اگزوزوم های مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی پروفایل microRNA تغییر یافته ای دارند و تمایز استخوانی را با توجه به مرحله تمایزی القا می کنند
تاریخ انتشار: جمعه 04 اسفند 1396
| امتیاز:
اگزوزوم های مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی(hMSCs) اثرات بازسازی کننده ای را نشان داده اند، اما نقش آن ها در استخوان زایی و مکانیسم های دخیل هنوز تعیین نشده اند. در این مطالعه، ما ترشحات دوره ای اگزوزوم های مشتق از hMSCها را طی تمام فرایند تمایز استخوانی ارزیابی کردیم. اگزوزوم های در مراحل مختلف تمایز استخوانی سلول های هوموتیپیک متعهد شده به تمایز به رده های استخوان زایی از hMSCها گرفته شدند اما تنها اگزوزوم های گرفته شده از مراحل پایانی تمایز استخوانی معدنی شدن ماتریکس خارج سلولی را القا کردند. اگزوزوم های مشتق تکثیر و مراحل اولیه و نهایی تمایز بوسیله جمعیتی از hMSCها به داخل کشیده شدند. پروفایل microRNA، مجموعه ای از microRNAهای اگزوزومی به طور افتراقی بیان شده را در مراحل نهایی تمایز استخوانی نشان دادند که وابسته به استخوان زایی بودند. پیش بینی هدفمند نشان داد که این microRNAها مسیرهای دخیل در تنظیم تمایز استخوان و مکانیسم های عمومی نحوه اعمال عملکرد اگزوزوم ها مانند مسیرهای پیام رسانی Wnt و اندوسیتوز را تقویت می کنند. روی هم رفته، نتایج نشان می دهد که سلول های بنیادی مزانشیمی اگزوزوم هایی با ویژگی های زیستی متفاوت را بسته به مرحله تمایزی سلول های والدی شان ترشح می کنند. محموله اگزوزومی منتقل شده از سلول های بنیادی مزانشیمی در مرحله نهایی تمایزی، تمایز استخوانی و معدنی شدن را القا می کند. علاوه براین، نشان داده شد که اثر تنظیمی روی استخوان زایی بوسیله اگزوزوم ها، حداقل تا حدی بوسیله microRNAی اگزوزومی اعمال می شود.
PLoS One. 2018 Feb 15;13(2):e0193059. doi: 10.1371/journal.pone.0193059. eCollection 2018.
Mesenchymal stem cell-derived exosomes have altered microRNA profiles and induce osteogenic differentiation depending on the stage of differentiation.
Wang X1,2, Omar O1,2, Vazirisani F1,2, Thomsen P1,2, Ekström K1,2.
Abstract
Human mesenchymal stem cell (hMSC)-derived exosomes have shown regenerative effects, but their role in osteogenesis and the underlying mechanism are yet to be determined. In this study, we examined the time-course secretion of exosomes by hMSCs during the entire process of osteogenic differentiation. Exosomes derived from hMSCs in various stages of osteogenic differentiation committed homotypic cells to differentiate towards osteogenic lineage, but only exosomes from late stages of osteogenic differentiation induced extracellular matrix mineralisation. Exosomes from expansion and early and late stages of osteogenic differentiation were internalised by a subpopulation of hMSCs. MicroRNA profiling revealed a set of differentially expressed exosomal microRNAs from the late stage of osteogenic differentiation, which were osteogenesis related. Target prediction demonstrated that these microRNAs enriched pathways involved in regulation of osteogenic differentiation and general mechanisms how exosomes exert their functions, such as "Wnt signalling pathway" and "endocytosis". Taken together, the results show that MSCs secrete exosomes with different biological properties depending on differentiation stage of their parent cells. The exosomal cargo transferred from MSCs in the late stage of differentiation induces osteogenic differentiation and mineralisation. Moreover, it is suggested that the regulatory effect on osteogenesis by exosomes is at least partly exerted by exosomal microRNA.
PMID: 29447276