چکیده:

توانایی تولید رگ های خونی جدید در زمان بعد از تولد، امید سلول های پروژنیتوری اندوتلیالی (EPCs) در حال چرخش در خون در طب ترمیمی و مهندسی بافت را تقویت می کند. با استفاده از EPCهای جدا شده ار خون بند ناف، هدف از این مطالعه، تعیین و مشخص نمودن تغییر فنوتیپ های کارآمد از EPCهای اولیه (e-EPCs) به EPCهایی با رشد مضاعف (og-EPCs) برای کاربردهای بالقوه آن ها در طب ترمیمی می باشد. سلول های تک هسته ای با استفاده از سانتریفیوژ با شیب غلظت از خون بند ناف جمع آوری شدند و سلول های CD45- انتخاب شدند. EPCها براساس بیان CD34 از سلول های تک هسته ای جداسازی شدند. e-EPCها (کشت های هفت روزه) و og-EPCها (کشت های سه هفته ای) از نظر مورفولوژی، جذب لیپوپروتئین استیله شده سبک، تشکیل رگ های خونی، فنوتیپ سطح سلولی و بیان ژن های رگ زا مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین خصوصیات تمایزی e-EPCها و og-EPCها به رده سلول های استخوان ساز با تحریک توسط BMP-2 مقایسه شدند. گرایش شیمیایی به SDF-1 را در og-EPCها و e-EPCهای یک روزه و دو روزه چسبیده بررسی و با هم مقایسه کردند. بر اساس بیان ژن های رگ زا، e-EPCها دارای خصوصیات رگ زایی اندکی در شرایط in vitro بودند اما og-EPCها از توانایی رگ زایی برخوردار بودند. e-EPCها ژن CXCR4  را به طور قابل توجهی بیان می کردند و به سوی شیب SDF-1 مهاجرت می کردند درحالیکه og-EPCها ژن CXCR4 را بیان نمی کردند و به SDF-1 نیز پاسخی نشان نمی دادند. در طول کشت، ظهور یک فنوتیپ رگ زا در og-EPCها با از دست دادن پتانسیل لانه گزینی آن ها در ارتباط بود. این خصوصیات متضاد، بیانگر پتانسیل های متفاوت e-EPCها و og-EEPCها در طب ترمیمی می باشد.

Distinct phenotypes and regenerative potentials of early endothelial progenitor cells and outgrowth endothelial progenitor cells derived from umbilical cord blood.

Reagan J, Foo T, Tracy Watson J, Jin W, Moed BR, Zhang Z.

Source

Department of Orthopedic Surgery, Saint Louis University, St. Louis, MO, USA.

Abstract

The capability of postnatal neovascularization makes circulating endothelial progenitor cells (EPCs) promising for regenerative medicine and tissue engineering. Using EPCs isolated from umbilical cord blood, this study aimed to clarify the transition of functional properties from early EPCs (e-EPCs) to outgrowth EPCs (og-EPCs) for potential applications in regenerative medicine. Mononuclear cells were collected from umbilical cord blood via density gradient centrifugation and further negatively selected by CD45. EPCs were sorted from mononuclear cells by the expression of CD34. e-EPCs (7 days of culture) and og-EPCs (3 weeks of culture) were characterized by morphology, intake of acetylated low-density lipoprotein, vessel-cord formation, cell surface phenotype and the expression of angiogenic genes. e-EPCs and og-EPCs were also compared for osteogenic differentiation under the stimulation of BMP-2. Chemotaxis by SDF-1 was compared among og-EPCs and the first- and second-day attached e-EPCs. Based on the expression of angiogenic genes, e-EPCs possessed few angiogenic properties in vitro and og-EPCs were angiogenic. e-EPCs, however, expressed significant CXCR4 and migrated toward the SDF-1 gradient. og-ECPs did not express CXCR4 and showed no response to SDF-1. During culture, gaining an angiogenic phenotype by og-EPCs is associated with the loss of homing potential. These contrast properties determine different potentials of e-EPCs and og-EPCs in regenerative medicine.