تسریع بهبودی شکستگی بوسیله بیش بیان فاکتور رشد فیبروبلاستی بازی در سلول های استرومایی مزانشیمی
تاریخ انتشار: یکشنبه 22 مرداد 1396
| امتیاز:
در این مطالعه، ما سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) را برای افزایش بیان فاکتور رشد فیبروبلاستی بازی(bFGF) و افزایش اثرات آن روی بهبود شکستگی مهندسی کردیم. سلول های بنیادی مزانشیمی موشی مشتق از چربی(ADSCs) برای بیان bFGF و پروتئین فلورسنس سبز ترانسداکت شدند(ADSCbFGF -GFP). شکستگی های ران نزدیک روی هر دو جنس موش داری ریپورتر osterix-mCherry صورت گرفت. موش ها 3 × 105 ، سلول مزانشیمی مشتق از چربی ترانسفکت شده با وکتور کنترل یا bFGF را از طریق تزریق درون عضلانی با/ یا پیرامون جایگاه شکستگی دریافت کردند. موش ها در روز های 7،14 و 35 بعد از سلول درمانی برای ارزیابی و مونیتور کردن میزان engraftment سلولی ، امایز استخوانی، تشکیل کالوس و قدرت استخوانی کشته شدند. در مقایسه با کشت سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی به تنهایی، ADSCbFGF بیان bFGF را افزایش داد و سطح بالاتری از bFGF و فاکتور رشد اندوتلیالی عروقی(VEGF) در محیط روی کشت سلولی برای تقریبا 14 روز مشاهده شد. تیمار ADSCbFGF سلول های بنیادی مزانشیمی نشان دار شده با GFP در شکستگی های بزرگ را افزایش داد و این سلول ها به درون کالوس تازه تشکیل شده تلفیق شدند. تست qRT-PCR مربوط به بافت کالوس افزایش 2 تا 12 برابری بیان ژن های مرتبط با بازسازی سیستم عصبی، رگزایی و تشکیل ماتریکس را نشان داد. در مقایسه با کنترل، تیمار ADSCbFGF بیان VEGF را در منطقه پریوستئال کالوس و بازآرایی کلاژن به درون کالوس معدنی شده و هم چنین قدرت استخوان را افزایش داد. به طور خلاصه، MSCbFG بهبودی شکستگی را با افزایش تولید فاکتورهای رشدی که رگزایی و تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به استئوبلاست ها تشکیل دهنده استخوان را افزایش می دهند، تسریع می کند و ترمیم شکستگی را سرعت می بخشد. این درمان جدید ممکن است زمان مورد نیاز برای بهبود شکستگی را کاهش دهد.
Stem Cells Transl Med. 2017 Aug 9. doi: 10.1002/sctm.17-0039. [Epub ahead of print]
Acceleration of Fracture Healing by Overexpression of Basic Fibroblast Growth Factor in the Mesenchymal Stromal Cells.
Zhang H1,2, Kot A1, Lay YE1, Fierro FA3, Chen H1,4, Lane NE1, Yao W1.
Abstract
In this study, we engineered mesenchymal stem cells (MSCs) to over-express basic fibroblast growth factor (bFGF) and evaluated its effects on fracture healing. Adipose-derived mouse MSCs were transduced to express bFGF and green fluorescence protein (ADSCbFGF -GFP). Closed-femoral fractures were performed with osterix-mCherry reporter mice of both sexes. The mice received 3 × 105 ADSCs transfected with control vector or bFGF via intramuscular injection within or around the fracture sites. Mice were euthanized at days 7, 14, and 35 to monitor MSC engraftment, osteogenic differentiation, callus formation, and bone strength. Compared to ADSC culture alone, ADSCbFGF increased bFGF expression and higher levels of bFGF and vascular endothelial growth factor (VEGF) in the culture supernatant for up to 14 days. ADSCbFGF treatment increased GFP-labeled MSCs at the fracture gaps and these cells were incorporated into the newly formed callus. quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR) from the callus revealed a 2- to 12-fold increase in the expression of genes associated with nervous system regeneration, angiogenesis, and matrix formation. Compared to the control, ADSCbFGF treatment increased VEGF expression at the periosteal region of the callus, remodeling of collagen into mineralized callus and bone strength. In summary, MSCbFGF accelerated fracture healing by increasing the production of growth factors that stimulated angiogenesis and differentiation of MSCs to osteoblasts that formed new bone and accelerated fracture repair. This novel treatment may reduce the time required for fracture healing. Stem Cells Translational Medicine 2017.
PMID: 28792122