اثرات ترکیبی سیگنال های توپوگرافی چند مقیاسی روی تشکیل صفحات سلولی با دوام و تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 24 مرداد 1396
| امتیاز:
برای نشان دادن پاسخ های خاص سلولی به سیگنال های متنوع و پیچیده in vivo، تقلید سطوح شیمیایی خاص، اجزای ماتریکس خارج سلولی و سیگنال های توپوگرافیک از طریق سیستم های آزمایشگاهی قابل اعتماد و به راحتی تکرار پذیر، الزامی است. با این حال، اثر نشانه های متعدد مانند معماری میکرو سوراخ / ستون در یک پلت فرم رایج و به راحتی قابل تنظیم هنوز ناشناخته است. اخیرا ما اثر مثبت مدیفیکاسیون های شیمیایی سطح روی سطوح پلی دی متیلن سیلوکسان(PDMS) را روی چسبندگی جهت دار طولانی مدت، زیستایی و پتانسیل سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی بررسی کرده ایم. در این مطالعه، ما از سیگنال های بیوفیزیکی مشتق از عناصر توپوگرافیکی سطحی متنوع به همراه اثرات بیوشیمایی در ایجاد یک درک جامع از پاسخ های سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی در نیچ های پیچیده شبه بافتی استفاده کردیم. ما اثر ساختارهای PDMS مدیفه شده بصورت شیمیایی و دارای معماری چند مقیاسی مبتنی بر سوراخ، ستون و شیار را روی مورفولوژی،چسبندگی، تکثیر و تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی گزارش کرده ایم. داشتن ویژگی های سوراخ و ستون منجر به چسبندگی و تکثیر افزایش یافته سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی می شود. این اثرات با اضافه شدن شیار بیشتر بیان می شود که منجر به تمایز استخوانی در مقایسه با سایر بسترها می شود. مطالعه ما اصول دیگری را برای تنظیم شیمیایی/فیزیکی رفتار سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی درون معماری زیست تقلید کننده کنترل شده و با هدف ایجاد استراتژی های بازسازی کننده بافتی موثر ارائه می کند.
Biomater Sci. 2017 Jul 25. doi: 10.1039/c7bm00134g. [Epub ahead of print]
Combined effects of multi-scale topographical cues on stable cell sheet formation and differentiation of mesenchymal stem cells.
Li S1, Kuddannaya S1, Chuah YJ2, Bao J1, Zhang Y1, Wang D2.
Abstract
To decipher specific cell responses to diverse and complex in vivo signals, it is essential to emulate specific surface chemicals, extra cellular matrix (ECM) components and topographical signals through reliable and easily reproducible in vitro systems. However, the effect of multiple cues such as micro-hole/pillar architectures under a common and easily tunable platform remains unexplored. Recently we have demonstrated the positive influence of surface chemical modification of polydimethylsiloxane (PDMS) surfaces on directing long-term adhesion, viability and potency of hMSCs. In this study, we include biophysical signals from diverse surface topographical elements along with biochemical influences to develop a holistic understanding of hMSC responses in complex tissue-like niches. We report the influence of chemically modified PDMS structures encompassing hole-, pillar- and groove-based multi-scale architectures on hMSC morphology, adhesion, proliferation and differentiation. The inclusion of hole and pillar features resulted in enhanced adhesion and proliferation of hMSCs. These effects were more pronounced with the inclusion of grooves, which resulted in the highest osteogenic differentiation among other substrates. Our study provides an additional basis for the chemical/physical regulation of hMSC behavior within controlled biomimetic architectures with an aim to foster efficient tissue regeneration strategies.
PMID: 28740984