kestävyyttä. Tutkimusten perusteella osa maidon proteiineista lisää luuta muodostavien osteoblastien määrää ja ehkäisee luun haurastumista estämällä esiosteoklastien erilaistumista luuta hajottaviksi osteoklasteiksi. Osteoblastit erilaistuvat multipotenteista mesenkymaalisista kantasoluista. Tällöin maidon proteiineilla saattaa olla fysiologinen rooli luun kasvamisessa ja paranemisessa. Maidon proteiineilla voi olla myös terapeuttinen vaikutus osteoporoosin anabolisena tekijänä. Tutkimus oli osa Valion ja Turun yliopiston yhteistyöprojektia. Tutkimuksen tarkoituksena oli testata maidon seitsemän proteiinifraktion vaikutuksia mesenkymaalisten kantasolujen luusoluerilaistumiseen. Tarkoituksena oli löytää maidon proteiineja, jotka edistävät luun vahvistumista ja luusolujen kasvua. Kuntotestien avulla haluttiin selvittää maidon proteiinifraktioiden vaikutuksia kantasolujen kuntoon. Kuntotestejä tehtiin 13:lle maidon proteiinifraktiolle. P4:n, V30 lämpökäsitellyn ja ei-lämpökäsitellyn (V30 lämpö ja ei-lämpö), V50 lämpökäsitellyn ja ei-lämpökäsitellyn (V50 lämpö ja ei-lämpö), Valion kaseiiniton kaseiinifraktion (WPC) ja Valion natiivi heraproteiinifraktion (VNH) vaikutuksia tutkittiin mesenkymaalisten kantasolujen luusoluerilaistumiseen. Alkalisen fosfataasin spesifinen aktiivisuus ja muodostuneen kalsiumin määrää mitattiin luusoluerilaistumiskasvatuksista. Maidon proteiinien vaikutuksia mesenkymaalisiin kantasoluihin tutkittiin jo aiemmin ryhmässämme optimoidulla kuntotestillä. Edellä mainittujen proteiinifraktioiden lisäksi kuntotesteihin otettiin mukaan α-laktalbumiini, β-laktoglobuliini, laktoferriini, heran kasvutekijät (WGF), GMP ja natiivi heraproteiiniproteiinifraktio (NWP). Kuntotestissä käytettiin 5,5´,6,6´-tetrakloori-1,1´,3,3´- tetraetyylibenzimidazolihiilisyanidi jodia (JC-1), joka aggrekoituu hyväkuntoisten kantasolujen mitokondrioon. Mitokondrion depolarisaation aikana JC-1 vapautuu solulimaan ja muodostaa monomeerejä. JC-1 aggrekaatit ja monomeerit emittoivat eri aallonpituuksilla jolloin tulokset mitattiin virtaussytometrillä. Tulokset analysoitiin FlowJo – ohjelmalla. Kuntotestien perusteella maidon α-laktalbumiini (p=0.01), β-laktoglobuliini (p=0.001), P4− (p=0.01), V30 lämpö− (p=0.05), V50 lämpö− (p=0.01) ja ei-lämpö− (p=0.001), VNH− (p=0.001), WGF− (p=0.001) ja GMP− (p=0.05) proteiinifraktiot paransivat mesenkymaalisten kantasolujen kuntoa. Laktoferriinillä, V30 ei-lämpö−, WPC−, ja NWP− proteiinifraktioilla ei ollut vaikutusta mesenkymaalisten kantasolujen kuntoon. Luusoluerilaistumistestien perusteella VNH− proteiinifraktio näyttäisi lisäävän mesenkymaalisten kantasolujen luusoluerilaistumista suurimmilla pitoisuuksilla ja V50 ei-lämpö− proteiinifraktio näyttäisi estävän mesenkymaalisten kantasolujen luusoluerilaistumista. Osa maidon proteiinifraktioista näyttäisi parantavan mesenkymaalisten kantasolujen kuntoa jo valmiiksi hyväkuntoisilla soluilla. Voi olla mahdollista, että maidon proteiinifraktiot voivat myös parantaa huonokuntoisten solujen elinkykyisyyttä. Luusoluerilaistumistestien tulokset olivat osittain ristiriitaisia ja lopullisten johtopäätöksien tekemiseen tarvitaan lisää määrityksiä.