مهندسی ریز محیط به سمت استفاده از پتانسیل پیش رگزایی سلول های بنیادی مزانشیمی
تاریخ انتشار: شنبه 25 خرداد 1398
| امتیاز:
درمان مبتنی بر سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) برای پیشبرد بازسازی عروقی یک استراتژی امیدوار کننده برای درمان بیماری های ایسکمی است. با این حال، نرخ پایین موفقیت پیوند و احتباس پایین سلول های بنیادی مزانشیمی در جایگاه هدف، اهمیت پیام رسانی پاراکراینی سلول های بنیادی مزانشیمی در فرایند بازسازی را نشان می دهد. بنابراین، استفاده از سکرتوم سلول های بنیادی مزانشیمی(MSC-secretome) برای طراحی منطقی درمان های مبتنی بر سلول های بنیادی ضروری است. نقش ریز محیط در تنظیم پیام رسانی پاراکراینی سلول های بنیادی مزانشیمی به خوبی شناخته نشده است. در این مطالعه، سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان انسانی روی ماتریکس هایی با سفتی یا جایگاه های چسبندگی سلولی مختلف کشت شدند و محیط شرطی جمع آوری شد. غلظت های مولکول های رگزایی در محیط کشت از طریق الایزا اندازه گیری شد. علاوه براین، فعالیت زیستی مولکول های آزادسازی شده از طریق ارزیابی تکثیر و ریخت زایی مویرگی سلول های اندوتلیالی سیاهرگ بند ناف انسانی(HUVECs) انکوبه شده با محیط شرطی بررسی شدند. مطالعه ما نشان داد که ترشح فاکتور رشد اندوتلیال عروقی(VEGF) به سفتی بستر وابسته است. ترشح ماکزیمم زمانی که سلول های بنیادی مزانشیمی روی ماتریکس های هیدروژلی با سفتی 5کیلو پاسکال کشت شدند، مشاهده شد. تکثیر و لوله زایی(tubulogenesis) سلول های HUVECs بوسیله داده های الایزا حمایت شد. از طرف دیگر، تنوع در جایگاه های چسبندگی سلولی در حالی که سفتی بهینه یکدستی را حفظ می کند، فعالیت پیش رگزایی سلول های بنیادی مزانشیمی را تحت تاثیر قرار نمی دهد.
Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2019 Sep;102:75-84. doi: 10.1016/j.msec.2019.04.030. Epub 2019 Apr 12.
Engineering microenvironments towards harnessing pro-angiogenic potential of mesenchymal stem cells.
Nasser M1, Wu Y1, Danaoui Y1, Ghosh G2.
Abstract
Mesenchymal stem cell (MSC)-based therapy for promoting vascular regeneration is a promising strategy for treating ischemic diseases. However, low engraftment and retention rate of MSCs at the target site highlights the importance of paracrine signaling of MSCs in the reparative process. Thus, harnessing MSC-secretome is essential for rational design of MSC-based therapies. The role of microenvironment in regulating the paracrine signaling of MSCs is not well known. In this study, human bone marrow-derived MSCs were seeded on matrices with varying stiffness or cell adhesive sites, and conditioned media was collected. The concentrations of angiogenic molecules in the media was measured via ELISA. In addition, the bioactivity of the released molecules was investigated via assessing the proliferation and capillary morphogenesis of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) incubated with conditioned media. Our study revealed that secretion of vascular endothelial growth factor (VEGF) is dependent on substrate stiffness. Maximal secretion was observed when MSCs were seeded on hydrogel matrices of 5.0 kPa stiffness. Proliferation and tubulogenesis of HUVECs supported ELISA data. On the other hand, variation of cell adhesive sites while maintaining a uniform optimal stiffness, did not influence the pro-angiogenic activity of MSCs.
PMID: 31147047