نقاط کربنی برای ردیابی و پیشبرد تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی

تاریخ انتشار: شنبه 10 تیر 1396 | امتیاز: Article Rating

سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) پتانسیل زیادی برای مهندسی بافت و طب بازساختی دارند. با این حال، برای استفاده بالینی،  ممکن است سلول های بنیادی مزانشیمی به دلیل سرنوشت نامشخصی که بعد از پیوند پیدا می کنند، مضر باشند. بنابراین ایجاد نانومواد زیست سازگاری که بتوانند تنظیم سرنوشت سلولی را میسر سازند و شرایط را برای درمان مبتنی بر سلول های بنیادی مزانشیمی فراهم کنند، بسیار مطلوب می باشد. در این جا، ما اخیرا یک نقاط کربنی مبتنی بر اسید سیتریک و مشتقاتش(Et-IPCA) را برای نشان دار کردن و ردیابی کردن سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان رت(rBMSCs) ایجاد کرده ایم. ما زیست سازگاری و اثرات آن ها روی تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان رت را بررسی کردیم. این پروب های بسیار فلورسنس، نشان دار شدن سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان رت را بوسیله درونی شدن و بدون اثر روی زیستایی سلولی یا القای آپوپتوز در غلظت کمتر از 50 میکروگرم در میلی لیتر نشان می دهند. مهم تر این که  حضور نقاط کربنی و Et-IPCA کارایی بالای تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان رت را بوسیله پیشبرد رونویسی استخوانی و تقویت معدنی شدن ماتریکس تسهیل می کند. در مقایسه با Et-IPCA، نقاط کربنی به طور قابل ملاحظه ای ردیابی طولانی مدتی را ارائه می کنند و تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان رت به سمت استئوبلاست ها را از طریق مسیر MAPK به واسطه ROS افزایش می دهند. در مجموع،  نتایج ما به طور ثابت نشان داد که نقاط کربنی هم قادر به ردیابی و هم قادر به تقویت تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی هستند. این مطالعه، اطلاعات جدیدی را در مورد پتانسیل نقاط کربنی به عنوان ابزاری دو کاربردی در رونق بخشیدن به درمان های مبتنی بر سلول های بنیادی مزانشیمی، ارائه می دهد.

Biomater Sci. 2017 Jun 28. doi: 10.1039/c7bm00358g. [Epub ahead of print]

Carbon dots for tracking and promoting the osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells.

Shao D1, Lu M2, Xu D3, Zheng X4, Pan Y4, Song Y5, Xu J4, Li M6, Zhang M4, Li J4, Chi G4, Chen L7, Yang B5.

Abstract

Mesenchymal stem cells (MSCs) hold great potential for tissue engineering and regeneration medicine. However, for clinical use, MSCs may be detrimental due to their uncertain fate during the transplantation. It is therefore highly desirable to develop biocompatible nanomaterials to integrate cell fate regulation with monitoring for MSC-based therapy. Herein, we employ recently developed citric acid-based carbon dots (CDs) and their derivatives (Et-IPCA) for labeling and tracking of rat bone marrow mesenchymal stem cells (rBMSCs). We further investigate their biocompatibility and effects on the osteogenic differentiation of rBMSCs. These highly fluorescent probes provide labeling of rBMSCs by internalization without affecting cell viability or inducing apoptosis when the concentration is lower than 50 μg mL-1. Importantly, the presence of the CDs and Et-IPCA facilitates high-efficiency osteogenic differentiation of rBMSCs by promoting osteogenic transcription and enhancing matrix mineralization. Compared to Et-IPCA, CDs considerably provide long-term tracking and promote the differentiation of rBMSCs toward osteoblasts through the ROS-mediated MAPK pathway. Taken together, our results consistently demonstrate that carbon dots are capable of both tracking and enhancing the osteogenic differentiation of MSCs. This study sheds new light on the potential of carbon dots as a bifunctional tool in the thriving field of MSC-based therapy.

PMID: 28657615
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان