مقایسه ظرفیت تمایز استخوانی در سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از پرده آمنیوتیک انسانی(AM)، بند ناف(UC)، پرده کوریون(CM) و دسیدوآ(DC)
تاریخ انتشار: چهارشنبه 22 اسفند 1397
| امتیاز:
پیشینه:
سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) به دلیل توانایی تمایز استخوانی شان به طور گسترده ای به عنوان یک عامل امیدوار کننده درمانی در زمینه مهندسی بافت استخوان مورد استفاده قرار گرفته اند. در این مطالعه، توانایی تمایز استخوانی و اثر فیبرونکتین و لامینین روی تمایز استخوانی در چهار نوع سلول بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت های جفتی مقایسه شد تا منبع ایده آل برای مهندسی بازسازی کننده بافت استخوان تعیین شود.
نتایج:
مطالعه حاضر به ارزیابی سطح تمایز استخوانی چهار نوع سلول بنیادی مزانشیمی با استفاده از رنگ آمیز آلیزارین رد پرداخت و سطح کلسیم و فعالیت آلکالین فسفاتاز را اندازه گیری کرد. علاوه بر این، این مطالعه مارکرهای پروتئینی تمایز استئوبلاستی شامل استریکس، کلاژن نوع یک، استئوپونتین و استئوکلسین را با استفاده از وسترن بلات ارزیابی کرد. سنجش های qPCR و EdU برای شناسایی کینتیک تمایز استخوانی صورت گرفت. سطح رسوب کلسیمی، فعالیت آلکالین فسفاتازی و غلظت های استئوپونتین و استئوکلسین برای اثبات نقش اجزای ماتریکس خارج سلولی(ECM) روی تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی تعیین شد. داده ها نشان داد که سلول های بنیادی مزانشیمی جداسازی شده از لایه های مختلف جفت دارای پتانسیل مختلفی برای تمایز به سلول های استخوانی هستند. از همه مهم تر این که، AM-MSCها و UC-MSCها به صورت موثرتر و سریع تری نسبت به CM-MSCها و DC-MSCها به مرحله استئوبلاستی تمایز یافتند که با کاهش توانایی تکثیری آن ها همراه بود. در بین انواع مختلف سلول های بنیادی مزانشیمی، AM-MSCها و UC-MSCها دارای پتانسیل تمایز استخوانی القا شده بوسیله فیبرونکتین بودند که به دلیل فسفریلاسیون تقویت شده طی مسیرهای Akt و ERK بود.
جمع بندی:
در مجموع، نتایج نشان می دهد که AM-MSCs و UC-MSCs دارای یک پتانسیل استخوان زایی بالاتری هستند و فیبرونکتین می تواند قویا پتانسیل استخوان زایی مسیرهای Akt و ERK را تقویت کند.
Cell Biosci. 2019 Feb 11;9:17. doi: 10.1186/s13578-019-0281-3. eCollection 2019.
Comparison of osteogenic differentiation capacity in mesenchymal stem cells derived from human amniotic membrane (AM), umbilical cord (UC), chorionic membrane (CM), and decidua (DC).
Shen C1, Yang C2, Xu S3, Zhao H4.
Abstract
Background:
Mesenchymal stem cells (MSCs) have been extensively explored as a promising therapeutic agent in the field of bone tissue engineering due to their osteogenic differentiation ability. In this study, the osteogenic differential ability and the effect of fibronectin and laminin on the osteogenic differentiation in four types of MSCs derived from placental tissue are compared to determine the ideal source for bone reconstruction tissue engineering.
Results:
The present study examines the osteogenic differentiation levels of four types of MSCs using alizarin red staining and quantifies the calcium levels and alkaline phosphatase (ALP) activity. In addition, this study examines the osteoblast differentiation protein markers osterix, collagen I, osteopontin, and osteocalcin using a Western blot assay. qPCR and EdU labeling assays were employed to identify the kinetics of osteogenic differentiation. Calcium deposit levels, ALP activity, and osteopontin and osteocalcin concentrations were determined to confirm the role of Extracellular matrix (ECM) components role on the osteogenic differentiation of MSCs. The data demonstrated that MSCs isolated from different layers of placenta had different potentials to differentiate into osteogenic cells. Importantly, AM-MSCs and UC-MSCs differentiated into the osteoblast stage more efficiently and quickly than CM-MSCs and DC-MSCs, which was associated with a decrease in their proliferation ability. Among the different types of MSCs, AM-MSCs and UC-MSCs had a higher osteogenic differentiation potential induced by fibronectin due to enhanced phosphorylation during the Akt and ERK pathways.
Conclusions:
Taken together, these results indicate that AM-MSCs and UC-MSCs possess a higher osteogenic potential, and fibronectin can robustly enhance the osteogenic potential of the Akt and ERK pathways.
PMID: 30792848