یک مطالعه مقایسه ای آزمایشگاهی سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از منابع متعدد برای مهندسی بافت استخوان
تاریخ انتشار: پنجشنبه 19 مهر 1397
| امتیاز:
سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) به عنوان ابزار امیدوار کننده ای برای مهندسی بافت و طب بازساختی شناخته شده اند. با این حال، منبع سلولی بهینه برای بازسازی استخوان مورد بحث است. برای شناسایی بهتر منبع سلولی مناسب برای مهندسی بافت استخوان، ما سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از هفت بافت مختلف شامل چهار منبع با منشا دندان: سلول های بنیادی پالپ دندان(DPSCs)، سلول های بنیادی لیگامنت پریودنتال(PDLSCs)، سلول های بنیادی مزانشیمی لثه ای(GMSCs) و سلول های بنیادی فولیکول دندان(DFSCs)؛ دو منبع با منشا سوماتیک: سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان(BMMSCs) و سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی(ADSCs) و یک ممورد مشتق از بافت پری ناتال بند ناف(UCMSCs) را با هم مقایسه کردیم. ما سلول ها را تحت شرایط کشت استاندارد کشت دادیم و مشخصه های زیستی آن ها را مورد مطالعه قرار دادیم. طبق نتایج ما، این سلول ها ایمنوفنوتیپ مشابهی را نشان دادند و پتانسیل تمایز چند رده ای داشتند. سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت های دندانی و پری ناتال در مقایسه با آن هایی که از منشا سوماتیک جداسازی شده بودند، تکثیر سریع تری داشتند. به طور هم زمان، DPSCها و PDLSCها، توانایی ضد آپوپتوزی بالاتری را تحت شرایط استرس اکسیداتیو در ترکیب با محرومیت سروم نشان دادند. با توجه به تمایز استخوانی، دو سلول بنیادی مزانشیمی سوماتیک(BMMSCs و ADSCs) قویترین توانایی را برای استخوان زایی در مقایسه با PDLSCها و DFSCها نشان دادند که تنها اندکی ضعیف تر از قبلی ها بود. با این حال، GMSCها و UCMSCها بیشترین پتانسیل را برای تمایز به استئوبلاست ها داشتند. هم چنین ما نشان دادیم که مسیرهای پیام رسانی آبشاری مبتنی بر پروتئین کینازهای کانونیکال درون سلولی از جمله PI3K/AKT، MAPK/ERK و p38MAPK سطوح مختلفی از فعالیت را در سلول های بنیادی مزانشیمی مختلف بعد از القای استئوبلاستی دارا هستند. جمع بندی ما نشان می دهد که PDLSCها ممکن است جایگزین بالقوه مناسبی برای BM-MSCها برای مهندسی بافت استخوان باشند.
Stem Cells Dev. 2018 Sep 20. doi: 10.1089/scd.2018.0119. [Epub ahead of print]
An in vitro comparative study of multi-sources derived mesenchymal stem cells for bone tissue engineering.
Zhang Y1, Xing Y2, Jia L3, Ji Y4, Zhao B5, Wen Y6, Xu X7.
Abstract
Mesenchymal stem cells (MSCs) have been considered as promising tools for tissue engineering and regenerative medicine. However, the optimal cell source for bone regeneration remains controversial. To better identify seed cells for bone tissue engineering, we compared MSCs from seven different tissues including four from dental origins, dental pulp stem cells (DPSCs), periodontal ligament stem cells (PDLSCs), gingival mesenchymal stem cells (GMSCs) and dental follicle stem cells (DFSCs); two from somatic origins, bone marrow derived MSCs (BM-MSCs) and adipose-derived stem cells (ADSCs) and one from birth-associated perinatal tissue umbilical cord (UCMSCs). We cultured the cells under a standardized culture condition and studied their biological characteristics. According to our results, these cells exhibited similar immunophenotype and had potential for multi-lineage differentiation. MSCs from dental and perinatal tissues proliferated more rapidly than those from somatic origins. Simultaneously, DPSCs and PDLSCs owned stronger anti-apoptotic ability under the microenvironment of oxidative stress combined with serum deprivation. In respect to osteogenic differentiation, the two somatic MSCs, BM-MSCs and ADSCs, demonstrated the strongest ability for osteogenesis as compared to PDLSCs and DFSCs, which were just a little bit weaker than the formers. However, GMSCs and UCMSCs were the most pertinacious ones to differentiate to osteoblast. We also revealed that the canonical intracellular protein kinase-based cascade signaling pathways, including PI3K/AKT, MAPK/ERK and p38 MAPK, possessed different levels of activation in different MSCs after osteoblast induction. Our conclusions suggest that PDLSCs might be a good potential alternative to BM-MSCs for bone tissue engineering.
PMID: 30234437