محیط شرطی سلول های بنیادی مزانشیمی پیشرفت استئوآرتریت را در مدل رتی بوسیله حفاظت از استخوان زیر غضروف، حفظ هموستازی ماتریکس و تقویت اتوفاژی به تاخیر می اندازد
تاریخ انتشار: شنبه 15 تیر 1398
| امتیاز:
شواهد نشان می دهد که درمان با سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) از طریق اثر پاراکرینی استئوآرتریت را بهبود می بخشد و این در حالی است که محیط شرطی(CM) سلول های بنیادی مزانشیمی حاوی همه سکرتوم ها است. مطالعات آزمایشگاهی اثرات درمانی در استئوآرتریت را ثابت کرده اند اما شواهد درون تنی اندکی ارائه شده است. این مطالعه اثر MSCs-CM را در مدل جانوری استئوآرتریت بررسی کرده است. استئوآرتریت بوسیله برش رباط صلیبی قدامی و ناپایداری مینسک میانی در 12 رت به صورت دو طرفه القا شد. گروه CM(n=6) مورد تزریق درون مفصلی هفتگی MSCs-CM قرار گرفت و در حالی است که گروه PBS(n=6) مورد تزریق PBS قرار گرفت. شش رت به عنوان کنترل طبیعی مورد جراحی نمایشی قرار گرفته و به طور هفتگی مورد تزریق PBS قرار گرفتند. رت ها هشت هفته بعد از جراحی کشته شدند. مورفولوژی کلی و بافتی مورد آنالیز قرار گرفت. میکرو سی تی برای ارزیابی استخوان زیر غضروف انجام گرفت. اجزای ماتریکس خارج سلولی(ECM) شامل کلاژن نوع دو اگریکان و آنزیم های مربوط به هموستازی ECMمانند MMP-13 و TIMP-1 و هم چنین مارکرهای اتوفاژی(Beclin-1، LC-3) با استفاده از ایمنوهیستوشیمی ارزیابی شدند. آپوپتوز کندروسیت بوسیله رنگ آمیزی TUNEL اندازه گیری شد. بیان ژن کلاژن نوع دو، اگریکان، MMP-13 و TIMP-1 بوسیله RT-PCR ثابت شد. نتایج ریخت شناسی اثر حفاظت کنندگی مفصل قابل توجهی را در مورد MSC-CMنشان داد. ساختار استخوان زیر غضروفی به خوبی حفظ شده، ماتریکس غضروفی به طور قابل توجه فراوان تر، نسبت به طور قابل توجه کاهش یافته MMP-13 به TIMP-1 و آپوپتوز مهار شده کندروسیت ها با اتوفاژی تقویت شده در گروه محیط شرطی در مقایسه با گروه PBS مشاهده شد. در مجموع، MSCs-CM اثر راضی کننده ای در تسکین استئوآرتریت در رت ها از طریق حفاظت از ریز ساختار استخوان زیر غضروفی، متعادل کردن نسبت MMP-13به TIMP-1 در غضروف و تقویت اتوفاژی نشان داد که ممکن است یک داروی جدید علیه استئوآرتریت ارائه دهد.
J Tissue Eng Regen Med. 2019 Jun 18. doi: 10.1002/term.2916. [Epub ahead of print]
Conditioned Medium of mesenchymal stem cells Delays Osteoarthritis Progression in a Rat Model by Protecting Subchondral Bone, Maintaining Matrix Homeostasis and Enhancing Autophagy.
Chen W1, Sun Y1, Gu X2, Hao Y2, Liu X1, Lin J1, Chen J1, Chen S1.
Abstract
Evidence accumulated that mesenchymal stem cells (MSCs) therapy ameliorated osteoarthritis (OA) via paracrine effect, while conditioned medium (CM) of MSCs contains all the secretomes. In vitro studies have proved its therapeutic effect in OA, but few in vivo evidences were unveiled. This study investigated the effect of MSCs-CM in an animal model of OA. OA was induced by anterior cruciate ligament transaction and destabilization of medial meniscus in 12 rats bilaterally. The CM group (N=6) were administered intraarticular injection of MSCs-CM weekly, while PBS groups (N=6) were injected with PBS. Six rats served as Normal control and received sham operation with weekly PBS injection. Rats were sacrificed 8 weeks postoperatively. Gross and histological morphology were analyzed. Micro-CT was applied to assess the subchondral bone. Components of extracellular matrix (ECM) including Col II and Aggrecan, and ECM homeostasis-related enzymes (MMP-13, TIMP-1), as well as autophagy markers (Beclin-1, LC-3) were evaluated immunohistochemically. Chondrocyte apoptosis was measured by TUNEL staining. Gene expression of Col II, Aggrecan, MMP-13 and TIMP-1 were confirmed by RT-PCR. Morphological outcomes demonstrated remarkable articular-protective effect of MSCs-CM. Well-maintained subchondral bone structure, significantly more abundant cartilage matrix, notably decreased ratio of MMP-13 to TIMP-1 and inhibited chondrocytes apoptosis with enhanced autophagy were observed in CM group compared with PBS group. In conclusion, MSCs-CM demonstrated satisfactory effect in alleviating OA in rats via protecting the microarchitecture of subchondral bone, balancing the ratio of MMP-13 to TIMP-1 in cartilage and enhancing autophagy, which might provide a new remedy against OA.
This article is protected by copyright. All rights reserved.
PMID: 31210406