تمایز استخوانی سلولهاي استرومايي مغز استخوان با حضور سلول های دیسک بین مهره ای مهار می شود

تاریخ انتشار: یکشنبه 11 بهمن 1394 | امتیاز: Article Rating

مشاهدات بالینی نشان می دهد که حضور بافت نوکلئوس پالپوسوس(NP) در طول همجوشی نخاع  مانع سرعت استخوان سازی می شود. در حالی که مکانیسم زیربنایی آن ناشناخته باقی مانده است، اين نتیجه

می تواند به علت حذف ناقص سلول های نوکلئوس پالپوسوس (NPCs) باشد که عوامل مهارکننده کلسیفیکاسیون دیسک مانند آنتاگونیست های پروتئین ریخت زای استخوان (BMP) از جمله ناگین و اعضای خانواده DAN (ژن منتخب غربالگری تمایزی انحرافی در نوروبلاستوم) را ترشح می کند.

مواد و روش ها:

سلول هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از مغز استخوان (MSCs) انسان بصورت تک لایه با سلول های نوکلئوس پالپوسوس و سلول های آنولوس فیبروزوس (AFCs)  گنجانده شده در آلژینات به مدت 21 روز  هم کشتی داده شدند. در پایان هم کشتی سلول هاي بنيادي مزانشيمي برای رسوب مواد معدنی توسط آلیزارین رد رنگ آمیزی شدند و بيان نسبی ژن های مربوط به استخوان سازی RUNX2، استئوپونتین(OPN) و آلکالین فسفاتاز (ALP)[ و فعاليت ALP تجزيه و تحليل شدند. بيان نسبی سه آنتاگونیست BMP ، کوردین(CHRD)،  ژرملین (GREM1) و ناگین (NOG) در NPCs و  AFCs اولیه انسان تعيين شد. این سلول ها همچنین برای بیان ژرملین و ناگین توسط ایمنوسیتوشیمی رنگ آمیزی شدند.

نتايج:

رنگ آمیزی آلیزارین رد نشان داد که استخوان زایی سلول های بنیادی مزانشیمی درکشت های تک لایه  توسط هم کشتی با NPCs یا AFCs مهار شد. فعالیت آلکالین فسفاتاز و تجزیه و تحلیل RT-PCR این نتایج را تایید  کرد و مهار استخوان زایی سلول های بنیادی مزانشیمی را درحضور سلول های دیسک نشان داد. ناگین بطور معنی دار در سلول های بنیادی مزانشیمی پس از هم کشتی افزایش بيان داشت.  بیان نسبی ژن های سلول های دیسک بین مهره ای (IVD) بیان بالاتر GREM1 را در NPCs نسبت به AFCs  نشان داد.

نتیجه گیری:

ما نشان دادیم که سلول های اولیه IVD استخوان زایی سلول های بنیادی مزانشیمی را مهار می کنند. مهارکننده هایBMP ، کوردین ،ژرملین و ناگین در سلول های IVD بیان شدند. به نظر می رسد GREM1 بطور متفاوت در  NPCs  و AFCs بیان می شوند. نتایج ما پیامدهای برای طراحی و توسعه درمان هایی برای عدم پیوستگی در همجوشی نخاعی دارد.

 

]

Arthritis Res Ther. 2015 Dec 25;18(1):29. doi: 10.1186/s13075-015-0900-2.

Osteogenic differentiation of bone marrow stromal cells is hindered by the presence of intervertebral disc cells.

Chan SC1,2Tekari A3Benneker LM4,5Heini PF6Gantenbein B7,8.

 

 

Abstract

BACKGROUND:

Clinical observations indicate that the presence of nucleus pulposus (NP) tissue during spinal fusion hinders the rate of disc ossification. While the underlying mechanism remains unknown, this observation could be due to incomplete removal of NP cells (NPCs) that secrete factors preventing disc calcification, such as bone morphogenetic protein (BMP) antagonists including noggin and members of the DAN (differential screening selected gene aberrative in neuroblastoma) family.

METHODS:

Monolayer human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs) were cocultured with NPCs and annulus fibrosus cells (AFCs) embedded in alginate for 21 days. At the end of coculture, MSCs were stained for mineral deposition by alizarin red, and relative expression of bone-related genes [Runt-related transcription factor 2, (RUNX2), Osteopontin (OPN), and Alkaline phosphatase (ALP)] and ALP activity were analyzed. Relative expression of three BMP antagonists, chordin (CHRD), gremlin (GREM1), and noggin (NOG), was determined in primary human NPCs and AFCs. These cells were also stained for Gremlin and Noggin by immunocytochemistry.

RESULTS:

Alizarin red staining showed that MSC osteogenesis in monolayer cultures was inhibited by coculture with NPCs or AFCs. ALP activity and RT-PCR analyses confirmed these results and demonstrated inhibition of osteogenesis of MSC in the presence of disc cells. NOG was significantly up-regulated in MSCs after coculture. Relative gene expression of intervertebral disc (IVD) cells showed higher expression of GREM1 in NPCs than in AFCs.

CONCLUSIONS:

We show that primary IVD cells inhibit osteogenesis of MSCs. BMP inhibitors NOG, GREM1 and CHRD were expressed in IVD cells. GREM1 appears to be differentially expressed in NPCs and AFCs. Our results have implications for the design and development of treatments for non-union in spinal fusion.

PMID: 26809343
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان