بافت سودوآرتروز انسانی حاوی سلول هایی با پتانسیل استخوان زایی است
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 17 فروردین 1395
| امتیاز:
مقدمه:
عدم جوش خوردن مشکل بحث برانگیزی است که ممکن است بعد از شکستگی های استخوانی خاصی اتفاق بیافتند. درمان این عدم جوش خوردن شدیدا با نوع استخوان مرتبط است. برای ایجاد یک استراتژی درمانی موثر برای هر نوع عدم جوش خورد، آنالیزهای زیستی این بافت های غیر یکپارچه ضروری است. سودوآرتروز یک دلیل پاتولوژیک مجزای دیگر برای جوش نخوردن استخوان است. برای درک پاتولوژی سودوآرتروز، ما ویژگی های سلولی سلول های مشتق از بافت سودوآرتروز(PCs) را در in vitro بررسی کردیم.
مواد و روش ها:
سلولی سلول های مشتق از بافت سودوآرتروز از بیماران مبتلا به سودوآرتروز جداسازی و کشت شدند. سلول ها با استفاده از فلوسایتومتری برای بیان پروتئین های سطح سلولی ارزیابی شدند. ظرفیت تمایز استخوانی با استفاده از رنگ آمیزی آلیزارین رد، سنجش فعالیت آلکالین فسفاتازی(ALP) و RT-PCR بعد از القای استخوان زایی مورد ارزیابی قرار گرفت. ظرفیت تمایز غضروفی نیز از طریق رنگ آمیزی safranin O و RT-PCR بعد از القای غضروف زایی مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج:
سلول های مشتق از بافت سودوآرتروز به طور پیوسته برای مارکرهای مربوط به سلول های بنیادی مزانشیمی CD29، CD44، CD105 و CD166 مثبت بودند اما برای مارکرهای رده های خونساز CD31، CD34، CD45 و CD133 منفی بودند. رنگ آمیزی آلیزارین رد نشان داد که سلول های مشتق از بافت سودوآرتروز ماتریکس معدنی شده ای را تشکیل دادند که بعد از القای استخوان زایی غنی از رسوب های کلسیم بود. فعالیت آلکالین فسفاتازی نیز تحت شرایط استخوان زایی به طور معناداری بالاتر از شرایط کنترل بود. بیان ژن های ALP، Runx2، osterix، استئوکلسین و سیالوپروتئین استخوانی نیز در سلول های مشتق از بافت سودوآرتروز کشت داده شده تحت شرایط استخوان زایی مشاهده شد. رسوب های سلولی القاشده نیز به طور منفی با safranin O رنگ آمیزی شدند. بیان ژن های اگریکان، کلاژن نوع دو، کلاژنX، SOX5و SOX9مشاهده نشد.
بحث:
ما برای اولین بار ویژگی سلول ها در بیماران مبتلا به سودوآرتروز را نشان داده ایم. نتایج ما نشان داد که سلول های استخوان زایی در بافت سودوآرتروز وجود دارد. این مطالعه ممکن است دیدگاه هایی را برای درک پاتولوژی سودوآرتروز و بهبود درمان سودوآرتروز ارائه دهد.
Injury. 2016 Mar 15. pii: S0020-1383(16)30021-3. doi: 10.1016/j.injury.2016.02.022. [Epub ahead of print]
Human pseudoarthrosis tissue contains cells with osteogenic potential.
Takahara S1, Niikura T2, Lee SY1, Iwakura T1, Okumachi E1, Kuroda R1, Kurosaka M1.
Abstract
INTRODUCTION:
Nonunion is a challenging problem that may occur after certain bone fractures. The treatment of nonunion is closely related to its type. To develop an effective treatment strategy for each type of nonunion, biological analysis of nonunion tissue is essential. Pseudoarthrosis is a distinct pathologic entity of nonunion. To understand the pathology of pseudoarthrosis, we investigated the cellular properties of pseudoarthrosis tissue-derived cells (PCs) in vitro.
PATIENTS AND METHODS:
PCs were isolated from four patients with pseudoarthrosis and cultured. Cells were evaluated for cell-surface protein expression by using flow cytometry. Osteogenic differentiation capacity was assessed by using Alizarin Red S staining, alkaline phosphatase (ALP) activity assay, and reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) after osteogenic induction. Chondrogenic differentiation capacity was assessed via Safranin O staining and RT-PCR after chondrogenic induction.
RESULTS:
PCs were consistently positive for the mesenchymal stem cell-related markers CD29, CD44, CD105, and CD166, but were negative for the haematopoietic-lineage markers CD31, CD34, CD45, and CD133. Alizarin Red S staining revealed that PCs formed a mineralised matrix that was rich in calcium deposits after osteogenic induction. ALP activity under osteogenic conditions was significantly higher than that under control conditions. Gene expression of ALP, Runx2, osterix, osteocalcin, and bone sialoprotein was observed in PCs cultured under osteogenic conditions. Induced pellets were negatively stained by Safranin O staining. Gene expression of aggrecan, collagen II, collagen X, SOX5, and SOX9 was not observed.
CONCLUSION:
We have shown for the first time the properties of cells in patients with pseudoarthrosis. Our results indicated that osteogenic cells existed in the pseudoarthrosis tissue. This study might provide insights into understanding the pathology of pseudoarthrosis and improving the treatment for pseudoarthrosis.
PMID: 27025566