زيست پليمرآلژينات بعنوان بستر سه بعدي جهت كشت و تمايز سلولهاي بنيادين مزانشيمي بافت چربي انسان به سلولهاي كندروسيت غضروف

Alginate biopolymer as a 3-dimentional microenvironment for differentiation of human mesenchymal stem cells to chondrocytes

هدف از مطالعه حاضر بررسي توانايي زيست پليمر آلژينات به عنوان بستري براي تمايز سلول هاي مزانشيمي بافت چربي انساني به سلول هاي كندروسيت مي باشد. بدين منظور سلول هاي بنيادي مزانشيمي از بافت چربي انساني افراد سالم توسط كلاژناز نوع I جداسازي و كشت داده شدند. سپس اين سلولها در بستر آلژينات با استفاده از اسيد اسكوربيك و TGF-β1 به كندروسيت تمايز داده شدند. توانايي بستر آلژينات در توليد سلول هاي كندروسيت براساس بيان ماركرهاي مولكولي مانند كلاژن نوع II به روش RT-PCR و همچنين بيان پروتئوگليكان هاي سولفاته به روش رنگ آميزي Alcian Blue انجام گرفت. رنگ آميزي ايمونوشيمي با آنتي بادي بر عليه Vimentin نشانگر بالاي 95٪ از سلولهاي بنيادين مزانشيمي بود. در رنگ آميزي Alcian Blue درصد سلولهاي رنگ شده در سلولهاي كنترل و سلولهاي كشت داده شذه در بستر آلژينات به ترتيب در روز سوم ( 4.9 ± 56.5 و 0.7 ± 36.5 % ) و در روز چهاردهم ( 2.8 ± 93 و 2.8 ± 83 %) بود. اين يافته ها و نسبتها در روزهاي سوم و پنجم از نظر آماري اختلاف معني دار با هم داشتند. در صد بيان كلاژن نوع II سلولهاي كنترل و سلولهاي كشت داده شذه در بستر آلژينات به ترتيب در روز سوم ( 5 ± 70 و 4.5 ± 43 % ) و در روز چهاردهم ( 1.4 ± 77 و 2.8 ± 54 %) نسبت به بيان ژن GAPDH ميباشد. بطور كلي نتايج حاصل كاربري سيستم آلژينات را در مهنسي بافت براي توليد كندروسيت پيشنهاد مي كند.

The aim of this research was to study the potency of Alginate biopolymer as a microenvironment for differentiation of human adipose tissue derived mesenchymal stem cells (hAMSCs) to chondrocytes. For this purpose human adipose tissue was prepared from health voluntary donors with liposuction and digested by collagenase type. The mesenchymal stem cells cultured in alginate beads in presence of TGF-β1 and ascorbic acid. Alcian blue staining was done to show the differentiation of mesenchymal stem cell to chondrocytes. RT-PCR was done for the evaluation of collagen type II gene expression as a chondrocytic molecular marker. Immunocytochemical staining of isolated cells by anti human Vimentin antibody indicated to more than 95% of positive cells as hAMSCs. After induction of chondrogenic differentiation in alginate beads, alcian blue staining showed expression of sulphated proteoglycans in chondrocytes. Positive stained cells in controls and alginate beaded cultured cells indicated to (36.5% ± 0.7 and 56.5 ± 4.9 at day 3) and (83% ± 2.8 and 93 ± 2.8 at day 14) respectively. RT-PCR results indicated to the expression of collagen type II in alginate bead cultured cells and the comparison of results by controls indicated to significant increased expression in alginate bead cultured cells. (43% ± 4.5 and 70 ± 5 at day 3) and ( 54% ± 2.8 and 77 ± 1.4 at day 14) respectively. In conclusion, our result indicated and supported the using of alginate beads as 3 dimentional culture system in tissue engineering for chondrogenic culture system.