ماتریکس خارج سلولی مغزی همراستا شده تمایز و میلینه شدن اولیگودندروسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی را افزایش می دهد

تاریخ انتشار: یکشنبه 22 اردیبهشت 1398 | امتیاز: Article Rating

میلینه شدن بوسیله اولیگودندروسیت ها(OL) یک نقطه عطف تکوینی کلیدی از منظر عملکردهای سیستم عصبی مرکزی(CNS) است. دمیلینه شدن بوسیله نواقص در اولیگودندروسیت ها، مشخصه اصلی چندین اختلال در سیستم عصبی مرکزی است. اگرچه یک استراتژی درمانی بالقوه شامل درمان با سلول های میلین ساز ست، هیچ منبع در دسترسی برای این سلول ها وجود ندارد. اولیگودندروسیت ها می توانند از سلول های بنیادی پرتوان شکل بگیرند؛ با این حال، هیچ سیستم کشت موثری که اولیگودندروسیت های دارای عملکرد را تولید کند وجود ندارد. در این جا، ما رویکردهای زیست تقلیدی را برای پیشبرد تمایز اولیگودندروسیتی از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(iPSCs) و تقویت بلوغ و قابلیت های میلین سازی اولیگودندروسیت های مشتق از iPSC یا iPSC-OL نشان می دهیم. عملکردی کردن بسترهای کشت با استفاده از ماتریکس خارج سلولی مغزی(BEM) مشتق از بافت مغزی انسانی سلول زدایی شده، تمایز iPSCs به اولیگودندروسیت های بیان کننده میلین را تقویت می کند. هم کشتی iPSC-OL با سلول های عصبی القایی(iN) روی بسترهای BEM که دقیقا ریز محیط درون تنی مغز برای نورون های میلینه را تقلید می کند، نه تنها میلین سازی iPSC-OL را تقویت می کند، بلکه عملکرد الکتروفیزیولوژیک سلول های iN را نیز بهبود می بخشد. داربست های نانوفیبری الکتروریسی شده همراستای عملکردی شده با BEM، بلوغ iPSC-OL را پیش برد، تولید ساختارهای شبه غلاف میلینی بوسیله iPSC-OLها را تقویت کرد و نورون زایی سلول های iN را نیز تقویت کرد. بنابراین، استراتژی زیست تقلید ارائه شده در این جا می تواند اولیگودندروسیت های دارای عملکردی را از سلول های بنیادی تولید کند و میلین سازی را از طریق ارائه پیام های بیوشیمیایی، بیوفیزیکی و ساختاری مختص مغز تسهیل می کند. سیستم ما متشکل از سلول های بنیادی و بافت مغزی مشتق از منابع انسانی می تواند به ایجاد مدل های بیماری دمیلینه شدن انسانی و تکوین درمان های سلولی بازسازی کننده برای اختلالات میلینی کمک کند.

ACS Appl Mater Interfaces. 2019 Apr 12. doi: 10.1021/acsami.9b03242. [Epub ahead of print]

Aligned brain extracellular matrix promotes differentiation and myelination of human induced pluripotent stem cell-derived oligodendrocytes.

Cho AN, Jin Y, Kim S, Kumar S, Shin H, Kang HC, Cho SW.

Abstract

Myelination by oligodendrocytes (OL) is a key developmental milestone in terms of the functions of the central nervous system (CNS). Demyelination caused by defects in OL is a hallmark of several CNS disorders. Although a potential therapeutic strategy involves treatment with the myelin-forming cells, there is no readily available source of these cells. OL can be differentiated from pluripotent stem cells; however, there is a lack of efficient culture systems that generate functional OL. Here, we demonstrate biomimetic approaches to promote OL differentiation from human induced pluripotent stem cells (iPSCs) and to enhance the maturation and myelination capabilities of iPSC-derived OL (iPSC-OL). Functionalization of culture substrates using brain extracellular matrix (BEM) derived from decellularized human brain tissue enhanced the differentiation of iPSCs into myelin-expressing OL. Co-culture of iPSC-OL with induced neuronal (iN) cells on BEM substrates, which closely mimics the in vivo brain microenvironment for myelinated neurons, not only enhanced myelination of iPSC-OL, but also improved electrophysiological function of iN cells. BEM-functionalized aligned electrospun nanofibrous scaffolds further promoted the maturation of iPSC-OL, enhanced the production of myelin sheath-like structures by the iPSC-OL, and enhanced the neurogenesis of iN cells. Thus, the biomimetic strategy presented here can generate functional OL from stem cells and facilitate myelination by providing brain-specific biochemical, biophysical, and structural signals. Our system comprising stem cells and brain tissue from human sources could help in the establishment of human demyelination disease models and the development of regenerative cell therapy for myelin disorders.

PMID: 30974942
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