اگزوزوم ها رفتار سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی روی سطوح تیتانیومی را تحت تاثیر قرار می دهند
تاریخ انتشار: یکشنبه 17 آذر 1398
| امتیاز:
سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) نقش های مهمی را طی جوش خوردن استخوان بازی می کند. این مطالعه تعیین کرد که 1) آیا وزیکول های خارج سلولی(EVs) مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی/اگزوزوم ها می توانند روی سطح تیتانیوم(Ti) فیکس شوند و رفتار سلول های بنیادی مزانشیمی را تحت تاثیر قرار دهند یا خیر، 2) آیا پاسخ به صورت افتراقی تحت تاثیر وزیکول های خارج سلولی مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی تکثیر شده یا تمایز یافته قرار دارند یا خیر و 3) آیا محموله پروتئینی وزیکول های خارج سلولی ویژگی های عملکردی اگزوزوم ها را پیش بینی می کنند یا خیر. وزیکول های خارج سلولی ترشح شده بوسیله سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی انسانی بوسیله اولترا سانتریفیوژ جداسازی شدند و با استفاده از آنالیزهای ردیابی نانوذره؛ وسترن بلات و اسپکترومتری توده ای نسبتا کمی آنالیز شدند. میکروسکوپ فلورسنت، میکروسکوپ الکترونی نگاره، سنجش شمارش سلول و qPCR برای آنالیز چسبندگی، تکثیر و تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی استفاده شدند. بی حرکت سازی اگزوزوم ها روی تیتانیوم چسبندگی سلول های بنیادی مزانشیمی و پراکنش آن ها را بعد از 24 ساعت و تکثیر آن ها را بعد از سه و شش روز، بدون توجه به این که اگزوزوم ها در شرایط تکثیری یا تمایزی جداسازی شده اند، افزایش داد. اگزوزوم های بی حرکت شد بیان ژن SDF-1α را افزایش دادند. مولکول های چسبندگی سلولی و مولکول های پیام رسانی در پروتئوم اگزوزومی فراوان بودند. عملکردهای پیش بینی شده پروتئین های به طور مساوی برابر در هر دو نوع اگزوزوم در راستای اثرات زیستی مشاهده شد و وساطت شده بوسیله اگزوزوم ها بودند. بنابراین، اگزوزوم های مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی و بی حرکت شده روی سطوح تیتانیومی با سلول های بنیادی مزانشیمی برهمکنش می دهند و سریعا چسبندگی سلول های بنیادی مزانشیمی و تکثیر آن ها را افزایش می دهند. این یافته ها یک مسیر جدید را برای تغییر سطح ایمپلنت های تیتانیومی ارائه می دهد.
Biomaterials. 2019 Oct 24:119571. doi: 10.1016/j.biomaterials.2019.119571. [Epub ahead of print]
Exosomes influence the behavior of human mesenchymal stem cells on titanium surfaces.
Wang X1, Shah FA1, Vazirisani F1, Johansson A1, Palmquist A1, Omar O1, Ekström K1, Thomsen P2.
Abstract
Mesenchymal stem cells (MSCs) have important roles during osseointegration. This study determined (i) if MSC-derived extracellular vesicles (EVs)/exosomes can be immobilized on titanium (Ti) surfaces and influence the behavior of MSCs, (ii) if the response is differentially affected by EVs from expanded vs differentiated MSCs and (iii) if the EV protein cargos predict the functional features of the exosomes. EVs secreted by human adipose-derived MSCs were isolated by ultracentrifugation and analyzed using nanoparticle tracking analysis, Western blotting and relative quantitative mass spectrometry. Fluorescence microscopy, scanning electron microscopy, cell counting assay and quantitative polymerase chain reaction were used to analyze MSC adhesion, proliferation and differentiation. Exosome immobilization on Ti promoted MSC adhesion and spreading after 24 h and proliferation after 3 and 6 days, irrespective of whether the exosomes were obtained from expansion or differentiation conditions. Immobilized exosomes upregulated stromal cell-derived factor (SDF-1α) gene expression. Cell adhesion molecules and signaling molecules were abundant in the exosomal proteome. The predicted functions of the equally-abundant proteins in both exosome types were in line with the observed biological effects mediated by the exosomes. Thus, exosomes derived from MSCs and immobilized on Ti surfaces interact with MSCs and rapidly promote MSC adhesion and proliferation. These findings provide a novel route for modification of titanium implant surfaces.
PMID: 31753474