اهمیت فاکتورهای رشد محلول در پاسخ غضروف سازی سلول های بنیادی ماتریکس بند ناف انسان درداربست سه بعدی متخلخل
مهندسی بافت مبتنی بر سلول های بنیادی، به عنوان یک استراتژی امیدوارکننده برای بازسازی غضروف مفصلی پدید آمده است. سلولهای بنیادی مزانشیمی (MSC) مشتق از جنین (Foetal)  با سهولت دسترسی، پرتوانی و توانایی بالای تکثیر خود به عنوان منبع سلولی مناسب تراز سلول های بنیادی بالغ اثبات شده است. با این حال، نیاز به بهینه سازی سیگنال های غضروف سازی برای تمایز مستقیم این سلولهای بنیادی مزانشیمی چند توان به رده غضروفی وجود دارد. دراین مطالعه ما غضروف سازی سلول های مزانشیمی ماتریکس بند ناف انسان را در داربست سه بعدی PVA - PCL ( پلی وینیل الکل پلی کربولاکتات ) در حضور عوامل رشد TGFβ1 ، TGFβ3 ، IGF ، BMP2 و ترکیب  آنها با  BMP2 نشان دادیم. بیان ژن، بافت شناسی و ایمنوهیستوشیمی پس از  28  روزکشت مورد بررسی قرار گرفت . سلول های القا شده ویژگی های سلولهای غضروفی را از نظرمورفولوژی نشان داده و مولکول های معمول ماتریکس خارج سلولی غضروف را بیان کردند. علاوه براین، بیان مارکرهای ژنی غضروف سازی ، SOX9 ، کلاژن نوع II و اگریکان توسط روش Real-time PCR نشان داده شد. بیان کلاژن نوع I و کلاژن نوع X نیز مورد بررسی قرار گرفت . این مطالعه القای موفق غضروف سازی سلول های بنیادی مزانشیمی بند ناف انسان را در داربست سه بعدی اثبات کرد. جالب توجه این است که ترکیبی از فاکتور رشد TGF- β3 و BMP-2 برای غضروف سازی موثرتر بود همانطور که توسط مطالعات Real-time PCR نشان داده شد. یافته های این مطالعه اهمیت استفاده از فاکتورهای رشد ترکیبی را برای تمایزبه غضروف موفق سلول های بنیادی مزانشیمی بند ناف نشان می دهد.

Eur Cell Mater. 2013 Nov 11;26:234-51.

Significance of soluble growth factors in the chondrogenic response of human umbilical cord matrix stem cells in a porous three dimensional scaffold.

Nirmal RS, Nair PD.

Source

Division of Tissue Engineering and Regeneration Technologies, BMT Wing, Sree Chithra Tirunal Institute for Medical Sciences and Technology, Trivandrum, 695012, India.pdnair49@gmail.com.

Abstract

Stem cell based tissue engineering has emerged as a promising strategy for articular cartilage regeneration. Foetal derived mesenchymal stem cells (MSCs) with their ease of availability, pluripotency and high expansion potential have been demonstrated to be an attractive cell source over adult MSCs. However, there is a need for optimisation of chondrogenic signals to direct the differentiation of these multipotent MSCs to chondrogenic lineage. In this study we have demonstrated the in vitro chondrogenesis of human umbilical cord matrix MSCs in three dimensional PVA-PCL (polyvinyl alcohol-polycaprolactone) scaffolds in the presence of the individual growth factors TGFβ1, TGFβ3, IGF, BMP2 and their combination with BMP2. Gene expression, histology and immunohistology were evaluated after 28 d culture. The induced cells showed the feature of chondrocytes in their morphology and expression of typical chondrogenic extracellular matrix molecules. Moreover, the real-time PCR assay has shown the expression of gene markers of chondrogenesis, SOX9, collagen type II and aggrecan. The expression of collagen type I and collagen type X was also evaluated. This study has demonstrated the successful chondrogenic induction of human umbilical cord MSCs in 3D scaffolds. Interestingly, the growth factor combination of TGF-β3 and BMP-2 was found to be more effective for chondrogenesis as shown by the real-time PCR studies. The findings of this study suggest the importance of using growth factor combinations for successful chondrogenic differentiation of umbilical cord MSCs.

PMID: 24213879