جستجو
ورود
  26 تیر 1397

  استرس مکانیکی تمایز سلول های بنیادی لیگامنت پریودنتال به کراتوسیت ها را مقدور می سازد

تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 19 دی 1396 | امتیاز: Article Rating

اهداف:

 کشف نقش کشش مکانیکی استاتیک قرنیه شکل روی تمایز سلول های بنیادی لیگامنت پریودنتال(PDLSCs) به کراتوسیت ها و اثر سینرژیک احتمالی محیط مکانیکی و القایی.

روش ها:

سلول های بنیادی لیگامنت پریودنتال، به مدت سه و هفته روز، در یک سیستم کشش Flexcell در معرض کشش مکانیکی گنبدی شکل استاتیک 3 درصد قرار گرفتند. فنوتیپ کراتوسیت ها بوسیله بیان ژن مارکرهای کراتوسیتی تعیین شد. محیط تمایزی یا القایی کراتوسیتی به صورت پیوسته یا متناوب در ترکیب با محرک مکانیکی وارد سیستم Flexcell شد. اثرات سینرژیک محیط مکانیکی و القایی روی تمایز کراتوسیت ها بوسیله بیان ژن و پروتئین مارکرهای کراتوسیتی ارزیابی شد. در نهایت، یک صفحه سلولی چند لایه ای بوسیله کشت سلول های بنیادی لیگامنت پریودنتال روی غشای کلاژنی و القای تمایز کراتوسیتی ایجاد شد. شفافیت صفحه سلولی ارزیابی شد و مارکرهای مشخص استرومای طبیعی قرنیه انسان بوسیله رنگ آمیز ایمنوفلورسنس ارزیابی شد.

نتایج:

 محرک مکانیکی گنبدی شکل موجب تمایز سلول های بنیادی لیگامنت پریودنتال به کراتوسیت ها شد که بوسیله تنظیم افزایشی ALDH3A1، CD34، LUM، COL I و COL V نشان داده شد. بیان اینتگرین ها نیز بعد از تحریک مکانیکی افزایش یافت که شامل ایتگرین های آلفا1، آلفا2، بتا 1 و میوزین غیر عضلانی II B بود. اثر سینرژیک محیط مکانیکی و القایی روی تمایز کراتینوسیت ها مشخص شد. صفحات سلولی تحت تیمار با محیط مکانیکی و القایی به طور همزمان ایجاد شدند. صفحات سلولی شفاف و چند لایه بودند و مارکرهای خاص استرومای قرنیه را بیان کردند.

جمع بندی: محرک مکانیکی گنبدی شکل تمایز سلول های بنیادی لیگامنت پریودنتال به کراتوسیت ها را افزایش می دهد و اثرات سینرژیکی با محیط القایی دارد. صفحات سلولی چند لایه ای که استرومای طبیعی قرنیه انسان را تداعی می کنند، پتانسیل کاربردهای بالینی آینده را نشان می دهند.

Br J Ophthalmol. 2018 Jan 6. pii: bjophthalmol-2017-311150. doi: 10.1136/bjophthalmol-2017-311150. [Epub ahead of print]

Mechanical stress potentiates the differentiation of periodontal ligament stem cells into keratocytes.

Chen J1, Zhang W1, Backman LJ1, Kelk P1, Danielson P1,2.

Abstract

AIMS:

To explore the role of corneal-shaped static mechanical strain on the differentiation of human periodontal ligament stem cells (PDLSCs) into keratocytes and the possible synergistic effects of mechanics and inducing medium.

METHODS:

PDLSCs were exposed to 3% static dome-shaped mechanical strain in a Flexcell Tension System for 3 days and 7 days. Keratocyte phenotype was determined by gene expression of keratocyte markers. Keratocyte differentiation (inducing) medium was introduced in the Flexcell system, either continuously or intermittently combined with mechanical stimulation. The synergistic effects of mechanics and inducing medium on keratocyte differentiation was evaluated by gene and protein expression of keratocyte markers. Finally, a multilamellar cell sheet was assembled by seeding PDLSCs on a collagen membrane and inducing keratocyte differentiation. The transparency of the cell sheet was assessed, and typical markers of native human corneal stroma were evaluated by immunofluorescence staining.

RESULTS:

Dome-shaped mechanical stimulation promoted PDLSCs to differentiate into keratocytes, as shown by the upregulation of ALDH3A1, CD34, LUM, COL I and COL V. The expression of integrins were also upregulated after mechanical stimulation, including integrin alpha 1, alpha 2, beta 1 and non-muscle myosin II B. A synergistic effect of mechanics and inducing medium was found on keratocyte differentiation. The cell sheets were assembled under the treatment of mechanics and inducing medium simultaneously. The cell sheets were transparent, multilamellar and expressed typical markers of corneal stroma.

CONCLUSION:

Dome-shaped mechanical stimulation promotes differentiation of PDLSCs into keratocytes and has synergistic effects with inducing medium. Multilamellar cell sheets that resemble native human corneal stroma show potential for future clinical applications.

PMID: 29306866
ثبت امتیاز
تبلیغات
تبلیغات
آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان