اینترلوکین 17 نیچ سلول های بنیادی مزانشیمی را با همکاری استئوسیت ها به سمت استخوان زایی تغییر می دهد

تاریخ انتشار: پنجشنبه 23 آبان 1398 | امتیاز: Article Rating

بازآرایی استخوانی قویا بوسیله فرایندهای دینامیکی که چرخه بین تشکیل و بازجذب استخوان هستند تنظیم می شود و اینترلوکین 17 به طور حیاتی فعال شدن و تمایز استئوبلاست ها و استئوکلاست ها را هماهنگ می سازد. سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) درون محیط طبیعی شان محرک های بیوشیمیایی را از سلول های پیرامونی دریافت می کنن که تمایز آن ها به سمت محرک های پیش سازهای استخوانی را تحت تاثیر قرار می دهد و این در حالی است که نقش های استئوسیت ها در تنظیم تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی به صورت ناشناخته باقی مانده است. این مطالعه به بررسی نقش های خاص آبشار پیام رسانی اینترلوکین 17 و مسیرهای خاص استئوسیتی در استخوان زایی سلول های بنیادی مزانشیمی پرداخت. با استفاده از سیستم هم کشتی ترانس ول ها(CC)، ما اثرات استئوسیت ها و استئوبلاست ها روی استخوان زایی سلول های بنیادی مزانشیمی را با یا بدون مکمل اینترلوکین 17 کشف کردیم. یک مدل کشت سه بعدی پلی کاپرولاکتونی برای ارزیابی پتانسیل استخوان زایی آن ها در حضور استئوسیت و اینترلوکین 17 استفاده شد. به طور قابل توجه، اینترلوکین 17 استخوان زایی را در سلول های بنیادی مزانشیمی القا کرد که این می تواند بوسیله بلوک کردن گیرنده A اینترلوکین 17 منتفی شود. تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی افزایش یافته بوسیله اینترلوکین 17 بوسیله هم کشتی در ترانس ول ها با استئوسیت ها بیشتر تقویت شد. علاوه بر این، سیتوکین های پیش التهابی اینترلوکین 6 و اینترلوکین 1 بتا نقش مهمی را در تمایز وابسته به اینترلوکین 17 از طریق فسفریلاسیون AKT، ترانسدیوسر سیگنال و فعال کننده رونویسی 3 و مسیرهای پیام رسانی کیناز تنظیم شده با سیگنال خارج سلولی 2/1 در نیچ سلول های بنیادی مزانشیمی بازی می کنند. مطالعه حاضر اثر هم افزایی استئوسیت ها و اینترلوکین 17 در تولید سیگنال های بیوشیمیایی و برای تحریک تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی را ثابت می کند که می تواند در داربست های سه بعدی پلی کاپرولاکتونی بیشتر افزایش یابد. این یافته ها دیدگاه مهمی را در مورد مکانیسم های فعال سازی سلول های بنیادی مزانشیمی و تمایز استخوانی در نیچ طبیعی سلول های بنیادی ارائه می دهد و یک نقش احتمالی اینترلوکین 17 را در مهندسی بافت استخوان نشان می دهد.

J Cell Physiol. 2019 Oct 23. doi: 10.1002/jcp.29323. [Epub ahead of print]

IL-17 alters the mesenchymal stem cell niche towards osteogenesis in cooperation with osteocytes.

Liao C1,2, Zhang C2, Jin L2, Yang Y2.

Abstract

Bone remodeling is a strictly regulated dynamic process that cycles between bone formation and resorption, and interleukin-17 (IL-17) critically orchestrates the activation and differentiation of both osteoblasts and osteoclasts. Mesenchymal stem cells (MSCs) within their native environment receive biochemical stimuli from surrounding cells that influences their differentiation into bone precursors, while the roles of osteocytes in regulating the osteogenic differentiation of MSCs remain unclear. This study investigated the specific roles of IL-17 signaling cascades and osteocyte-specific pathways in the osteogenesis of MSCs. Using a transwell coculture (CC) system, we explored the effects of osteocytes and osteoblasts on the osteogenesis of MSCs with and without IL-17 supplementation. A polycaprolactone (PCL) three-dimensional (3D) culture model was used to evaluate their osteogenic potential in the presence of osteocytes and IL-17. Notably, IL-17 induced osteogenesis in MSCs, which could be attenuated by blocking IL-17 receptor A. The osteogenic differentiation of MSCs promoted by IL-17 was further enhanced by CC with osteocytes. Moreover, proinflammatory cytokines IL-6 and IL-1β played an important role in IL-17-dependent differentiation, via the phosphorylation of AKT, signal transducer and activator of transcription 3, and extracellular signal-regulated kinase 1/2 signaling pathways in the MSC niche. The present study confirms a synergistic effect of osteocytes and IL-17 in the production of biochemical signals to stimulate the osteogenic differentiation of MSCs, which could be further promoted in the PCL 3D-scaffold. These findings provide important insight into the mechanisms of MSCs activation and osteogenic differentiation within the native stem cell niche, and suggest a possible role of IL-17 in bone tissue engineering.

PMID: 31643095
ثبت امتیاز
آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان