Preview

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наук

Расширенный поиск

Хондрогенный и остеогенный потенциал мезенхимальных стволовых клеток костного мозга и плаценты

https://doi.org/10.29235/1814-6023-2021-18-1-36-45

Полный текст:

Аннотация

Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) представляют собой перспективный ресурс для клеточных биотехнологий. Тем не менее вопрос о преимуществах использования МСК различного происхождения для хондро- и остеогенной дифференцировки требует дальнейшего изучения.

Целью данного исследования являлось проведение анализа остеохондрогенного дифференцировочного потенциала МСК, полученных из костного мозга и тканей плаценты. Результаты наших исследований свидетельствуют, что МСК как костного мозга, так и плаценты под влиянием индукционных факторов дифференцируются в хондрогенном направлении. Тем не менее реализация программы хондрогенеза в МСК костного мозга происходит преимущественно за счет экспрессии коллагенов (Coll2, Coll10), в то время как для МСК плаценты характерен более высокий синтез неколлагеновых белков внеклеточного матрикса (COMP, Ver). В связи с этим применение МСК костного мозга в инженерии хрящевой ткани более предпочтительно. Оценка синтеза щелочной фосфатазы и накопления кальциевых депозитов в дифференцированных клетках показала, что остеогенный дифференцировочный потенциал МСК костного мозга выше, чем МСК плаценты. МСК костного мозга, находясь в составе фибринового геля, дифференцируются в остеогенном направлении под влиянием индукционных факторов на 14-й день, что подтверждается синтезом щелочной фосфатазы, депонированием солей кальция внутри клетки и во внеклеточном матриксе, увеличением экспрессии мРНК Sp7 и DMP.

Об авторах

А. А. Жерносеченко
Республиканский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологии
Беларусь

Жерносеченко Анна Александровна – науч. сотрудник

ул. Фрунзенская, 43, 223053, д. Боровляны, Минский р-н, Республика Беларусь



Я. И. Исайкина
Республиканский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологии
Беларусь

Исайкина Янина Ивановна – канд. биол. наук, заведующий лабораторией

ул. Фрунзенская, 43, 223053, д. Боровляны, Минский р-н, Республика Беларусь



Т. В. Филипович
Республиканский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологии
Беларусь

Филипович Татьяна Валерьевна ‒ мл. науч. сотрудник

ул. Фрунзенская, 43, 223053, д. Боровляны, Минский р-н, Республика Беларусь



Е. Г. Лях
Республиканский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологии
Беларусь

Лях Елена Геннадьевна ‒ науч. сотрудник

ул. Фрунзенская, 43, 223053, д. Боровляны, Минский р-н, Республика Беларусь



Список литературы

1. Differences in the intrinsic chondrogenic potential of equine umbilical cord matrix and cord blood mesenchymal stromal/stem cells for cartilage regeneration / R. Rakic [et al.] // Sci. Reports. – 2018. – Vol. 88. – Аrt. 13799. https://doi.org/10.1038/s41598-018-28164-9

2. Isolation, cultivation, and characterization of human mesenchymal stem cells // D. Mushahary [et al.] / Cytometry. Part A. – 2018. – Vol 93, N 1. – P. 19–31. https://doi.org/10.1002/cyto.a.23242

3. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement / M. Dominici [et al.] // Cytotherapy. – 2006. – Vol. 8, N 4. – P. 315–317. https://doi.org/10.1080/14653240600855905

4. Comparison of molecular profiles of human mesenchymal stem cells derived from bone marrow, umbilical cord blood, placenta and adipose tissue / J. S. Heo [et al.] // Int. J. Mol. Med. – 2016. – Vol. 37, N 1. – P. 115–125. https://doi.org/10.3892/ijmm.2015.2413

