سرنوشت سلول های بنیادی مزانشیمی به میزان زیادی بوسیله شیمی سطح نانوذره های سیلیکا در سیستم های کشت سه بعدی مبتنی بر هیدروژل تحت تاثیر قرار می گیرد

تاریخ انتشار: یکشنبه 17 آذر 1398 | امتیاز: Article Rating

داربست های سه بعدی مبتنی بر هیدروژل پلیمری ساختارهای شناخته شده ای هستند که برای کشت و تمایز سلول های بنیادی استفاده می شوند. با این حال، سیستم های مقیاس پذیر که یک ریز محیط شبه طبیعی با ویژگی های زیستی و فیزیکی مناسب را ارائه دهند هنوز مورد نیاز است. انتظار می رود که استفاده از نانو مواد درون سیستم های پلیمری ویژگی های فیزیکی ساختار  و هم چنین سرنوشت سلول های بنیادی را تحت تاثیر قرار دهد. در این جا، دانه های هیدروژلی ژلاتین/آلژینات تلفیق شده با نانوذره های سیلیکای مزوپوروس(MSNs)(با قطر میانگین 80.9 ± 10 نانومتر) و شیمی سطح متنوع آماده شد. بدنبال آن سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی انسانی (hASCs) درون هیدروژل های آلژینات/ژلاتین/سیلیکا کپسوله شدند. تلفیق نانوذره های سیلیکای مزوپوروس عملکردی شده با گروه آمینی و کربوکسیل (A-MSNs و C-MSCs) به طور قابل توجهی ثبات دانه های هیدروژلی را تقویت کرد. علاوه بر این، سطح بیان Nanog و OCT4 حاکی از این بود که تلفیق  A-MSNs به درون دانه های آلژینات/ژلاتین تکثیر و بنیادینگی hASCs کپسوله شده را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. به طور مهم تر، یافته های ما نشان می هد که حضور A-MSNs تا اندازه ای التهاب درون تنی را سرکوب می کند. برعکس، نتایج آنالیزهای بیان ژنی نشان می دهد که کشت hASCs در دانه های آلژینات تلفیق شده را C-MSNs( 10 درصد وزنی/وزنی) منجر به جمعیتی از سلول های به طور ناهمگون تمایز یافته از استئوسیت ها، کندروسیت ها و آدیپوسیت ها می شود که برای کشت سلول و کاربرد تمایزی مناسب نیست.

Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2020 Jan;106:110259. doi: 10.1016/j.msec.2019.110259. Epub 2019 Oct 14.

The fate of mesenchymal stem cells is greatly influenced by the surface chemistry of silica nanoparticles in 3D hydrogel-based culture systems.

Darouie S1, Ansari Majd S2, Rahimi F3, Hashemi E4, Kabirsalmani M5, Dolatshahi-Pirouz A6, Arpanaei A7.

Abstract

Polymeric hydrogel-based 3D scaffolds are well-known structures, being used for cultivation and differentiation of stem cells. However, scalable systems that provide a native-like microenvironment with suitable biological and physical properties are still needed. Incorporation of nanomaterials into the polymeric systems is expected to influence the physical properties of the structure but also the stem cells fate. Here, alginate/gelatin hydrogel beads incorporated with mesoporous silica nanoparticles (MSNs) (average diameter 80.9 ± 10 nm) and various surface chemistries were prepared. Human adipose-derived mesenchymal stem cells (hASCs) were subsequently encapsulated into the alginate/gelatin/silica hydrogels. Incorporation of amine- and carboxyl-functionalized MSNs (A-MSNs and C-MSNs) significantly enhances the stability of the hydrogel beads. In addition, the expression levels of Nanog and OCT4 imply that the incorporation of A-MSNs into the alginate/gelatin beads significantly improves the proliferation and the stemness of encapsulated hASCs. Importantly, our findings show that the presence of A-MSNs slightly suppresses in vivo inflammation. In contrast, the results of marker gene expression analyses indicate that cultivation of hASCs in alginate beads incorporated with C-MSNs (10% w/w) leads to a heterogeneously differentiated population of the cells, i.e., osteocytes, chondrocytes, and adipocytes, which is not appropriate for both cell culture and differentiation applications.

PMID: 31753381
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان