اثر میدان های مغناطیسی استاتیک روی هم کشتی سلول های بنیادی میوبلاست/مزانشیمی
تاریخ انتشار: دوشنبه 11 دی 1396
| امتیاز:
نتایج جراحی های ترمیمی مربوط به نواقص گسترده بافت عضلانی هنوز هم یک نگرانی اولیه محسوب می شود و بیماران را با اختلالات مربوط به زیبایی ظاهری و عملکردی رها می کند. بنابراین مهندسی بافت عضلانی اسکلتی سعی در رشد بافت های جدید دارای عملکرد از سلول های بنیادی انسانی برای پیشبرد بازسازی بافت و حمایت از بسته شدن نقص دارد. برخلاف تلاش های پژوهشی گسترده، هدف القای مدام تمایز عضلانی در سلول های بنیادی انسانی تکثیر شده با استفاده از یک محرک بالینی، هنوز به گستردگی کافی نرسیده است. بنابراین، مطالعه حاضر با استفاده از هم کشتی سلول های اقماری انسانی و سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی، پتانسیل تمایزی میدان های مغناطیسی استاتیک(SMFs) را مورد بررسی قرار داده است. پیش ازاین نشان داده شده است که میدان های مغناطیسی استاتیک ممکن است به عنوان محرک عضله زای امیدوار کننده ای عمل کنند. تست هایی روی هم کشتی های با یا بدون قرار گرفتن در معرض میدان مغناطیسی استاتیک، با استفاده از محیط رشد(با غلظت های بالای فاکتور رشد(GM) و محیط تمایز و هم چنین غلظت های پایین فاکتورهای رشد(DM)) انجام پذیرفت. آنالیزهای تکثیر سلولی مبتنی بر سنجش AlamarBlue نشان داد که تفاوت قابل توجهی بین هم کشتی ها با یا بدون تحریک میدان مغناطیسی استاتیک و بدون توجه به غلظت های فاکتورهای رشد در محیط کشت سلولی وجود ندارد. برای تعیین درجه تمایز در هم کشتی ها تحت تحریک با میدان های مغناطیسی استاتیک، اندازه گیری های بیان ژن نیمه کمی برای ژن های ذیل صورت گرفت: دسمین، فاکتور میوژنیک 5، آنتی ژن تمایز میوژنیک1، میوژنین، زنجیره سنگین میوزین بالغ 1 و اکتین عضلات اسکلتی α1. نه در GM و نه در DM یک افزایش ثابت و قابل توجه در بیان مارکرهای ژنی مشاهده نشد. در اثبات یافته های مربوط به بیان ژن، رنگ آمیزی آنتی بادی های ایمنوهیستوشیمی علیه مارکرهای تمایزی نشان داد که قرار گرفتن در معرض میدان مغناطیسی استاتیک، تمایز میوژنیک را تقویت نمی کند. بنابراین، تیمار هم کشتی سلول های اقماری و سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی با میدان مغناطیسی استاتیک منجر به افزایش دلخواه تمایز عضلانی نمی شود. مطالعات بیشتری برای شناسایی محرک های مناسب برای مهندسی بافت عضلانی اسکلتی لازم است.
Mol Med Rep. 2017 Dec 20. doi: 10.3892/mmr.2017.8334. [Epub ahead of print]
Influence of static magnetic fields on human myoblast/mesenchymal stem cell co‑cultures.
Mueller CE1, Birk R2, Kramer B1, Wenzel A1, Sommer JU1, Hörmann K1, Stern-Straeter J3, Weilbach C4.
Abstract
The results of surgical repair of extensive muscle tissue defects are still of primary concern, leaving patients with residual cosmetic and functional impairments. Therefore, skeletal muscle tissue engineering attempts to grow functional neo‑tissue from human stem cells to promote tissue regeneration and support defect closure. Despite intensive research efforts, the goal of stable induction of myogenic differentiation in expanded human stem cells by using clinically feasible stimuli, has not yet been reached to a sufficient extent. Therefore, the present study investigated the differentiation potential of static magnetic fields (SMFs), using co‑cultures of human satellite cells and human mesenchymal stem cells (MSCs). It has previously been demonstrated that SMFs may act as a promising myogenic stimulus. Tests were performed on co‑cultures with and without SMF exposure, using growth medium [high growth factor concentrations (GM)] and differentiation medium [low growth factors concentrations (DM)]. AlamarBlue® assay‑based cell proliferation analysis revealed no significant difference between co‑cultures with, vs. without SMF stimulation, regardless of growth factor concentrations in the cell culture medium. To determine the degree of differentiation in co‑cultures under stimulation with SMFs, semi‑quantitative gene expression measurements of the following marker genes were performed: Desmin, myogenic factor 5, myogenic differentiation antigen 1, myogenin, adult myosin heavy chain 1 and skeletal muscle α1 actin. In neither GM nor DM was a steady, significant increase in marker gene expression detected. Verifying the gene expression findings, immunohistochemical antibody staining against differentiation markers revealed that SMF exposure did not enhance myogenic maturation. Therefore, SMF treatment of human satellite cell/MSC co‑cultures did not result in the desired increase in myogenic differentiation. Further studies are required to identify a suitable stimulus for skeletal muscle tissue engineering.
PMID: 29286120