چکیده:
مقدمه: در میان جمعیت های مختلف سلول های بنیادی موجود در بند ناف انسانی (CB)، سلول های بنیادی سوماتیکی نامحدود (USSC) به واسطه الگوهای بیانی ژن های HOX ، بیان هومولوگ شبه دلتا (DLK1) و پتانسیل تمایز به رده سلولی چربی ساز از سلول های استرومایی مزانشیمی CB متمایز هستند. در این مطالعه، ما اثرات فشار اکسیژن بر تولید، تکثیر و بیان ژن های مارکر سلول های بنیادی که می تواند در طول کشت سلول در مقیاس بالا برای اهداف درمانی را بررسی کردیم.
روش ها: ما سلول های بنیادی مشتق از CB را در فشار اکسیژن 5 و 20 درصد کشت دادیم. کوتاه شدن طول تلومر مورد بررسی قرار گرفت و بیان ژن ها به روش RT-PCR و real-time PCR بررسی شد. علاوه براین، تمایز به رده سلول های استخوان ساز و چربی ساز در شرایط in vitro انجام شد.
نتایج: تغییر شرایط کشت USSC یا CB MSC از اکسیژن 20 درصد به 5 درصد تأثیر قابل توجهی نداشت. در مقابل، جمعیت های سلولی مشتق از کشت های اولیه فراهم شده در اکسیژن 5 درصد از لحاظ کیفی مانند هیچیک از سلول های USSC و CB MSC نبودند. با تغییر شرایط به اکسیژن 20 درصد، تکثیر سلول ها کاهش یافته و روند کوتاه شدن تلومرها تسریع شدند و از بین شش رده سلولی در دو رده، بیان ژن HOX متوقف شد. در دیگر جمعیت های سلولی، بیان ژن تحت تأثیر شرایط کشت قرار نگرفته بود.
نتیجه گیری: تغییر شرایط کشت در طی روند تولید سلول ها می تواند بر خصوصیات سلولی مانند بیان HOX تأثیر گذارند. این اثرات بایستی در زمانی که به منظور اهداف درمانی بر روی کشت های سلولی کار می شود، مورد توجه قرار گیرند.
Oxygen tension modifies the 'stemness' of human cord blood-derived stem cells.
Buchheiser A, Houben AP, Bosch J, Marbach J, Liedtke S, Kögler G.
Source
Institute for Transplantation Diagnostics and Cell Therapeutics, Heinrich Heine University Medical Center, Düsseldorf, Germany. anja.buchheiser@uni-duesseldorf.de
Abstract
BACKGROUND AIMS:
Amongst different stem cell populations derived from human cord blood (CB), unrestricted somatic stem cells (USSC) are distinguished from CB mesenchymal stromal cells (CB MSC) by expression patterns of homeobox (HOX) genes, delta-like1 homolog (DLK1) expression and adipogenic differentiation potential. In this study we investigated the effects of oxygen tension on the generation, proliferation and expression of stem cell marker genes, which could be critical during large-scale cell culture for clinical applications.
METHODS:
We cultured CB-derived stem cells at 5% and 20% O(2). Telomere length shortening was analyzed and we investigated gene expression using reverse-transcription (RT)-polymerase chain reaction (PCR) and real-time PCR. Additionally we performed adipogenic and osteogenic in vitro differentiation. Results. Altering the cultivation conditions of USSC or CB MSC from 20% to 5% O(2) had no significant impact. In contrast, cell populations derived from primary cultures prepared at 5% O(2) qualified as neither USSC nor as CB MSC. When converted to 20%, their proliferation was diminished, telomere shortening was accelerated, and two of six cell lines ceased expression of HOX genes. The HOX code of the other cell populations was not been affected by culture conditions.
CONCLUSIONS:
Altering culture conditions during generation can impact cell characteristics such as the HOX code. These effects need to be considered when dealing with cell cultures for clinical applications.