توپوگرافی سطحی طی تمایز سلول های بنیادی عصبی مهاجرت و مورفولوژی سلول را تنظیم می کند
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 05 مرداد 1395
| امتیاز:
ما به دنبال تعیین نقس توپوگرافی داربست برای مهاجرت و مورفولوژِی سلول های بنیادی عصبی با تقلید ویژگی های آناتومیک داربست های موجود د in vivo بودیم. ما دو نوع داربست سیستم عصبی مرکزی را شبیه سازی کردیم که طی تکوین آزمایشگاهی با سلول های بنیادی عصبی مواجه شدند. این داربست ها با بسترهای فیبری الکتروریسی شده با قطرهای مختلف بازسازی شدند. نشان داده شده است که این بسترها از نظر توپوگرافی مشابه داربست مغزی هستند. ما اثرات فیبرهای بزرگ(ساخته شده برای تقلید توپوگرافی عروق) را با آن هایی که قطرکوچک تری داشتند(ساخته شده برای تقلید توپوگرافی زواید گلیالی شعاعی)روی مهاجرت و تمایز سلول های بنیادی عصبی مقایسه کردیم. سلول های عصبی واکنش های مهاجرتی و ریخت زایی افتراقی را با لامینین و در زمینه های توپوگرافی مختلف نشان دادند. ما برای اولین بار نشان دادیم که پاسخ های بیولوژیک سلول های بنیادی عصبی به لامینین به توپوگرافی بستر بستگی دارد. توپوگرافی فیبرهای بزرگ بدون لامینین مهاجرت سلولی را مهار کرد که تا حدی بوسیله تیمار با مهارکننده rock معکوس شد. پیچیدگی مورفولوژی سلولی ارزیابی شده با بعد فراکتال درسلول های پیش ساز عصبی تیمار شده با نوکودازول و سیتوکالازین D در توپوگرافی فیبرهای بزرگ مهار شد اما در توپوگرافی فیبرهای کوچک با این مهارکننده ها تغییر نکرد. این داده ها نشان می دهد که موروفولوژی سلولی نیازهای مختلفی به پروتئین های اسکلت سلولی دارد و به توپوگرافی محیط در ارتباط با سلول وابسته است. ما پیشنهاد می کنیم که ساختار فیزیکی داربست های مجزا آبشارهای پیام رسانی منحصربفردی را القا می کند که مهاجرت و مورفولوژی سلول های پیش ساز عصبی جنینی را تنظیم می کند.
Surface Topography During Neural Stem Cell Differentiation Regulates Cell Migration and Cell Morphology.
Czeisler C1, Short A2, Nelson T2, Gygli P1, Ortiz C1, Catacutan FP, Stocker B1, Cronin J1, Lannutti J3, Winter J2,4, Javier Otero J1.
Abstract
We sought to determine the contribution of scaffold topography to the migration and morphology of neural stem cells by mimicking anatomical features of scaffolds found in vivo. We mimicked two types of CNS scaffolds encountered by neural stem cells during development in vitro by constructing different diameter electrospun polycaprolactone (PCL) fiber mats, a substrate that we have shown to be topographically similar to brain scaffolds. We compared the effects of large fibers (made to mimic blood vessel topography) with those of small diameter fibers (made to mimic radial glial process topography) on the migration and differentiation of neural stem cells. Neural stem cells showed differential migratory and morphological reactions with laminin in different topographical contexts. We demonstrate, for the first time, that neural stem cell biological responses to laminin are dependent on topographical context. Large fiber topography without laminin prevented cell migration, which was partially reversed by treatment with rock inhibitor. Cell morphology complexity assayed by fractal dimension was inhibited in nocodazole and cytochalasin-D treated neural precursor cells in large fiber topography, but was not changed in small fiber topography with these inhibitors. These data indicate that cell morphology has different requirements on cytoskeletal proteins dependent on the topographical environment encountered by the cell. We propose that the physical structure of distinct scaffolds induces unique signaling cascades that regulate migration and morphology in embryonic neural precursor cells. This article is protected by copyright. All rights reserved.
PMID: 27418162