کشتin vitro و تمایز استخوانی هدایت شده سلول های بنیادی پرتوان انسانی روی ریز محیط دو بعدی آرایش شده با پپتیدها
تاریخ انتشار: پنجشنبه 07 اسفند 1393
| امتیاز:
سلول های بنیادی پرتوان انسانی(hPSCs) منبع سلولی امیدوار کننده ای با پرتوانی و ظرفیت تمایزی به همه انواع سلول های سوماتیک هستند. طراحی بیومتریال های ساده و بی خطر با توانایی ذاتی برای القای رده استئوبلاستی از سلول های بنیادی پرتوان انسانی برای استفاده بالینی در طب ترمیمی استخوان مورد نظر است. برای نشان دادن این مطلب، ما یک ریز محیط دو بعدی کاملا تعریف شده سنتتیک آرایش شده با پپتیدها ایجاد کرده ایم که از طریق شیمی پلی دوپامین(pDA) و متعاقب آن گرافت کربوکسی میتل کیتوسان و به منظور تقویت کشت و پتانسیل استخوان زایی سلول های بنیادی پرتوان انسانی در in vitro صورت گرفت. سلول های بنیادی پرتوان انسانی شامل سلول های بنیادی جنینی و سلول های بنیادی پرتوان القاشده انسانی با موفقیت روی سطح آرایش شده با پپتیدها و بدون استفاده از پوشش ماتری ژل و پروتئین های ماتریکس خارج سلولی کشت داده شدند و متحمل تمایز استخوانی در in vitro شدند که با فعالیت آلکالین فسفاتازی، بیان ژن و تولید پروتئین و میزان رسوب کلسیم نشان داده شد. مشخص شده است که تمایز هدایت شده استخوانی سلول های بنیادی پرتوان انسانی می تواند از طریق نیچ آرایش شده با پپتیدها به دست آید. این ریزمحیط دو بعدی بی خطر و مدیفه شده شیمیایی که تکثیر و تمایز استخوانی سلول های بنیادی پرتوان انسانی را تسهیل می کند، نه تنها به دیدگاه های موجود در مورد سلول های بنیادی پرتوان انسانی کمک می کند بلکه عملکردهای خاص بافت مانند هدایت متعهد شده تمایزی سلول های بنیادی را ارائه می دهد که دارای پتانسیل بالایی در مهندسی بافت استخوان ایجاد راه های جدید در طب ترمیمی استخوان است.
In Vitro Culture and Directed Osteogenic Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells on Peptides-Decorated Two Dimensional Microenvironment.
Wang M, Deng Y, Zhou P, Luo Z, Li Q, Xie B, Zhang X, Chen T, Pei D, Tang Z, Wei S.
Abstract
Human pluripotent stem cells (hPSCs) are a promising cell source with pluripotency and capacity to differentiate into all human somatic cell types. Designing simple and safe biomaterials with an innate ability to induce osteoblastic lineage from hPSCs is desirable to realize their clinical adoption in bone regenerative medicine. To address the issue, here we developed a fully defined synthetic peptides-decorated two dimensional (2D) microenvironment assisted via polydopamine (pDA) chemistry and subsequent carboxymethyl chitosan (CMC) grafting to enhance the culture and osteogenic potential of hPSCs in vitro. The hPSCs including human embryonic stem cells (hESCs) and human induced pluripotent stem cells(hiPSCs) were successfully cultured on the peptides-decorated surface without Matrigel- and ECM protein-coating and underwent promoted osteogenic differentiation in vitro, determined from the alkaline phosphate (ALP) activity, gene expression, and protein production as well as calcium deposit amount. It was found that directed osteogenic differentiation of hPSCs could be achieved through a peptides-decorated niche. This chemical-defined and safe 2D microenvironment which facilitates proliferation and osteo-differentiation of hPSCs, not only helps to accelerate the translational perspectives of hPSCs, but also provides tissue-specific functions such as directing stem cell differentiation commitment, having great potential in bone tissue engineering and presenting new avenues for bone regenerative medicine.
PMID: 25671246