تنظیم افتراقی پروتئینSox9 طی غضروف زایی سلول های بنیادی پرتوان القایی در مقابل سلول های استرومایی مزانشیمی: یک نقص در تشکیل غضروف

تاریخ انتشار: جمعه 13 اسفند 1395 | امتیاز: Article Rating

سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) منبع سلولی جذابی برای بازسازی غضروف است اما پروتکل های موجود برای تمایز غضروفی در آزمایشگاه، نتایج غیرکافی را نشان می دهد. در تحقیق برای نقایص غضروف زایی iPSCها، این مطالعه بررسی کرد که آیا پروتئین SOX9 به اندازه کافی طی فازهای متعدد تمایز غضروفی دو رده iPSCانسانی و در یک روش قابل مقایسه با روش مشابه طی غضروف زایی سلول های استرومایی مزانشیمی(MSC) تنظیم می شود یا خیر. بدنبال نسلی از سلول های پیش ساز مزانشیمی بینابینی(iMPCsSOX9 القا شده و به سطح پروتئینی متغیری در مقایسه با سلول های بنیادی مزانشیمی رسید. همراه با رفتار متراکم تغییر یافته، تشکیل غضروف iMPC در مقایسه با MCSها کمتر بود و در رده iMPC با سطح پروتئین SOX9‌افزایش یافته بهتر بود. برخلاف فسفوریلاسیون کارآمد Smad-2/3، تحریک غضروف زایی ناشی از TGFβ پروتئین SOX9 را در iMPCها در مقایسه با سطح افزایش یافته در MSCها کاهش داد. غضروف زایی با تیمار همزمان با TGFβ+BMP4 بهبود یافت که به نظر می رسد مدت کاهش پروتئین SOX9 را کاهش می دهد. با این حال، این امر برای فائق آمدن بر نتایج هتروژن کافی نبود و هزینه آن ایجاد هایپرتروفی ناخواسته بود. در مورد iMPCها و نه MSCها، سطوح بالای has-miR-145 مقابله کننده با SOX9 با کمیت پایین پروتئین SOX9 مرتبط بود. بنابراین، به نظر می رسد که  ناهمگونی قابل توجه  iMPCها با سطوح متغیر پروتئین SOX9، یک الگوی تغییر یافته متراکم شدن و القا پذیری پایین SOX9اولیه، عیب های اصلی غضروف زایی iPSCها است. ما کیفیت ثابت جمعیت سلولی بینابینی با القای پروتئین SOX9 بالا را به عنوان مهمترین نشانگر برای بدست آوردن تشکیل غضروف بالا از iPSCها پیشنهاد می کنیم. حاصل این مطالعه شناسایی یک تنظیم پروتئین SOX9 در برابر غضروف زایی MSC است که سازش پذیری انتخابی پروتکل های اخیرا محدود شده برای نیازهای خاص iPSCها را مقدور می سازد.

Stem Cells Dev. 2016 Apr 15;25(8):598-609. doi: 10.1089/scd.2015.0312. Epub 2016 Mar 23.

Differential Regulation of SOX9 Protein During Chondrogenesis of Induced Pluripotent Stem Cells Versus Mesenchymal Stromal Cells: A Shortcoming for Cartilage Formation.

Diederichs S1, Gabler J1, Autenrieth J1, Kynast KL1, Merle C2, Walles H3,4, Utikal J5,6, Richter W1.

Abstract

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are an attractive cell source for cartilage regeneration, but current in vitro chondrogenic differentiation protocols yield insufficient results. In search for shortcomings of iPSC chondrogenesis, this study investigated whether SOX9 protein was adequately regulated during multiphase chondrogenic differentiation of two human iPSC lines in a comparable manner like during mesenchymal stromal cell (MSC) chondrogenesis. Upon generation of intermediate mesenchymal progenitor cells (iMPCs), SOX9 was induced and reached variable protein levels compared to MSCs. Along with an altered condensation behavior, iMPC cartilage formation was less robust compared to MSCs and better in the iMPC line with higher SOX9 protein levels. Despite efficient Smad-2/3 phosphorylation, TGF-β-driven chondrogenic stimulation downregulated SOX9 protein in iMPCs rather than increasing levels like in MSCs. Chondrogenesis was further improved by cotreatment with TGF-β + BMP-4, which appeared to shorten the duration of the SOX9 protein decline. However, this was insufficient to overcome heterogenic outcome and came at the expense of undesired hypertrophy. In iMPCs, but not MSCs, high levels of the SOX9-antagonizing hsa-miR-145 correlated with low SOX9 protein quantity. Thus, considerable iMPC heterogeneity with variable SOX9 protein levels, an altered condensation pattern, and low early SOX9 inducibility appeared as critical shortcomings of iPSC chondrogenesis. We suggest consistent quality of intermediate cell populations with high SOX9 protein induction as important indicators to obtain robust cartilage formation from iPSCs. The impact of this study is the identification of a SOX9 protein regulation opposite to MSC chondrogenesis that will now enable a selective adaptation of the currently limited protocols to the specific needs of iPSCs.

PMID: 26906619
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