هدایت سلولهای بنیادی مزانشیمی در فیلم های هیدروژلی ساخته شده از فیبرونکتین
تاریخ انتشار: شنبه 01 آذر 1393
| امتیاز:
طراحی سطوح ایمپلنت با استفاده از لیگاند مناسب برای چسبندگی سلول به منظور تحریک پاسخ های بیولوژیکی ویژه سلول های بنیادی، استفاده از ایمپلنت های ترمیمی را افزایش می دهد. به عنوان مثال، موادی که مهاجرت سریع و هدایت سلولهای بنیادی را تسهیل می کنند سبب پیشبرد بازسازی بافت می شوند. هنگامی که سلول های بنیادی مزانشیمی انسان (MSC) بر روی فیبرونکتینی (FN) که بطورهمگن در NCO-sP(EO-stat-PO) تثبیت شده بود، کشت داده می شوند که در غیر این صورت مانع از اتصال پروتئین و چسبندگی سلول می شد، مهاجرت سریع تر، افزایش تکثیر و سازمان دهی سریع تر اجزای مختلف سلولی برای اتصال سلول به فیبرونکتین نسبت به سطح شیشه ای دیده می شود. برای بررسی بیشتراینکه چگونه سازمان دهی ساختاری فیبرونکتین رفتار سلول های بنیادی مزانشیمی انسان را کنترل می کند، خطوط چسبنده ای ازفیبرونکتین با عرض متغیر بین 10 میکرومتر و 80 میکرومتر و فاصله بین 5 میکرومتر و 20 میکرومتر که اجازه چسبندگی سلول را نمی دهد، تولید شد. بسته به هر دو عرض و فاصله خطوط ، سلولها تشکیل اتصالات سلولی نزدیک به هم را به صورت جداگانه در خطوط سازماندهی شده دادند. با کاهش اندازه خطوط فیبرونکتین ، سرعت و جهت مهاجرت سلول افزایش یافت که با سازمان دهی اسکلت سلولی اکتین، اندازه و شکل هسته و همچنین چسبندگی های کانونی ارتباط داشت. روی هم رفته، خطوط تعریف شده فیبرونکتین و فواصل آن سبب فعال سازی دقیق سازمان دهی ساختاری اجزای سلولی و مهاجرت شدند. بسترهای چسبنده میکروساختار می توانند ماتریکس خارج سلولی بدن را تقلید کنند و باعث تحریک مکانیسم های سلولی شوند که در بازسازی بافت نقش ایفا می کنند.
PLoS One. 2014 Oct 15;9(10):e109411. doi: 10.1371/journal.pone.0109411. eCollection 2014.
Guidance of Mesenchymal Stem Cells on Fibronectin Structured Hydrogel Films.
Kasten A1, Naser T2, Brüllhoff K3, Fiedler J2, Müller P1, Möller M3, Rychly J1, Groll J4, Brenner RE2.
Abstract
Designing of implant surfaces using a suitable ligand for cell adhesion to stimulate specific biological responses of stem cells will boost the application of regenerative implants. For example, materials that facilitate rapid and guided migration of stem cells would promote tissue regeneration. When seeded on fibronectin (FN) that was homogeneously immmobilized to NCO-sP(EO-stat-PO), which otherwise prevents protein binding and cell adhesion, human mesenchymal stem cells (MSC) revealed a faster migration, increased spreading and a more rapid organization of different cellular components for cell adhesion on fibronectin than on a glass surface. To further explore, how a structural organization of FN controls the behavior of MSC, adhesive lines of FN with varying width between 10 µm and 80 µm and spacings between 5 µm and 20 µm that did not allow cell adhesion were generated. In dependance on both line width and gaps, cells formed adjacent cell contacts, were individually organized in lines, or bridged the lines. With decreasing sizes of FN lines, speed and directionality of cell migration increased, which correlated with organization of the actin cytoskeleton, size and shape of the nuclei as well as of focal adhesions. Together, defined FN lines and gaps enabled a fine tuning of the structural organization of cellular components and migration. Micro structured adhesive substrates can mimic the extracellular matrix in vivo and stimulate cellular mechanisms which play a role in tissue regeneration.
PMID: 25329487