میدان های الکترومغناطیسی پالسی متعهد شدن استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی را از طریق فعالیت مسیر mTOR در شرایط التهابی به واسطه TNF-α: یک مطالعه آزمایشگاهی
تاریخ انتشار: یکشنبه 12 فروردین 1397
| امتیاز:
میدان های الکترومغناطیسی پالسی(PEMFs) به عنوان یک مدالیته درمانی بالقوه برای بهبود شکستگی در نظر گرفته شده است، با این حال، مکانیسم عمل آن ها مشخص نیست. هدف قرار دادن پیام رسانی راپامایسین(mTOR) در پستانداران، ممکن است تکثیر و تمایز استئوبلاستی را تحت تاثیر قرار می دهد. این مطالعه درصدد ارزیابی تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) تحت تحریک PEMF و دخالت بالقوه مسیر پیام رسانی mTOR در این فرایند بوده است. میدان های الکترومغناطیسی پالسی بوسیله یک دستگاه الکترومغناطیسی جدید مینیاتوری شده ایجاد شد. تغییرات بالقوه در بیان اجزای مسیر mTOR از جمله گیرنده ها، لیگاندها و ژن های هدف هسته ای و ارتباط شان با مارکرهای استخوان زایی و فاکتورهای رونویسی آنالیز شد. دخالت مسیر mTOR در استخوان زایی نیز در حضور میانجی های پیش التهابی مورد مطالعه قرار گرفت. قرار گرفتن در معرض میدان های الکترو مغناطیسی پالسی تکثیر و چسبندگی سلول و متعهد شدن استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی را حتی در شرایط التهابی افزایش داد. ژن های مربوط به استخوان زایی بدنبال تیمار با میدان الکترومغناطیسی پالسی افزایش بیان داشتند. نتایج ما ثابت کرد که میدان های الکترومغناطیسی پالسی در فعال شدن مسیر mTOR از طریق تنظیم افزایشی پروتئین های AKT، MAPP کیناز و RRAGA مشارکت می کنند که نشان می دهد فعال شدن مسیر mTOR برای تمایز استخوانی تحریک شده با میدان الکترومغناطیسی پالسی مورد نیاز است. یافته های ما دیدگاه هایی را در مورد این که چگونه میدان الکترو مغناطیسی پالسی روی تمایز استخوانی در محیط طبیعی و التهابی اثر می گذارد، ارائه می دهد.
Sci Rep. 2018 Mar 23;8(1):5108. doi: 10.1038/s41598-018-23499-9.
Pulsed electromagnetic fields increase osteogenetic commitment of MSCs via the mTOR pathway in TNF-α mediated inflammatory conditions: an in-vitro study.
Ferroni L1, Gardin C1, Dolkart O2, Salai M3, Barak S4, Piattelli A5, Amir-Barak H6, Zavan B1.
Abstract
Pulsed electromagnetic fields (PEMFs) have been considered a potential treatment modality for fracture healing, however, the mechanism of their action remains unclear. Mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling may affect osteoblast proliferation and differentiation. This study aimed to assess the osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) under PEMF stimulation and the potential involvement of mTOR signaling pathway in this process. PEMFs were generated by a novel miniaturized electromagnetic device. Potential changes in the expression of mTOR pathway components, including receptors, ligands and nuclear target genes, and their correlation with osteogenic markers and transcription factors were analyzed. Involvement of the mTOR pathway in osteogenesis was also studied in the presence of proinflammatory mediators. PEMF exposure increased cell proliferation and adhesion and the osteogenic commitment of MSCs even in inflammatory conditions. Osteogenic-related genes were over-expressed following PEMF treatment. Our results confirm that PEMFs contribute to activation of the mTOR pathway via upregulation of the proteins AKT, MAPP kinase, and RRAGA, suggesting that activation of the mTOR pathway is required for PEMF-stimulated osteogenic differentiation. Our findings provide insights into how PEMFs influence osteogenic differentiation in normal and inflammatory environments.
PMID: 29572540