خلاصه:

ترمیم شکستگی استخوان نیازمند فراخوانی و تکثیر سلول های بنیادی توانمند در تمایز یافتن به استئوبلاست های (سلول های استخوانی) کارآمد می باشد. با توجه به ارتباط تنگاتنگ استخوان و مغز استخوان (BM)، پیشنهاد شده است که BM ممکن است منبعی از این پروژنیتورها را در اختیار داشته باشد. به منظور بررسی توانایی سلول های بنیادی خون ساز (HSCs) در تمایز به سلول های غضروف و استخوان ساز، یک نمونه پیوند HSC در استخوان بدون آسیب دیدگی و همچنین در یک مدل شکستگی درشت نی انجام گرفت. موش ها تحت تابش های کشنده قرار گرفتند و سپس جمعیتی از سلول های مشتق از یک HSC بیان کننده پروتئین فلورسانت سبز (eGFP (+)) به آن ها پیوند زده شد. آنالیز نمونه های بافتی از این حیوانات نشان دهنده حضور کندروسیت های (سلول های غضروفی) هایپرتروفیک و استئوسیت های eGFP(+) بودند. به منظور تعیین مشارکت سلول های مشتق از HSC در ترمیم شکستگی، شکستگی ناپایدار درشت نی ایجاد گردید. نمونه های بافتی در زمان های هفت روز، دو هفته و دو ماه پس از شکستگی بررسی شدند و استئوسیت ها، استئوبلاست ها و کندروسیت های هایپرتروفیک و eGFP(+) در محل پینه استخوانی شناسایی شدند. این سلول از نظر مارکرهای Runx-2 یا osteocalcin و نیز eGFP مثبت بودند که بیانگر منشأ گرفتن آنها از HSC بود. در مجموع، این یافته ها قویاً توانایی HSCها در ایجاد سلول های استخوانی حمایت می کنند و پیشنهاد می دهند که این سلول ها (HSCs) از پتانسیل درمانی برای ترمیم شکستگی ها برخوردار می باشند.

Hematopoietic stem cells give rise to osteo-chondrogenic cells.

Source

Department of Veterans Affairs Medical Center, Ralph H. Johnson VAMC, Medical University of South Carolina, Charleston, SC, USA; Department of Pathology and Laboratory Medicine, Medical University of South Carolina, Charleston, SC, USA; Hollings Cancer Center, Medical University of South Carolina, Charleston, SC, USA.

Abstract

Repair of bone fracture requires recruitment and proliferation of stem cells with the capacity to differentiate to functional osteoblasts. Given the close association of bone and bone marrow (BM), it has been suggested that BM may serve as a source of these progenitors. To test the ability of hematopoietic stem cells (HSCs) to give rise to osteo-chondrogenic cells, we used a single HSC transplantation paradigm in uninjured bone and in conjunction with a tibial fracture model. Mice were lethally irradiated and transplanted with a clonal population of cells derived from a single enhanced green fluorescent protein positive (eGFP(+)) HSC. Analysis of paraffin sections from these animals showed the presence of eGFP(+) osteocytes and hypertrophic chondrocytes. To determine the contribution of HSC-derived cells to fracture repair, non-stabilized tibial fracture was created. Paraffin sections were examined at 7days, 2weeks and 2months after fracture and eGFP(+) hypertrophic chondrocytes, osteoblasts and osteocytes were identified at the callus site. These cells stained positive for Runx-2 or osteocalcin and also stained for eGFP demonstrating their origin from the HSC. Together, these findings strongly support the concept that HSCs generate bone cells and suggest therapeutic potentials of HSCs in fracture repair.