گرافن تک لایه تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی را در in vivo‌و in vitro‌ تقویت می کند

تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 08 تیر 1395 | امتیاز: Article Rating

در سال های اخیر، اگرچه مطالعات متعدد پتانسیل بسترهای پوشیده شده با گرافن را در پیشبرد چسبندگی، تکثیر و تمایز استئوبلاست ها و سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) نشان داده اند، اثرات گرافن تک لایه روی تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی بویژه در in vivo ناشناخته مانده است. در این مطالعه، ما گرافن تک لایه بوجود آمده از رسوب بخار شیمیایی(CVD) را روی اسلایدهای شیشه ای منتقل کردیم و اثرات آن روی چسبندگی، تکثیر و تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی انسانی(hASCs) و سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان انسانی(hBMMSCs) در in vitro مشاهده کردیم. سپس، in vivo، ما hASCs و hBMMSCs را روی دیسک تیتانیوم صاف پوشیده شده با تک لایه گرافن و قبل از ایمپلنت کردن آن ها به ناحیه زیرجلدی پشتی موش های nude، انکوبه کردیم. ما دریافتیم که گرافن تک لایه، چسبندگی سلولی به بستر را بدون تاثیر روی تکثیر سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی تسریع می کند. علاوه براین، ما اولین مطالعه ای را ارائه کردیم که نقش اپی ژنتیک گرافن تک لایه در تعیین سرنوشت سلول های بنیادی را نشان می دهد. با استفاده از رویکردهای اپی ژنتیکی، ما نشان دادیم که گرافن تک لایه تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی را هم در in vivo‌و هم در in vitro و به طور بالقوه از طریق افزایش متیلاسیون H3K4 در نواحی پروموتور ژن های مربوط به استخوان زایی افزایش می دهد. به طور کلی، نتایج ما بر پتانسیل این مواد در ایمپلنت ها و بافت های آسیب دیده در کاربردهای بالینی تاکید دارد.

Single-Layer Graphene Enhances the Osteogenic Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells In Vitro and In Vivo.

Liu Y, Chen T, Du F, Gu M, Zhang P, Zhang X, Liu J, Lv L, Xiong C, Zhou Y.

Abstract

In recent years, although several studies have demonstrated the potential of graphene-coated substrates in promoting attachment, proliferation and differentiation of osteoblasts and mesenchymal stem cells (MSCs), the effects of single-layer graphene on the osteogenic differentiation of human MSCs (hMSCs) remains unclear, especially in vivo. In this study, we transferred chemical vapor deposition (CVD) grown single-layer graphene to glass slides and observed its effects on adhesion, proliferation and osteogenic differentiation of human adipose-derived stem cells (hASCs) and human bone marrow mesenchymal stem cells (hBMMSCs) in vitro. Then, in vivo, we incubated hASCs and hBMMSCs on single-layer graphene-coated smooth titanium (Ti) disks before implanting them into the back subcutaneous area of nude mice. We found that single-layer graphene accelerated cell adhesion to the substrate without influencing cell proliferation of hMSCs. Moreover, we present the first study that explores the epigenetic role of single-layer graphene in determining stem cell fate. By utilizing epigenetic approaches, we reveal that single-layer graphene promotes osteogenic differentiation of hMSCs both in vitro and in vivo, potentially by upregulating methylation of H3K4 at the promoter regions of osteogenesis-associated genes. Overall, our results highlight the potential of this material in implants and injured tissues in clinical applications.

PMID: 27319220
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