نوع مقاله : Original Article(s)
نویسندگان
1
استادیار، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران.
2
دانشیار، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران.
3
استاد، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران.
4
استادیار، گروه فیزیک و مهندسی پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران.
5
کارشناس ارشد، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران.
6
دانشیار، مرکز تحقیقاتی علوم سلولی، پژوهشکده‌ی رویان اصفهان، اصفهان، ایران.
7
استادیار، گروه پاتولوژی و هماتولوژی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران.
8
پزشک عمومی،گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران.
چکیده
مقدمه: آسیب‌های مفاصل و از جمله استئوآرتریت، در همه‌ی جوامع شیوع فراوانی دارند. به علاوه، غضروف مفصلی توانایی بسیار محدودی در ترمیم آسیب‌ها دارد. روش‌های درمان مختلف مورد استفاده جهت ترمیم آسیب‌های غضروفی منجر به تشکیل بافت فیبروز، آپوپتوز و تخریب بیشتر غضروف می‌شوند. از این رو، طراحی بافت غضروفی از سلول‌های بنیادی ضروری به نظر می‌رسد. بر این اساس، هدف از تحقیق حاضر بررسی تأثیر فاکتورهای رشد BMP-6 و TGF-β3 بر روند تمایز کندروژنیک سلول‌های بنیادی مشتق از چربی بر داربست آلژینات بود. روش‌ها: بافت چربی زیر جلدی انسانی تحت تأثیر آنزیم کلاژناز تجزیه شد و سلول‌های بنیادی جهت القای کندروژنز بر داربست آلژینات در محیط کشت کندروژنیک تحت تأثیر فاکتورهای رشد TGF-β3 و BMP-6 به مدت سه هفته کشت داده شد. نمونه‌های حاصل از تمایز با روش‌های هیستولوژیکی، ایمینوهیستوشیمی و RT-PCR از نظر ویژگی‌های غضروف مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: فاکتورهای رشد TGF-β3 و BMP-6 موجب القای کندروژنز در سلول‌های بنیادی مشتق از چربی بر داربست آلژینات شد. مطالعات ایمینوهیستوشیمی وجود آگریکان و کلاژن نوع II را در ماتریکس خارج سلولی نشان داد. بررسی با روش RT-PCR نیز وجود فنوتیپ کندروسیتی را تحت تأثیر القای کنروژنیک توسط فاکتورهای رشد TGF-β3 و BMP-6 تأیید کرد. همچنین وجود توأم فاکتورهای رشد TGF-β3 و BMP-6 موجب افزایش بیان آگریکان در مقایسه با به کار گیری هر یک از این فاکتورها به تنهایی گردید. نتیجه‌گیری: از این تحقیق می‌توان نتیجه گرفت که فاکتورهای رشد BMP-6 و TGF-β3 در داربست آلژینات، هر یک به تنهایی به عنوان القا کننده غضروف سازی عمل می‌کنند و به کار گیری هر دو فاکتور با هم بیان آگریکان را افزایش می‌دهد. واژگان کلیدی: سلول‌های بنیادی مشتق از چربی، آلژینات، مهندسی بافت غضروف، BMP-6، TGF-β3.
عنوان مقاله [English]
Effect of Transforming Growth Factor-β3 and Bone Morphogenetic Protein-6 Growth Factors on Chondrogenic Differentiation of Adipose-Derived Stem Cells in Alginate Scaffold
نویسندگان [English]
-
Batool Hashemibeni
1
-
Shahnaz Razavi
2
-
Ebrahim Esfandiary
3
-
Saeed Karbasi
4
-
Mohammad Mardani
2
-
Farzane Sadeghi
5
-
Mohammadhosein Nasre Esfahani
6
-
Fatemeh Nadali
7
-
Hamid Shafiezade
8
1
Assistant Professor, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.
2
Associate Professor, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.
3
Professor, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.
4
Assistant Professor, Department of Physics and Medical Engineering, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.
5
Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.
6
Assistant Professor, Department of Embryology, Cell Sciences Resaerch Center (ACECR), Royan Institute (Isfahan Campus), Isfahan, Iran.
7
Assistant Professor, Department of Pathology and Hematology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.
8
General Practitioner, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.
چکیده [English]
Background: Cartilage damages and diseases such as osteoarthritis are rather worldwide problems of many people. In addition, articular cartilage has a limited ability to repair. Current treatment methods for cartilage tissue injuries lead to formation of fibrous tissue, apoptosis, and further cartilage degeneration. Therefore, engineering of cartilage tissue with adult stem cells is considered necessary. This study aimed to investigate the effect of TGF-β3 and BMP-6 growth factors on chondrogenic differentiation of adipose-derived stem cells in alginate scaffold. Methods: Stem cells were isolated from human subcutaneous adipose tissue with collagenase enzyme digestion. The isolated cells were treated with chondrogenic medium supplemented with TGF-β3 and BMP-6 on alginate scaffold then harvested after 3 weeks. Histological, immunohistochemical and RT-PCR methods were performed for assessment of cartilage–specific markers. Findings: Our results revealed that chondrogenesis of ADSCs on alginate scaffold induced by TGF-β3 and BMP-6 growth factors. Immunohistochemical method was shown deposition of typical cartilage extracellular matrix components such as type II collagen and aggrecan in constructs. RT-PCR analysis of cartilage-specific genes, also confirmed the induction of the chondrocytic phenotype upon stimulation with TGF-β3 and BMP-6. Also, TGF-β3 and BMP-6 together increased the expression of aggrecan gene in compare with one growth factor alone. Conclusion: It can be concluded that TGF-β3 and BMP-6 promote chondrogenesis of ADSCs in 3-D culture and the use of both growth factors together increase the expression of aggrecan gene in compare with one growth factor alone. Key words: Adipose-derived stem cells, Alginate, Tissue engineering of cartilage, BMP-6, TGF-β3.
)