اثرات پاراکرین سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی ساختارهای شبه استخوانی را از طریق تنظیم افزایشی بیان BMP در مدل اکتوپیک موشی افزایش می دهد
تاریخ انتشار: شنبه 17 آذر 1397
| امتیاز:
استفاده از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(h-iPSCs) برای مهندسی بافت استخوان بسیار جذاب است، زیرا h-iPSCs یک منبع تمام نشدنی از سلول های سازگار استخوانی است. مطالعه حاضر مشارکت h-iPSCs تمایز نیافته را بررسی کرد و ابعاد مکانیسم های دخیل در مشارکت این سلول ها در تشکیل استخوان جدید را نشان داد. ایمپلنت کردن h-iPSCs تمایز نیافته کشت شده روی ذرات مرجانی در جایگاه های نابجای موش منجر به بیان استئوکلسین و DMP-1 شد و از نظر محتوای معدنی شبیه استخوان موش بود. تعداد h-iPSCs ایمپلنت شده با گذشت زمان کاهش یافت و بعد از 30 روز بعد از ایمپلنت شدن ناپدید گشت. برعکس بیان ژن های استخوانی موشی در روز 15 و 30 بعد از ایمپلنت شدن برای اولین بار شواهدی را ارائه کرد که h-iPSCs ایمپلنت شده نتایج مشاهده شده را از طریق مکانیسم های پاراکرین تحت تاثیر قرار می دهد. شواهد حمایت کننده حاکی از این بود که محیط شرطی مشتق از h-iPSCs(hiPSCs-CM)، تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی(h-MSCs) را در شرایط آزمایشگاهی افزایش داد. به طور ویژه، محیط شرطی h-iPSCs بیش بیان ژن های BMP-2، BMP-4 و BMP-6 را القا کرد و معدنی شدن ماتریکس خارج سلولی را افزایش داد. با توجه به جذابیت فعلی در استفاده از h-iPSCs برای کاربرد در طب بازساختی، مطالعه ما دیدگاه های جدیدی را در مورد ابعاد مکانیسم های دخیل در قابلیت پیشبرد استخوانی h-iPSCs نشان می دهد.
Sci Rep. 2018 Nov 20;8(1):17106. doi: 10.1038/s41598-018-35546-6.
The paracrine effects of human induced pluripotent stem cells promote bone-like structures via the upregulation of BMP expression in a mouse ectopic model.
Oudina K1,2, Paquet J1,2, Moya A1,2, Massourides E3, Bensidhoum M1,2, Larochette N1,2, Deschepper M1,2, Pinset C3, Petite H4,5.
Abstract
Use of human induced pluripotent stem cells (h-iPSCs) for bone tissue engineering is most appealing, because h-iPSCs are an inexhaustible source of osteocompetent cells. The present study investigated the contribution of undifferentiated h-iPSCs and elucidated aspects of the underlying mechanism(s) of the involvement of these cells to new bone formation. Implantation of undifferentiated h-iPSCs seeded on coral particles in ectopic sites of mice resulted in expression of osteocalcin and DMP-1, and in mineral content similar to that of the murine bone. The number of the implanted h-iPSCs decreased with time and disappeared by 30 days post-implantation. In contrast, expression of the murine osteogenic genes at day 15 and 30 post-implantation provided, for the first time, evidence that the implanted h-iPSCs affected the observed outcomes via paracrine mechanisms. Supporting evidence was provided because supernatant conditioned media from h-iPSCs (h-iPSC CM), promoted the osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells (h-MSCs) in vitro. Specifically, h-iPSC CM induced upregulation of the BMP-2, BMP-4 and BMP-6 genes, and promoted mineralization of the extracellular matrix. Given the current interest in the use of h-iPSCs for regenerative medicine applications, our study contributes new insights into aspects of the mechanism underlying the bone promoting capability of h-iPSCs.
PMID: 30459360