اثر ریزمحیط روی سیگنالینگ پاراکرین سلول های بنیادی مزانشیمی: فرصت هایی برای مهندسی اثرات درمانی
تاریخ انتشار: پنجشنبه 12 اسفند 1395
| امتیاز:
به خوبی مشخص شده است که سیگنال های محیط خارج سلولی مانند محرک فیزیکی، روی ویژگی هایی مانند تمایز و تکثیر سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) اثر می گذارند. بسیاری از استراتژی های درمانی برای افزایش کارایی سلول درمانی ها این ویژگی ها را هدف قرار می دهند و معمولا برای ترمیم عملکردهای ترمیم بافتی در زمان آسیب به کار می روند که می تواند از طریق تلفیق مستقیم با بافت هدف یا تمایز به بافت های بالغ صورت گیرد. با این حال، در حال حاضر پیش بینی می شود که بهره برداری از مجموعه فاکتورهای ترشح شده بوسیله سلول های بنیادی مزانشیمی(سکرتوم) ممکن یک جایگزین را برای این سلول درمانی ها ارائه کند. موضوع مورد علاقه ما دو ترشح پروتئینس مستقیم و دو زیرجمعیت اصلی از وزیکول های خارج سلولی زیست فعال یعنی اگزوزوم ها و میکرووزیکول ها است. وزیکول های خارج سلولی که بوسیله سلول های بنیادی مزانشیمی آزاد می شود، منشا سلول ها را نشان می دهند و می توانند روی فعالیت های سایر سلول ها در ریز محیط موضعی اثر بگذارند و طرح منطقی فعالیت های پاراکرین سلول های بنیادی مزانشیمی را به استراتژی تهییج کننده برای تعدیل سلول درمانی تبدیل می کنند. مکانیسم های دقیقی که به موجب آن سکرتوم بوسیله ریزمحیط تعدیل می شود، ناشناخته مانده است. کنترل شرایط رشد سلول های بنیادی مزانشیمی با فشار اکسیژن، ترکیب فاکتور رشد و ویژگی های مکانیکی ممکن است به طور مستقیم روی فعالیت پاراکرین اثر بگذارد. دانسته های رو به افزایش ما معرف اجزای ماشین هدایت مکانیکی در ترجمه سیگنال های شیمیایی و مکانیکی محیط به تغییرات در تنظیم ژن و فعالیت پاراکرین متنوع است. همان طور که تکنولوژی ها برای استفاده از سلول های بنیادی مزانشیمی تکوین می یابد، پیشرفت ها در زیست مهندسی و دیدگاه های جدید در مورد این که چگونه محیط خارج سلولی، فعالیت پاراکرین سلول های بنیادی مزانشیمی را تحت تاثیر قرار می دهد، نقش حیاتی را در تولید درمان های بالینی، وسیع و موفقیت آمیز سلول های بنیادی مزانشیمی بازی می کند.
Stem Cells Dev. 2017 Feb 10. doi: 10.1089/scd.2016.0349. [Epub ahead of print]
Effect of the microenvironment on mesenchymal stem cells paracrine signalling: opportunities to engineer the therapeutic effect.
Kusuma GD1, Carthew J2, Lim R3,4, Frith JE5.
Abstract
Cues from the extracellular environment, including physical stimuli, are well known to affect mesenchymal stem cells (MSCs) properties in terms of proliferation and differentiation. Many therapeutic strategies are now targeting this knowledge to increase the efficacy of cell therapies, typically employed to repair tissue functions in the event of injury, either by direct engraftment into the target tissue or differentiation into mature tissues. However, it is now envisioned that harnessing the repertoire of factors secreted by MSCs (termed the secretome) may provide an alternate to these cell therapies. Of current interest are both direct protein secretions and two major subpopulations of bioactive extracellular vesicles (EVs), namely exosomes and microvesicles. EVs released by MSCs are reflective of their cells of origin, able to impact upon the activities of other cells in the local microenvironment, making the rational design of MSC paracrine activities an encouraging strategy to reproducibly modulate cell therapies. The precise mechanisms by which the secretome is modulated by the microenvironment however remain elusive. Controlling MSC growth conditions with oxygen tension, growth factor composition, and mechanical properties may serve to directly influence paracrine activity. Our growing understanding implicates components of the mechanotransduction machinery in translating both mechanical and chemical cues from the environment into alterations in gene regulation and varied paracrine activity. As technologies are developed to manufacture MSCs, advances in bioengineering and novel insight of how the extracellular environment affects MSC paracrine activity will play a pivotal role in the generation of widespread, successful, clinical MSC therapies.
PMID: 28186467