مزایای استفاده از سلول های بنیادی مزانشیمی (MSC) در زمینه جایگزینی سلول یا بافت پس از پیوند و کاربردهای بالینی طولانی مدت آنها منجر به شروع بحث های جدی در حوزه های مهندسی بافت و طب ترمیمی شده است. کشت قطعات بافت بند ناف (UC) برای بیش از 90 روز، مورفولوژی و سرعت تکثیر مشابه به MSCهای درحال رشد را در مقایسه با بافت UC کشت شده برای 15 روز نشان می دهند. آنالیزهای فلوسایتومتری نشان دهنده بیان مارکرهای معمول UC-MSC شامل CD73، CD90 و CD105 و عدم حضور CD14، CD31، CD34 و CD45 در کل جمعیت های MSC بود. علاوه براین، در کشت های متوالی این MSCهای مشتق از بافت، توزیع چرخه سلولی و زمان دوبرابر شدن جمعیت مشابه کشت های اولیه بود و تا پاساژ 10 در تمامی کشت های مختلف بیان مارکرهای سطحی MSC قابل شناسایی بودند. خصوصیات شبه سلول های بنیادی شامل فعالیت تلومراز و پتانسیل تمایز به رده های سلولی چربی ساز، غضرف ساز و استخوان ساز نیز در طول کشت های طولانی مدت MSC حفظ شدند. در مقابل، کشت های متوالی MSC برای بیش از 10 پاساژ در غیاب محیط پیرامونی بافت UC با کاهش زمان دوبرابر شدن جمعیت سلولی، توقف چرخه سلولی در فاز G0/G1، افزایش پیری و کاهش بیان مارکرهای MSC همراه بودند که این مشاهدات بیانگر کاهش شدید خاصیت بنیادی در تمامی کشت ها می باشند. در مجموع، این یافته ها نشان دادند که خصوصیات سلول های بنیادی MSC می توانند در طول کشت های طولانی مدت در شرایط آزمایشگاهی و در حضور قطعات بافت مرجع حفظ شوند که این امر پیشنهاد می کند که بافت مربوطه یک ریزمحیط ضروری برای حفظ MSC در وضعیت شبه سلول بنیادی را فراهم می کند. 

Mesenchymal stem cells maintain long-term in vitro stemness during explant culture.

Otte A, Bucan V, Reimers K, Hass R.

Source

Medical University Hannover, Biochemistry and Tumor Biology Lab, Department of Obstetrics and Gynecology, Hannover, Germany ; otte.anna@mh-hannover.de.

Abstract

The advantage of mesenchymal stem cells (MSC) in view of cell and/or tissue replacement after transplantation and their prolonged clinical use raises heavy debates not only in the fields of tissue engineering and regenerative medicine to date. Explant culture of umbilical cord (UC) tissue pieces for more than 190d demonstrated a similar morphology and proliferation rate of outgrowing MSC as compared to UC tissue cultured for 15d. Flow cytometric analysis revealed the expression of the typical UC-MSC markers CD73, CD90, and CD105 with concomitant absence of CD14, CD31, CD34, and CD45 in all MSC populations. Moreover, subculture of these long term tissue-derived MSC exhibited nearly identical population doublings and cell cycle distributions and demonstrated the typical MSC surface markers expression until passage 10 in all different explant cultures. Stem cell-like characteristics were also maintained throughout the long term MSC explant cultures, including telomerase activity and the potential to differentiate along the adipogenic, chondrogenic and osteogenic lineage. In contrast, subculture of MSC for more than about 10 passages in the absence of the UC tissue microenvironment was uniformly associated with significantly reduced population doublings, cell cycle accumulation in G0/G1, increased senescence and a diminished expression of MCS markers indicating a progressive loss of stemness in all cultures. Together, these findings demonstrated that the stem cell characteristics of MSC can be maintained during long term in vitro culture in the presence of the originating tissue pieces suggesting that the corresponding tissue provides a microenvironment which is essential for keeping MSC in a stem cell-like state.

PMID:23560527