ساخت برون تنی کمپلکس هیبرید استخوان/غضروف با استفاده از سلول های بنیادی پرتوان القایی

تاریخ انتشار: جمعه 26 اردیبهشت 1399 | امتیاز: Article Rating

تراکم سلولی و محرک مکانیکی نقش هایی را در غضروف زایی و استخوان زایی بازی می کنند؛ بنابراین، آن ها برای تسهیل تشکیل بافت استخوان/غضروف خود سازمان یابنده به صورت برون تنی از سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) امیداوار کننده نشان داده اند. در این جا، iPSCs موشی منفرد در ابتدا در ظروف کشت با فضاهای میکرونی کشت شدند تا اسفیرهای سه بعدی را شکل دهند. در روز 12، اسفیرهای iPSCs در معرض کشت های در حال شیک شدن(تکان دادن(دینامیک)) قرار گرفته و برای 31 روز در محیط کشت القای استخوان زایی قرار گرفتند. در شرایط دیگر، محیط القای استخوان زایی در روز 22 با محیط القای غضروف زایی جایگزین شدن و برای 21 روز دیگر در این شرایط قرار گرفت. القای استخوان زایی معدنی شدن قوی و برخی از بافت های شبه غضروفی را ایجاد کرد که موجب افزایش بیان ژن های مارکر استخوانی و غضروفی شد. برعکس، القای استخوانی-غضروفی منجر به معدنی شدن نسبی و ایجاد یک ناحیه بزرگ از بافت غضروفی با بیان بسیار افزایش یافته ژن های مارکر غضروف زایی همراه با بیان استریکس و کلاژن 1a1 شد. القای  استخوانی غضروفی متعهد شدن به رده مزودرمی را به همراه بیان brachyury تقویت کرد که بوسیله بیان ژن های مارکر مزودرم صفحه جانبی و مزودرم مجاور محور دنبال شد. این نتایج نشان می دهد که استفاده ترکیبی از کشت های با فضای میکرو و محرک مکانیکی تشکیل بافت هیبرید استخوان/غضروف از iPSCs را تسهیل می کند و نسبت بافت استخوان/غضروف در سازه های iPSCs می تواند از طریق القای پروتکل های القایی دستکاری شود.

 

Int J Mol Sci. 2020 Jan 16;21(2). pii: E581. doi: 10.3390/ijms21020581.

In Vitro Fabrication of Hybrid Bone/Cartilage Complex Using Mouse Induced Pluripotent Stem Cells.

Limraksasin P1Kondo T1Zhang M1Okawa H1,2Osathanon T3Pavasant P3Egusa H1,4.

Abstract

Cell condensation and mechanical stimuli play roles in osteogenesis and chondrogenesis; thus, they are promising for facilitating self-organizing bone/cartilage tissue formation in vitro from induced pluripotent stem cells (iPSCs). Here, single mouse iPSCs were first seeded in micro-space culture plates to form 3-dimensional spheres. At day 12, iPSC spheres were subjected to shaking culture and maintained in osteogenic induction medium for 31 days (Os induction). In another condition, the osteogenic induction medium was replaced by chondrogenic induction medium at day 22 and maintained for a further 21 days (Os-Chon induction). Os induction produced robust mineralization and some cartilage-like tissue, which promoted expression of osteogenic and chondrogenic marker genes. In contrast, Os-Chon induction resulted in partial mineralization and a large area of cartilage tissue, with greatly increased expression of chondrogenic marker genes along with osterix and collagen 1a1. Os-Chon induction enhanced mesodermal lineage commitment with brachyury expression followed by high expression of lateral plate and paraxial mesoderm marker genes. These results suggest that combined use of micro-space culture and mechanical stimuli facilitates hybrid bone/cartilage tissue formation from iPSCs, and that the bone/cartilage tissue ratio in iPSC constructs could be manipulated through the induction protocol.

PMID: 31963264
ثبت امتیاز
آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان