پروتئین مورفوژنتیک استخوان-7 نوترکیب انسانی با استفاده از سلولهای بنیادی مزانشیمی بند ناف انسان ، همراه با نانو هیدروکسی آپاتیت / کلاژن / پلی ال لاکتید ، توانایی استخوان سازی را در نقص استخوان فک افزایش می دهد

تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 16 دی 1399 | امتیاز: Article Rating
چکیده:
سلولهای بنیادی مزانشیمی بند ناف انسان (hUC-MSC) به عنوان منبع جایگزینی برای سلولهای بنیادی مزانشیمی پیشنهاد شده است. با این حال ، مطالعات در مورد توانایی تشکیل استخوان در نقص استخوان فک و صورت کم است. این مطالعه توانایی تشکیل استخوان توسط hUC-MSC در ترکیب با نانو هیدروکسی آپاتیت / کلاژن / پلی ال لاکتید (nHAC / PLA) تحت القای پروتئین مورفوژنتیک استخوان -7 (rhBMP-7) نوترکیب انسانی را در پشت موش های نود و نقص استخوان فک خرگوش را بررسی کرده است.
روش ها: ویژگی های hUC-MSC با استفاده از چسبندگی به فلاسک کشت ، فنوتیپ سلول و پتانسیل تمایز چندرده ای مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تکثیر سلولی با استفاده از روش CCK-8 مورد بررسی قرار گرفت. تمایز استئوژنیک با غلظت کمی کلسیم ، غلظت فسفر ، فعالیت آلکالین فسفاتاز (ALP) ، غلظت استئوکلسین (OCN) ، تشکیل مواد معدنی و سطوح mRNA پروتئین مورفوژنتیک استخوان (BMP) -2 ، OCN, ALP ارزیابی شد. برای مشاهده چسبندگی ، رشد و تمایز سلول از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. تشکیل استخوان با رنگ آمیزی ایمونوهیستوشیمی ، میکرو CT و رنگ آمیزی هماتوکسیلین و ائوزین ارزیابی شد.
یافته ها: hUC-MSC های جدا شده CD105 ، CD90 و CD73 را بیان کرده ، CD45 ، CD34 ، CD11a و HLA-DR را بیان نکردند ، پتانسیل خود تجدیدی و استخوان سازی و چربی زایی را نشان دادند. rhBMP-7 اضافه شده اثر مهاری محیط استئوژنیک بدون سرم (OMD) را در تکثیر hUC-MSC همراه با nHAC / PLA را تضعیف کرده و اثر القایی OMD را در تمایز استخوانی hUC-MSC در محیط کشت دوبعدی و سه بعدی افزایش می دهد همچنین توانایی تشکیل استخوان نابجا و ترمیم نقص استخوان فک را تقویت می کند. علاوه بر این ، تشکیل استخوان درناحیه نقص استخوان به طور قابل توجهی بیشتر از تشکیل استخوان نابجا بود.
نتیجه گیری: اینکه ریز محیط ایجاد شده توسط ساختارهای مهندسی شده ترمیم کننده و ریز محیط ناحیه دارای نقص استخوان با بافت استخوان در حالت طبیعی آن که ممکن است برای بازسازی کافی و به موقع استخوان ضروری باشد، بسیار مطابقت داشت BMP. های تولیدی درون زا ممکن است نقش نظارتی مهمی در روند کار داشته باشند. این نتایج راه را برای توسعه ساختارهای مبتنی بر hUC-MSC آلوژنیک برای کاربردهای درمانی ترمیم کننده استخوان فک هموار می کند.
Recombinant human bone morphogenetic protein-7 enhances bone formation ability of jaw bone defect using human umbilical cord mesenchymal stem cells combined with nano-hydroxyapatite/collagen/poly(L-lactide)
Lingling E, Xin H,Wang X, Cheng T,Zhang S,Ma X,Zhang R,Liu H


Abstract Background: Human umbilical cord mesenchymal stem cells (hUC-MSCs) have been suggested as an alternative source of MSCs. However, the studies on its bone formation ability in oral maxillo-facial bone defect are rare. This study investigated the bone formation ability of recombinant human bone morphogenetic protein-7 (rhBMP-7)-induced hUC-MSCs combined with nano-hydroxyapatite/collagen/poly(L-lactide) (nHAC/PLA) in the back of nude mice and jaw bone defect of rabbit. Methods: The characteristics of hUC-MSCs were analyzed by plastic adherence, cell phenotype and multilineage differentiation potential. Cell proliferation was examined using a CCK-8 assay. Osteogenic differentiation was evaluated by quantitative calcium concentration, phosphorous concentration, alkaline phosphatase (ALP) activity, osteocalcin (OCN) concentration, mineral formation, and the mRNA levels of ALP, OCN and bone morphogenetic protein (BMP)-2. Scanning electron microscopy was used to observe cell adhesion, growth and differentiation. Bone formation was assessed by immunohistochemical staining, micro-CT and hematoxylin and eosin staining. Results: The isolated hUC-MSCs expressed CD105, CD90 and CD73, did not express CD45, CD34, CD11a and HLA-DR, exhibited self-renewal potential, and favored osteogenesis and adipogenesis. The exogenously-added rhBMP-7 attenuated the inhibitory effect of the serum-free osteogenic media (OMD) on the proliferation of hUC-MSCs combined with nHAC/PLA, increased the promoting effect of OMD on osteogenic differentiation of hUC-MSCs in two or three-dimensional culture, and enhanced its heterotopic bone formation and jaw bone defect repair abilities. Furthermore, the bone formation of in situ bone defect was significantly superior to heterotopic bone formation. Conclusions: That the microenvironment formed by the regenerative engineered constructs and the in situ bone defect microenvironment closely matched that of the bone tissue in its native state may be essential for sufficient and timely bone regeneration. The endogenously-produced BMPs may serve an important regulatory role in the process. These results paved the way for developing allogeneic hUC-MSCs-based constructs for clinical jaw bone regenerative therapeutic applications.
PMID: 34532
ثبت امتیاز
آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان