افزایش فعالیت استخوان زایی سلولهای بنیادی مزانشیمی و تغییرهمزمان ژن های BMP-2 و bFGF
تاریخ انتشار: شنبه 15 آذر 1393
| امتیاز:
سابقه و هدف :
ما ژن های پروتئین ریخت زای استخوان -2 (BMP-2) و فاکتور رشد فیبروبلاست پایه (bFGF) را در سلول های بنیادی مزانشیمی رت (rMSCs) تغییر داده و پس از آن فعالیت استخوان زایی آنها را در شرایط آزمایشگاهی ارزیابی کرده و تشکیل استخوان نابجا را در داخل بدن مورد بررسی قرار دادیم.
مواد و روش ها :
موش های نود (نر با وزن 2± 20 گرم) به طور تصادفی به 2 گروه تقسیم شدند: گروه کنترل (30n =) و گروه ترانسفکت شده (N = 30) . در گروه کنترل، داربست و سلول های بنیادی مزانشیمی به جیب عضلانی درران چپ موش پیوند زده شد، و سلول های بنیادی مزانشیمی با ژن BMP-2 تغییریافته + داربست به جیب عضلانی در ران راست پیوند شد. در گروه ترانسفکت شده، سلول های بنیادی مزانشیمی با ژن bFGF تغییریافته + داربست به استخوان ران چپ پیوند شد، و سلول های بنیادی مزانشیمی با ژن های BMP-2 + bFGF تغییریافته + داربست به استخوان ران راست پیوند شد. تحت بیهوشی، یک برش 8 میلی متر بالای بخش های جانبی هر استخوان ران زده شد و ترکیب سلول و داربست به جیب عضلانی ایجاد شده توسط برش پیوند شد. نمونه های برداشته شده بعد از 3 ماه رنگ آمیزی شد. برش ها با هماتوکسیلین رنگ آمیزی شد. تراکم نسبی مویرگی با شمارش تعداد مویرگ ها و اندازه گیری طول مویرگ ها در منطقه ای مشخص پس از تصویربرداری دیجیتالی محاسبه شد.
نتایج:
درمقایسه با گروه دارای BMP-2 و گروه bFGF ، تکثیر درگروه دارای+ bFGF BMP-2 افزایش یافته بود (P <0.01). این تغییرسبب پیشبرد فعالیت آلکالین فسفاتازی درسلولهای بنیادی مزانشیمی در گروه BMP-2 + bFGF شد. ترشح استئوکلسین درگروه BMP-2 + bFGF درمقایسه با گروه BMP-2 و گروه bFGF بهبود آشکاری یافت(P <0.01) . تجزیه و تحلیل بافت شناسی از مراحل تشکیل استخوان، پیشرفتی را درجایگزین شدن داربست در گروه BMP-2 + bFGF بطور واضح نشان داد.
نتیجه گیری:
سلول های بنیادی مزانشیمی با ژن های تغییریافته BMP-2 و bFGF می تواند سبب پیشبرد فعالیت استخوان زایی rMSCs در شرایط in vitro و تشکیل استخوان نابجا در in vivo شوند.
Ann Transplant. 2014 Dec 4;19:629-638.
Enhanced Osteogenic Activity of Mesenchymal Stem Cells and Co-Modified BMP-2 and bFGF Genes.
Yang Y1, Jin G1, Li L2, Liu X2, Li C1, Wu J2.
Abstract
Background: We co-modified rat mesenchymal stem cells (rMSCs) with bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) and basic fibroblast growth factor (bFGF) genes, and then evaluated their osteogenic activity in vitro and evaluated ectopic bone formation in vivo.
Material and Methods: Nude mice (male, 20±2 g) were randomly divided into 2 groups: a control group (n=30) and a transfection group (n=30). In the control group, rMSCs+scaffold was implanted into the intramuscular pocket in the left femur, and BMP-2 gene modified rMSCs+scaffold was implanted into the intramuscular pocket in the right femur. In the transfection group, bFGF gene modified rMSCs+scaffold was implanted into the left femur, and BMP-2+bFGF gene modified rMSCs+scaffold was implanted into the right femur. Under anesthesia, an 8-mm incision was made over the lateral aspect of each femur and cell-scaffold composite was implanted into an intramuscular pocket created by blunt dissection. Samples taken at 3 months were stained. Sections were counterstained with hematoxylin. The relative capillary density was estimated by counting the capillary number and measuring the length of the capillaries in the defined area after image digitization.
Results: Comparison with the BMP-2 group and bFGF group, the proliferation of the BMP-2+bFGF group was obviously enhanced (p<0.01). The modification could promote alkaline phosphatase activity in endochylema of MSCs in BMP-2+bFGF group. Osteocalcin secretion had obviously improved in the BMP-2+bFGF group compared with the BMP-2 group and the bFGF group (p<0.01). Histologic analysis of the stages of bone formation showed a more obvious scaffold substitution progress in the BMP-2+bFGF group.
Conclusions: Co-modification of rMSCs with BMP-2 and bFGF genes can promote the in vitro osteogenic activity of rMSCs and in vivo ectopic bone formation.
PMID: 25474581