The role of Mesenchymal Stem Cells (MSCs) in physiological and pathological conditions

This study addresses several aspects of mesenchymal stem cells and their differentiation, with a focus on the impact of FBXW11 in osteogenesis. The research reveals an upregulation of FBXW11 during the middle phase of osteogenesis, influencing the expression of key genes such as RUNX2 and β-catenin. Silencing FBXW11 in osteogenic cells resulted in elevated levels of both RUNX2 and β-catenin. However, FBXW11 silenced cells exhibited reduced expression of osteogenic maturation-associated genes in the late phase of differentiation, emphasizing FBXW11's crucial role in osteogenic maturation. The study also explores the relationship between FBXW11, RUNX2, and β-catenin in pathological conditions such as cleidocranial dysplasia (CCD) and osteosarcoma. In CCD, FBXW11 levels may counteract dysregulated β-catenin, while osteosarcoma cells show lower FBXW11 levels and higher β-catenin, indicating a potential role in disease development. Furthermore, the research identifies novel C-terminus RUNX2 mutations in CCD patients and highlights their impact on osteogenic commitment. Mutations lead to an accumulation of autophagic genes, hindering osteogenesis. The study also delves into the gender-specific modulation of microRNAs following physical activity, emphasizing their role in myogenesis. The investigation extends to the effects of ultra-endurance cycling on progenitor cells, demonstrating changes in body composition, adipogenesis, and myogenesis. The study introduces the evaluation of potential driver genes and transcription factors involved in these mechanisms, shedding light on the impact of physical training and ultra-cycling on cellular metabolism. Finally, the research concludes by emphasizing the need for further exploration of the crosstalk between the brain and bone and suggests testing the molecules used in mid-brain organoids on mesenchymal cells in osteogenic differentiation.

Questo studio affronta diversi aspetti delle cellule staminali mesenchimali e della loro differenziazione, con particolare attenzione all’impatto di FBXW11 nell’osteogenesi. La ricerca rivela una sovraregolazione di FBXW11 durante la fase intermedia dell'osteogenesi, influenzando l'espressione di geni chiave come RUNX2 e β-catenina. Il silenziamento di FBXW11 nelle cellule osteogeniche ha portato a livelli elevati sia di RUNX2 che di β-catenina. Tuttavia, le cellule silenziate da FBXW11 hanno mostrato una ridotta espressione dei geni associati alla maturazione osteogenica nella fase tardiva della differenziazione, sottolineando il ruolo cruciale di FBXW11 nella maturazione osteogenica. Lo studio esplora anche la relazione tra FBXW11, RUNX2 e β-catenina in condizioni patologiche come la displasia cleidocranica (CCD) e l'osteosarcoma. Nella CCD, i livelli di FBXW11 possono contrastare la β-catenina disregolata, mentre le cellule dell'osteosarcoma mostrano livelli di FBXW11 inferiori e β-catenina più elevati, indicando un potenziale ruolo nello sviluppo della malattia. Inoltre, la ricerca identifica nuove mutazioni RUNX2 del segmento C-terminale nei pazienti con CCD e ne evidenzia l'impatto sull'impegno osteogenico. Le mutazioni portano ad un accumulo di geni autofagici, ostacolando l'osteogenesi. Lo studio approfondisce anche la modulazione genere-specifica dei microRNA in seguito all'attività fisica, sottolineando il loro ruolo nella miogenesi. L’indagine si estende agli effetti del ciclismo di ultra-resistenza sulle cellule progenitrici, dimostrando cambiamenti nella composizione corporea, nell’adipogenesi e nella miogenesi. Lo studio introduce la valutazione di potenziali geni driver e fattori di trascrizione coinvolti in questi meccanismi, facendo luce sull'impatto dell'allenamento fisico e dell'ultra ciclismo sul metabolismo cellulare. Infine, la ricerca si conclude sottolineando la necessità di approfondire il crosstalk tra cervello e ossa e suggerisce di testare le molecole utilizzate negli organoidi del mesencefalo sulle cellule mesenchimali in differenziamento osteogenico.