تحریک تمایز استخوانی اجسام جنینی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی بوسیله بیوسرامیک های آکرمانیت
تاریخ انتشار: شنبه 30 فروردین 1399
| امتیاز:
سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) به عنوان سلول های کشت شده برای کاربرد در مهندسی بافت پتانسیل زیادی دارا هستند. مطالعات گذشته نشان داده اند که iPSCs می توانند برای تمایز به سلول های استخوان ساز القا شوند. با این حال، در یک رویکرد مهندسی بافت، سلول های کشت شده در زیست مواد مورد نیاز است و اثر زیست مواد روی رشد و تمایز سلول برای موفقیت در تشکیل بافت های مهندسی شده حیاتی است. در این مطالعه، ما اثر آکرمانیت را به عنوان یک سرامیک زیست فعال، روی تمایز استخوانی سلول های اجسام جنینی(EB) مشتق از iPSCs انسانی بررسی کردیم. نتایج نشان داد که در حضور فاکتورهای استخوان زا(اسید آسکوربیک، دگزامتازون و بتا-گلیسرول فسفات)، عصاره های آکرمانیت تمایز استخوانی سلول های اجسام جنینی را در مقایسه با محیط استخوان زای طبیعی تقویت کرد. فعالیت آلکالین فسفاتازی(ALP) و بیان ژن های مارکر استخوان زا مانند استئوکلسین(OCN)، کلاژن(COL-1)، RUNX2، و BMP2 بوسیله تحریک عصاره های آکرمانیت سرامیک در طیف های غلظت خاص به طور قابل توجهی افزایش یافت. جالب ترین مطلب این است که محیط حاوی عصاره آکرمانیت اما بدون فاکتورهای استخوان زا در مقایسه با محیط رشد طبیعی بدون فاکتورهای استخوان زایی مانند اسید آسکوربیک، دگزامتازون و بتا-گلیسرول فسفات، نیز اثرات تحریکی روی تمایز استخوانی سلول های اجسام جنینی دارد اما این امر مربوط به مراحل اولیه کشت نیست و تنها در مراحل انتهایی دوره کشت(روز 21) اتفاق می افتد. این نتایج نشان می دهد که آکرمانیت به عنوان یک ماده زیست فعال به همراه iPSCs انسانی ممکن است برای کاربردهای مهندسی بافت استخوان استفاده شود.
J Mater Chem B. 2016 Apr 7;4(13):2369-2376. doi: 10.1039/c6tb00398b. Epub 2016 Mar 16.
The stimulation of osteogenic differentiation of embryoid bodies from human induced pluripotent stem cells by akermanite bioceramics.
Dong X 1, Li H , Zhou Y , Ou L , Cao J , Chang J .
Abstract
Induced pluripotent stem cells (iPSCs) have great potential as seed cells for tissue engineering applications. Previous studies have shown that iPSCs could be induced to differentiate into bone forming cells. However, in a tissue engineering approach, seeding cells in biomaterials is required, and the effect of biomaterials on cell growth and differentiation is critical for the success of the formation of engineered tissues. In this study, we investigated the effect of akermanite, a bioactive ceramic, on the osteogenic differentiation of embryoid body (EB) cells derived from human iPSCs. The results showed that, in the presence of osteogenic factors (ascorbic acid, dexamethasone, and β-glycerophosphate), ionic extracts of akermanite enhanced the osteogenic differentiation of EB cells as compared with normal osteogenic medium. Alkaline phosphatase (ALP) activity and the expression of osteogenic marker genes such as osteocalcin (OCN), collagen (COL-1), RUNX2, and BMP2 are significantly increased by the stimulation of akermanite ceramic extracts at certain concentration ranges. More interesting is that the medium containing extracts of akermanite but without osteogenic factors also showed stimulatory effects on the osteogenic differentiation of EB cells as compared to normal growth medium without osteogenic factors, such as ascorbic acid, dexamethasone, and β-glycerophosphate, not at the early stage of culture, but only at the later stage of the culture period (21 days). These results suggest that akermanite as a bioactive material together with human iPSCs might be used for bone tissue engineering applications.
PMID: 32263232