вторник, 12 апреля 2016 г.

Трансплантация мезенхимальных стволовых клеток с гиперэкспрессией CXCR4 при дегенерации межпозвонкового диска

Сигналы по оси SDF-1/CXCR4, обеспечивающие хемотаксис, играют важную роль в регуляции процесса регенерации ткани, основанного на стволовых клетах. Цель данного исследования - определить, приводит ли увеличение экспрессии CXCR4 к усилению миграции мезенхимальных стволовых клеток (МСК, более корректное название которых - мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки, ММСК) и увеличению эффективности регенерации межпозвонкового диска.

Мезенхимальные стволовые клетки с гиперэкспрессией CXCR (так называемые CXCR4-МСК) были созданы путем трансфекции с использованием лентивирусного вектора, меченого частицами суперпарамагнитного оксида железа (superparamagnetic iron oxides, SPIO). Полученные клетки вводили кроликам в межпозвонковый диск, дегенерация которого была вызвана механически путем пункции кольца диска.

С помощью рентгенологических снимков и Т2-взвешенных магнитно-резонансных изображений визуализировали область позвоночника лабораторных животных сразу после трансплантации и на 8 и 16 неделях после манипуляции. Введенные стволовые клетки отслеживали с помощью магнитно-резонансного сканирования и окрашивания берлинской лазурью. Дегенерацию межпозвонкового диска определяли путем количественной оценки экспрессии аггрекана и коллагена типа II. Был выполнен in vitro тест на хемотаксис с целью изучения миграции CXCR4-МСК к SDF-1 при его добавлении. 

Исследуемые мезенхимальные стволовые клетки характеризовались стабильным повышенным уровнем экспрессии CXCR4 и усилением миграции по направлению к SDF-1. CXCR4-МСК, меченые SPIO, могут быть обнаружены в межпозвонковом диске с помощью магнитно-резонансной визуализации вплоть до 16 недель после трансплантации. Окраска берлинской лазурью продемонстрировала большее количество SPIO-позитивных клеток в межпозвонковом диске, в который вводили МСК с гиперэкспрессией CXCR4.

По сравнению с контрольной группой наблюдалось снижение высоты диска, в то время как экспрессия матричной РНК аггрекана и коллагена типа II была повышена после трансплантации мезенхимальных стволовых клеток. Особенно эти явления были выражены после введения CXCR4-МСК в межпозвонковый диск.

Таким образом, гиперэкспрессия CXCR4 способствует удержани МСК в пределах межпозвонкового диска и улучшает его регенерацию, основанную на воздействии стволовых клеток. Сигналы хемотаксиса по оси SDF-1/CXCR4 могут обеспечить новые перспективы в понимании процессов миграции стволовых клеток и инфильтрации межпозвонкового диска, подверженного дегенерации.

Литература

Wei J.N., Cai F., Wang F., Wu X.T., Liu L., Hong X., Tang W.H. Transplantation of CXCR4 Overexpressed Mesenchymal Stem Cells Augments Regeneration in Degenerated Intervertebral Discs. DNA Cell Biol. 2016 Jan 20. [Epub ahead of print]

Комментариев нет:

Отправить комментарий