5. Human mesenchymal stem cells derived from bone marrow display a better chondrogenic differentiation compared with other sources / M. E. Bernardo [et al.] // J. Connect. Tissue Res. – 2007. – Vol. 48, N 3. – P. 132–140. https://doi.org/10.1080/03008200701228464

6. Chondrogenesis from human placenta-derived mesenchymal stem cells in three-dimensional scaffolds for cartilage tissue engineering / S. Hsu [et al.] // Tissue Eng. Part A. – 2011. – Vol. 17, N 11–12. – P. 1549–1560. https://doi.org/10.1089/ten.tea.2010.0419

7. Isolation and comparative analysis of potential stem/progenitor cells from different regions of human umbilical cord / N. Beeravolu [et al.] // Stem Cell Res. – 2016. – Vol. 16, N 3. – P. 696–711. https://doi.org/10.1016/j.scr.2016.04.010

8. Kock, L. Tissue engineering of functional articular cartilage: the current status / L. Kock, C. C. van Donkelaar, K. Ito // Cell Tissue Res. – 2012. – Vol. 347, N 3. – P. 613–627. https://doi.org/10.1007/s00441-011-1243-1

9. Clonal mesenchymal progenitors from human bone marrow differentiate in vitro according to a hierarchical model / A. Muraglia [et al.] // J. Cell Sci. – 2000. – Vol. 113. – Pt. 7. – P. 1161–1166.

10. In vitro high-capacity assay to quantify the clonal heterogeneity in trilineage potential of mesenchymal stem cells reveals a complex hierarchy of lineage commitment / K. C. Russell [et al.] // Stem Cells. – 2010. – Vol. 28, N 4. – P. 788–798. https://doi.org/10.1002/stem.312

11. Characterization of different subpopulations from bone marrow-derived mesenchymal stromal cells by alkaline phosphatase expression / Y. H. Kim [et al.] // Stem Cells Dev. – 2012. – Vol 21, N 16. – P. 2958–2968. https://doi.org/10.1089/scd.2011.0349

12. Dentin matrix protein 1 (DMP1) expression in developing human teeth / E. F. Martinez [et al.] // Brazilian. Dent. J. – 2009. – Vol. 20, N 5. – P. 365–369. http://dx.doi.org/10.1590/S0103-64402009000500002]

13. Клеточно-молекулярные механизмы ремоделирования костной ткани и ее регуляция / Ф. Х. Камилов [и др.] // Фунд. исслед. – 2014. – № 7-4. – С. 836–842.

14. Bone regeneration, reconstruction and use of osteogenic cells from basic knowledge, animal models to clinical trials / G. Hutchings [et al.] // J. Clin. Med. – 2020. – Vol. 9, N 1. – pii E139. https://doi.org/10.3390/jcm9010139

15. Transient upregulation of CBFA1 in response to bone morphogenetic protein-2 and transforming growth factor beta1 in C2C12 myogenic cells coincides with suppression of the myogenic phenotype but is not suffcient for osteoblast differentiation / M. Lee [et al.] // J. Cell. Bioche. – 1999. – Vol. 73, N 1. – P. 114–125. https://doi.org/10.1002/(sici)1097-4644(19990401)73:1<114::aid-jcb13>3.0.co;2-m


Для цитирования:


Жерносеченко А.А., Исайкина Я.И., Филипович Т.В., Лях Е.Г. Хондрогенный и остеогенный потенциал мезенхимальных стволовых клеток костного мозга и плаценты. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наук. 2021;18(1):36-45. https://doi.org/10.29235/1814-6023-2021-18-1-36-45

For citation:


Zhernasechanka H.A., Isaikina Y.I., Filipovich T.V., Liakh E.G. Osteogenic and chondrogenic differentiation potential of mesenchymal stem cells obtained from the bone marrow and placenta. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series. 2021;18(1):36-45. (In Russ.) https://doi.org/10.29235/1814-6023-2021-18-1-36-45

Просмотров: 33


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1814-6023 (Print)
ISSN 2524-2350 (Online)