اثر تنوع اهدا کننده روی استخوان زایی و رگزایی در هم کشتی های هیدروژلی
تاریخ انتشار: یکشنبه 19 اسفند 1397
| امتیاز:
برای وارد کردن یک شبکه عروقی دارای عملکرد به درون استخوان مهندسی بافت شده، سلول های کلونی زای اندوتلیالی انسانی(ECFCs) و سلول های استرومایی مزانشیمی چند توان(MSCs) می توانند هم کشت شوند. در این جا، ما اثر تنوع اهدا کننده MSCهای مشتق از مغز استخوان انسانی و ECFCهای مشتق از خون بند ناف را با استفاده از یک مدل هم کشتی برون تنی سه بعدی، روی رگزایی و استخوان زایی بررسی کردیم. علاوه براین، برای برداشتن گامی به سمت هم کشتی شامل سلول های مشتق از یک اهدا کننده، ما تست کردیم که چگونه سلول های اندوتلیالی انسانی(iECs) مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) در مدل های هم کشتی انجام می شوند. هم کشتی با ترکیبات متنوع از اهدا کننده های انسانی MSCs، ECFCs یا iECs در ماتری ژل صورت گرفت. سازه ها در یک محیط تمایز استخوانی کشت شدند. بدنبال یک دوره کشت 10 روزه، طول ساختارهای پیرامون عروقی و تمایز استخوانی برای 21 روز ارزیابی شد. ترکیب ویژه اهدا کننده های MSC و ECFC ویژگی های رگزایی را به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار داد و تنوع در پتانسیل استخوان زایی را القا کرد. علاوه بر این، استفاده از iECها در هم کشتی منجر به تشکیل ساختارهای پیرامون عروقی در سازه های تمایز یافته به صورت استخوانی شد. در مجموع، این نتایج نشان داد که توجه دقیق به منبع سلول های اولیه مانند ECFCs و MSCs برای نشان دادن تنوع در پتانسیل رگزایی و استخوان زایی حیاتی است. به نظر می رسد که مدل هم کشتی سه بعدی با موفقیت سازه های پیرامون عروقی را تولید می کنند و برای محدوده انتشاری 200 میکرومتری کافی است. علاوه بر این، رده های سلولی مشتق از iPSC ممکن است با ارایه یک منبع سلولی بزرگ تر و به طور بالقوه یکدست تر برای کاربردهای پیش درمانگاهی و بالینی در آینده، تنوع پذیری را کاهش دهند.
J Tissue Eng Regen Med. 2019 Jan 16. doi: 10.1002/term.2807. [Epub ahead of print]
Effect of donor variation on osteogenesis and vasculogenesis in hydrogel cocultures.
Pennings I1, van Dijk LA1, van Huuksloot J1, Fledderus JO2, Schepers K3, Braat AK3, Hsiao EC4, Barruet E4, Morales BM4, Verhaar MC2, Rosenberg AJWP1, Gawlitta D1.
Abstract
To introduce a functional vascular network into tissue-engineered bone equivalents, human endothelial colony forming cells (ECFCs) and multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) can be cocultured. Here, we studied the impact of donor variation of human bone marrow-derived MSCs and cord blood-derived ECFCs on vasculogenesis and osteogenesis using a 3D in vitro coculture model. Further, to make the step towards cocultures consisting of cells derived from a single donor, we tested how induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived human endothelial cells (iECs) performed in coculture models. Cocultures with varying combinations of human donors of MSCs, ECFCs, or iECs were prepared in Matrigel. The constructs were cultured in an osteogenic differentiation medium. Following a 10-day culture period, the length of the prevascular structures and osteogenic differentiation were evaluated for up to 21 days of culture. The particular combination of MSC and ECFC donors influenced the vasculogenic properties significantly and induced variation in osteogenic potential. In addition, the use of iECs in the cocultures resulted in prevascular structure formation in osteogenically differentiated constructs. Together, these results showed that close attention to the source of primary cells, such as ECFCs and MSCs, is critical to address variability in vasculogenic and osteogenic potential. The 3D coculture model appeared to successfully generate prevascularized constructs and were sufficient in exceeding the ~200 μm diffusion limit. In addition, iPSC-derived cell lineages may decrease variability by providing a larger and potentially more uniform source of cells for future preclinical and clinical applications.
PMID: 30650247