ردیابی in vivo سلول های بنیادی آزمایشگاهی با استفاده از نانوذره های فلورسنت در یک مدل ترمیم درون غضروفی
تاریخ انتشار: پنجشنبه 24 تیر 1395
| امتیاز:
ما یک سیستم in vivo را برای مونیتور کردن مهاجرت سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) درون حفره مغز استخوان طراحی و تست کردیم. مطالعات in vitro ثابت کرد که فاکتور رشد مشتق از پلاکت(PDGF)-AA بیشتر اثر کموتاکتیک بالقوه فاکتورهای تست شده را داشت و بیشترین تعداد گیرنده را در سلول های بنیادی مزانشیمی دارا بود. سلول های بنیادی مزانشیمی با نانوذره های فلورسنت نشان دار شده و از طریق نقص های درون غضروفی ایجاد شده در استخوان ران دیستال به حفره مغز استخوان رت های خنثی از نظر ایمنی تزریق شدند. نقص ها با استفاده از هپارین کونژوگه با فیبرین(HCF) یا HCF بارگیری شده با PDGF-AA عایق شدند. در گروه HCF به تنهایی، سلول های بنیادی مزانشیمی نشان دار شده با نانوذره ها ظرف سه روز بعد از ترزیق به خارج مغز استخوان پراکننده شدند. در گروه HCF بارگیری شده با PDGF-AA، سلول های نشان دار شده به طور وابسته به زمان ظرف 14 روز به سمت نقص درون غضروفی حرکت کردند. گروه HCF-PDGF در دوز کم(LD;8.6ng/microL) موثرتر از HCF-PDGF در دوز بالا(HD;17ng/microL) در سلول های بنیادی مزانشیمی فراخوانده شده به نقص درون غضروفی بود. بعد از 21 روز، نواقص تیمار شده با PDGF و HCF بارگیری شده با TGFβ1 ترمیم غضروفی عالی را در مقایسه با سایر گروه ها نشان دادند. مطالعات بیشتر ثابت کرد که این سیستم ردیابی in vivo سلول های بنیادی مزانشیمی درون غضروفی(IOMTS) برای سایر مواد جاذب شیمیایی(شیموکین(C_Cmotic)لیگاند دو(CCL2) و PDGF-BB) نیز کار کردند. سیستم IOMTS می تواند ابزار مفیدی را برای ارزیابی اثر فاکتورهای رشد یا شیموکین ها روی ترمیم اندوژن غضروف ارائه کند.
Mol Ther. 2012 Jul;20(7):1434-42. doi: 10.1038/mt.2012.60. Epub 2012 Apr 10.
In vivo tracking of mesechymal stem cells using fluorescent nanoparticles in an osteochondral repair model.
Lee JM1, Kim BS, Lee H, Im GI.
Abstract
We devised and tested an in vivo system to monitor the migration of mesenchymal stem cells (MSCs) within the marrow cavity. In vitro studies confirmed that platelet-derived growth factor (PDGF)-AA had the most potent chemotactic effect of the tested factors, and possessed the greatest number of receptors in MSCs. MSCs were labeled with fluorescent nanoparticles and injected into the marrow cavity of nude rats through osteochondral defects created in the distal femur. The defects were sealed with HCF (heparin-conjugated fibrin) or PDGF-AA-loaded HCF. In the HCF-only group, the nanoparticle-labeled MSCs dispersed outside the marrow cavity within 3 days after injection. In the PDGF-AA-loaded HCF group, the labeled cells moved time-dependently for 14 days toward the osteochondral defect. HCF-PDGF in low dose (LD; 8.5 ng/µl) was more effective than HCF-PDGF in high dose (HD; 17 ng/µl) in recruiting the MSCs to the osteochondral defect. After 21 days, the defects treated with PDGF and transforming growth factor (TGF)-β1-loaded HCF showed excellent cartilage repair compared with other groups. Further studies confirmed that this in vivo osteochondral MSCs tracking system (IOMTS) worked for other chemoattractants (chemokine (C-C motif) ligand 2 (CCL2) and PDGF-BB). IOMTS can provide a useful tool to examine the effect of growth factors or chemokines on endogenous cartilage repair.
PMID: 22491215