تاثیر محیط اورمیک در پتانسیل استخوان زایی سلولهای بنیادی مزانشیمی
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 14 بهمن 1393
| امتیاز:
سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی (hMSCs)، پیش سازهای استئوبلاست ها دراستخوان سازی، نقش مهمی در تعادل تشکیل و جذب استخوان بازی می کنند، اما عملکرد آنها در اورمی (بالا رفتن سطح اوره خون) به خوبی تعریف نشده است. به منظور مطالعه اثرات محیط اورمیک بر خواص استخوان زایی، ما یک روش آزمایشگاهی را با کشت hMSCs در محیط استخوانی همراه با سرم اهداکنندگان خون سالم و بیماران مبتلا به اورمیک در همودیالیز به کار بردیم. در مقایسه با گروه کنترل، سرم بیماران اورمیک در کشت hMSC باعث تغییر چند تنظیم کننده کلیدی بازسازی استخوان، به ویژه کاهش نسبت فعال کننده گیرنده رسپتور فاکتورهسته ای کاپا (RANKL) B بیشتراز استئوپروتگرین شد که نشان دهنده پاسخ تطبیقی این سیستم به نفع استخوان زایی نسبت به جذب استخوان است. با این حال، سطح استئوپونتین، استئوکلسین، و کلاژن نوع I، در محیط سلول ها افزایش یافت، در حالی که BMP-2و رنگ آلیزارین قرمز کاهش یافت که اشاره به کاهش تشکیل استخوان به نفع جذب آن دارد. سموم انتخابی اورمی ، مانند p-cresylsulfate، P-cresylglucuronide، هورمون پاراتیروئید، سولفات ایندوکسیل، دی متیل آرژنین، هموسیستئین، قادر به تقلید برخی از اثرات سرم کامل بیماران اورمیک بودند. سرم بیماران درمان شده با cinacalcet برخلاف این اثرات عمل کرد. دهندگان سولفید هیدروژن (H2S) و همچنین درمان همودیالیز قادر به القاء اثرات مفید هستند. در نتیجه، تغییرات استخوانی در اورمی توسط قابلیت محیط اورمیک در تغییر تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی تحت تاثیر قرار می گیرد. اهدا کنندگان H2S ، Cinacalcet و یک جلسه همودیالیز می تواند ممانعت از رسوب کلسیم را بهبود بخشد.
PLoS One. 2015 Jan 30;10(1):e0116468. doi: 10.1371/journal.pone.0116468.
Impact of the Uremic Milieu on the Osteogenic Potential of Mesenchymal Stem Cells.
Lanza D1, Perna AF1, Oliva A2, Vanholder R3, Pletinck A3, Guastafierro S4, Di Nunzio A1, Vigorito C2, Capasso G1, Jankowski V5, Jankowski J5, Ingrosso D2.
Abstract
Human mesenchymal stem cells (hMSCs), the precursors of osteoblasts during osteogenesis, play a role in the balance of bone formation and resorption, but their functioning in uremia has not been well defined. To study the effects of the uremic milieu on osteogenic properties, we applied an in vitro assay culturing hMSCs in osteogenic medium supplemented with serum from healthy donors and from uremic patients on hemodialysis. Compared to control, serum from uremic patients induces, in hMSC cultures, a modification of several key regulators of bone remodeling, in particular a reduction of the ratio Receptor Activator of Nuclear factor Kappa B Receptor (RANKL) over osteoprotegerin, indicating an adaptive response of the system to favor osteogenesis over osteoclastosis. However, the levels of osteopontin, osteocalcin, and collagen type I, are increased in cell medium, while BMP-2, and alizarin red staining were decreased, pointing to a reduction of bone formation favoring resorption. Selected uremic toxins, such as p-cresylsulfate, p-cresylglucuronide, parathyroid hormone, indoxyl sulfate, asymmetric dimethylarginine, homocysteine, were able to mimic some of the effects of whole serum from uremic patients. Serum from cinacalcet-treated patients antagonizes these effects. Hydrogen sulfide (H2S) donors as well as hemodialysis treatment are able to induce beneficial effects. In conclusion, bone modifications in uremia are influenced by the capability of the uremic milieu to alter hMSC osteogenic differentiation. Cinacalcet, H2S donors and a hemodialysis session can ameliorate the hampered calcium deposition.
PMID: 25635832