سیگنال های محلول و بازآرایی در یک نیچ مبتنی بر ژلاتین سلول های بنیادی خون ساز
تاریخ انتشار: جمعه 19 مهر 1398
| امتیاز:
سلول های بنیادی خون ساز(HSCs) در مغز استخوان درون نیچ هایی قرار دارند که سیگنالها ریز محیطی را در قالب سیگنال های بیوفیزیکی، بیومولکول های متصل شوند و قابل انتشار و برهمکنش های سلول-سلول هتروتیپیک ارائه می دهند که تعیین سرنوشت سلول های بنیادی خون ساز را تحت تاثیر قرار می دهند. این مطالعه به دنبال ایجاد یک پلت فرم کشت سنتتیک است که تکثیر برون تنی سلول های بنیادی خون ساز بدون تحلیل رفتن آن ها میسر سازد. مجموعه ای از هیدروژل های ژلاتینی عملکردی شده از مت آکریلامید(GelMA) برای کشف بازآرایی و ارتباط بین سلول های استرومایی مزانشیمی روی تکثیر و خاموشی سلول های بنیادی خون ساز موشی استفاده شد. استفاده از هیدروژل های تخریب پذیر GelMA بازآرایی به واسطه سلول های بنیادی مزانشیمی را مدور می سازد و یک تغییر دینامیک را با گذشت زمان در محیط ماتریکس ایجاد می کنند. یک هیدروژل با انتشار پذیری کمی برای هم کشتی سلول های بنیادی خون ساز و سلول های پیش ساز و سلول های بنیادی مزانشیمی نگهداری جمعیت اولیه سلول های پیش ساز طی 7 روز را تسهیل می کند. به طور جالب تر، این پلت فرم احتباس جمعیت سلول های بنیادی خون ساز خاموش را در مقایسه با تک کشت های سلول های بنیادی خون ساز افزایش می دهد. این مطالعات تنظیم افزایشی MMP9 وابسته به تراکم سلول های بنیادی مزانشیمی را نشان می دهد و ویژگی های مکانیکی هیدروژل را تغییر می دهد(ΔE = 2.61 ± 0.72) که نشان دهنده بازآرایی ماتریکس به واسطه سلول های بنیادی مزانشیمی است که ممکن است در محیط کشت دینامیک مشارکت داشته باشند. در این جا، یک هیدروژل سه بعدی برای کشت برون تنی سلول های بنیادی خون ساز گزارش شد که به موجب آن تکثیر و خاموشی سلول های بنیادی خون ساز به ویژگی های هیدروژل ها، هم کشتی سلول های بنیادی مزانشیمی و بازآرایی هیدروژل به واسطه سلول های بنیادی مزانشیمی حساس است.
Adv Healthc Mater. 2019 Sep 18:e1900751. doi: 10.1002/adhm.201900751. [Epub ahead of print]
Soluble Signals and Remodeling in a Synthetic Gelatin-Based Hematopoietic Stem Cell Niche.
Gilchrist AE1, Lee S2, Hu Y3, Harley BAC4,5.
Abstract
Hematopoietic stem cells (HSCs) reside in the bone marrow within niches that provide microenvironmental signals in the form of biophysical cues, bound and diffusible biomolecules, and heterotypic cell-cell interactions that influence HSC fate decisions. This study seeks to inform the development of a synthetic culture platform that promotes ex vivo HSC expansion without exhaustion. A library of methacrylamide-functionalized gelatin (GelMA) hydrogels is used to explore remodeling and crosstalk from mesenchymal stromal cells (MSCs) on the expansion and quiescence of murine HSCs. The use of a degradable GelMA hydrogel enables MSC-mediated remodeling, yielding dynamic shifts in the matrix environment over time. An initially low-diffusivity hydrogel for co-culture of hematopoietic stem and progenitor cells to MSCs facilitates maintenance of an early progenitor cell population over 7 days. Excitingly, this platform promotes retention of a quiescent HSC population compared to HSC monocultures. These studies reveal MSC-density-dependent upregulation of MMP-9 and changes in hydrogel mechanical properties (ΔE = 2.61 ± 0.72) suggesting MSC-mediated matrix remodeling may contribute to a dynamic culture environment. Herein, a 3D hydrogel is reported for ex vivo HSC culture, in which HSC expansion and quiescence is sensitive to hydrogel properties, MSC co-culture, and MSC-mediated hydrogel remodeling.
PMID: 31532901