انتخاب میکروفلوئیدیکی بدون نشان گر جمعیت سلول های بنیادی مزانشیمی طی تکثیر کشت، پتانسل غضروف زایی آزمایشگاهی را افزایش می دهد

تاریخ انتشار: جمعه 11 اسفند 1396 | امتیاز: Article Rating

نشان داده شده است که سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) کاندیدای بالقوه ای برای درمان های مبتنی بر سلول برای طیف متنوعی از کاربردهای بازسازی کننده بافتی هستند. استفاده درمانی از سلول های بنیادی مزانشیمی معمولا نیازمند تکثیر کشت است که ناهمگونی سلول های بنیادی مزانشیمی را در آزمایشگاه افزایش می دهد و بنابراین روی پتانسیل سلول های بنیادی مزانشیمی برای نشان های خاص اثر می گذارد. ظرفیت برای شناسایی و جداسازی زیر مجموعه های خاص سلول های بنیادی مزانشیمی برای درمان بیماری های خاص اهمیت بالینی زیادی دارد. یک کاربرد درمانی مهم سلول های بنیادی مزانشیمی بازسازی بافت غضروفی است. ما و سایرین پیش از این یک ابزار میکروفلوئیدیک بدون نشان(لیبل) را برای جداسازی زیر جمعیت های سلول های بنیادی مزانشیمی تکثیر شده در محیط کشت بر مبنای مشخصه های بیوفیزیکی مجزا ایجاد کرده ایم. در این جا ما یک دستگاه ریز کانال را برای جداسازی سلول های بنیادی مزانشیمی تکثیر شده به 5 زیر گروه، بر مبنای اندازه، استفاده کردیم، تکثیر و غضروف زایی آن ها را در پاساژهای اولیه، میانی و آخر مطالعه کردیم. نتایج نشان می دهد که در همه پاساژها، میانگین اندازه زیر جمعیت( اندازه سلولی 17 تا 21 میکرومتر) در مقایسه با سایر زیرجمعیت ها، نرخ تکثیر به طور قابل توجه بالاتر و ظرفیت غضروفی زایی بالاتری را از منظر تشکیل ماتریکس خارج سلولی غضروفی نشان می دهد. هم چنین، زیر جمعیت سلولی کوچک(میانگین اندازه سلولی 11 تا 12 میکرومتری) زنده مانی پایین تری نشان داد و زیر جمعیت سلولی بزرگ(میانگین اندازه سلولی 23 تا 25 میکرومتر) سطح بالاتری از بتا-گالاکتوزیداز مربوط به پیری را نشان می دهند. در نهایت، ما نشان می دهیم که ترک میکروفلوئیدیکی مکرر سلول های بنیادی مزانشیمی بزرگ تر از 21 میکرومتر و کوچک تر از 17 میکرومتر در هر پاساژ طی تکثیر کشت مداوم منجر به سلول های بنیادی مزانشیمی انتخاب شده با تکثیر سلولی سریع تر و پتانسیل غضروف زایی بهتر در مقایسه با سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از رویکردهای تکثیری مرسوم می شود. این مطالعه اهمیت شایستگی و هدفمندی انتخاب سلولی مبتنی بر اندازه را برای کاربرد سلول های بنیادی مزانشیمی در بازسازی غضروف نشان می دهد.

Lab Chip. 2018 Feb 20. doi: 10.1039/c7lc01005b. [Epub ahead of print]

Microfluidic label-free selection of mesenchymal stem cell subpopulation during culture expansion extends the chondrogenic potential in vitro.

Yin L1, Wu Y2, Yang Z3, Tee CA3, Denslin V3, Lai Z4, Lim CT5, Lee EH3, Han J6.

Abstract

Mesenchymal stem cells (MSCs) have been shown as potential candidates for cell-based therapies for a diverse range of tissue regenerative applications. Therapeutic use of MSCs usually requires culture expansion, which increases the heterogeneity of MSCs in vitro, thus affecting the potency of the MSCs for more specific indications. The capacity for identifying and isolating special subsets of MSCs for treatment of specific diseases therefore holds great clinical significance. An important therapeutic application of MSC is for the regeneration of cartilage tissue. We and others have previously developed label-free microfluidic means to isolate subpopulations of culture expanded MSCs based on distinct biophysical characteristics. Here we utilize a spiral micro-channel device to separate culture expanded MSCs into five subgroups according to cell size, and study their proliferation and chondrogenesis at early, middle and late passages. Results show that in all passages, the medium-size subpopulation (cell size of 17-21 μm), compared to other subpopulations, displays significantly higher proliferation rate and chondrogenic capacity in terms of cartilage extracellular matrix formation. Also, the small cell subpopulation (average cell size of 11-12 μm) shows lower viability, and large cell subpopulation (average cell size 23-25 μm) expresses higher level of senescence-associated β-galactosidase. Finally, we show that repeated microfluidic exclusion of MSCs larger than 21 μm and smaller than 17 μm at every passage during continuous culture expansion result in selected MSCs with faster proliferation and better chondrogenic potential as compared to MSC derived from conventional expansion approach. This study demonstrates the significant merit and utility of size-based cell selection for the application of MSCs in cartilage regeneration.

PMID: 29459915
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان