Lão hóa của tế bào gốc trung mô in vitro
Tóm tắt
Một chủ đề nóng hổi trong điều trị y tế là sử dụng tế bào gốc trung mô (MSC) trong liệu pháp chữa bệnh. Tần suất thấp của phân nhóm tế bào gốc này trong tủy xương (BM) yêu cầu phải mở rộng nuôi cấy in vitro trước khi sử dụng lâm sàng. Chúng tôi đã đánh giá tác động của việc nuôi cấy dài hạn lên sự lão hóa của các tế bào này.
Thời gian nuôi cấy trung bình là 118 ngày và số lần chuyển dạng trung bình là 9. Số lượng PD trung bình giảm từ 7,7 xuống 1,2 ở lần chuyển dạng thứ 10. Độ dài telomere trung bình giảm từ 9,19 Kbp xuống 8,7 Kbp ở lần chuyển dạng thứ 9. Tiềm năng phân hóa giảm từ lần chuyển dạng thứ 6 trở đi. Các bất thường dạng hình của nuôi cấy là điển hình của mô hình lão hóa tế bào Hayflick.
Chúng tôi tin rằng MSC bắt đầu lão hóa gần như không thể phát hiện ngay từ thời điểm nuôi cấy in vitro. Đồng thời, các tế bào này cũng đang mất đi các đặc tính của tế bào gốc. Do đó, việc xem xét chúng cho liệu pháp tế bào và gene sớm là tốt hơn nhiều.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Gerson SL: Mesenchymal stem cells: no longer second class marrow citizens. Nat Med. 1999, 5 (3): 262-4. 10.1038/6470.
Anklesaria P, Kase K, Glowacki J, Holland CA, Sakakeeny MA, Wright JA, FitzGerald TJ, Lee CY, Greenberger JS: Engraftment of a clonal bone marrow stromal cell line in vivo stimulates hematopoietic recovery from total body irradiation. Proc Natl Acad Sci U S A. 1987, 84 (21): 7681-5.
Koc ON, Gerson SL, Cooper BW, Dyhouse SM, Haynesworth SE, Caplan AI, Lazarus HM: Rapid hematopoietic recovery after coinfusion of autologous-blood stem cells and culture-expanded marrow mesenchymal stem cells in advanced breast cancer patients receiving high-dose chemotherapy. J Clin Oncol. 2000, 18 (2): 307-16.
Devine SM, Hoffman R: Role of mesenchymal stem cells in hematopoietic stem cell transplantation. Curr Opin Hematol. 2000, 7 (6): 358-63. 10.1097/00062752-200011000-00007.
Bruder SP, Kurth AA, Shea M, Hayes WC, Jaiswal N, Kadiyala S: Bone regeneration by implantation of purified, culture-expanded human mesenchymal stem cells. J Orthop Res. 1998, 16 (2): 155-62. 10.1002/jor.1100160202.
Fukuda K, Sakamoto N, Narita T, Saitoh K, Kameda T, Iba H, Yasugi S: Application of efficient and specific gene transfer systems and organ culture techniques for the elucidation of mechanisms of epithelial-mesenchymal interaction in the developing gut. Dev Growth Differ. 2000, 42 (3): 207-11. 10.1046/j.1440-169x.2000.00503.x.
Friedenstein AJ, Latzinik NW, Grosheva AG, Gorskaya UF: Marrow microenvironment transfer by heterotopic transplantation of freshly isolated and cultured cells in porous sponges. Exp Hematol. 1982, 10 (2): 217-27.
Wexler SA, Donaldson C, Denning-Kendall P, Rice C, Bradley B, Hows JM: Adult bone marrow is a rich source of human mesenchymal 'stem' cells but umbilical cord and mobilized adult blood are not. Br J Haematol. 2003, 121 (2): 368-74. 10.1046/j.1365-2141.2003.04284.x.
Cheng FJ, Zou P, Zhong ZD, Guo R, Xiao J: The growth characteristics of mesenchymal stem/progenitor cells in human umbilical cord blood. Zhongguo Shi Yan Xue Ye Xue Za Zhi. 2003, 11 (6): 565-8.
Van Zglinicki T, Saretzki G, Docke W, Lotze C: Mild hyperoxia shortens telomeres and inhibits proliferation: a model for senescence?. Exp Cell Res. 1995, 220: 186-10.1006/excr.1995.1305.
Stenderup K, Justesen J, Clausen C, Kassem M: Aging is associated with decreased maximal life span and accelerated senescence of bone marrow stromal cells. Bone. 2003, 33 (6): 919-26. 10.1016/j.bone.2003.07.005.
Hayflick L: The limited In Vitro lifetime of human diploid cell strains. Exp Cell Res. 1965, 37: 614-36. 10.1016/0014-4827(65)90211-9.
Colter DC, Class R, DiGirolamo CM, Prockop DJ: Rapid expansion of recycling stem cells in cultures of plastic-adherent cells from human bone marrow. Proc Natl Acad Sci U S A. 97 (7): 3213-8. 10.1073/pnas.070034097. 2000 Mar 28
Allsopp RC, Harley CB: Evidence for a critical telomere length in senescent human fibroblasts. Exp Cell Res. 1995, 219 (1): 130-6. 10.1006/excr.1995.1213.
Kolquist KA, Ellisen LW, Counter CM, Meyerson M, Tan LK, Weinberg RA, Haber DA, Gerald WL: Expression of TERT in early premalignant lesions and a subset of cells in normal tissues. Nat Genet. 1998, 19 (2): 182-6. 10.1038/554.
Baxter MA, Wynn RF, Jowitt SN, Wraith JE, Fairbairn LJ, Bellantuono I: Study of telomere length reveals rapid aging of human marrow stromal cells following in vitro expansion. Stem Cells. 2004, 22 (5): 675-82. 10.1634/stemcells.22-5-675.
Parsch D, Fellenberg J, Brummendorf TH, Eschlbeck AM, Richter W: Telomere length and telomerase activity during expansion and differentiation of human mesenchymal stem cells and chondrocytes. J Mol Med. 2004, 82 (1): 49-55. 10.1007/s00109-003-0506-z.
Pittenger MF, Mackay AM, Beck SC, Jaiswal RK, Douglas R, Mosca JD, Moorman MA, Simonetti DW, Craig S, Marshak DR: Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science. 284 (5411): 143-7. 10.1126/science.284.5411.143. 1999 Apr 2
Digirolamo CM, Stokes D, Colter D, Phinney DG, Class R, Prockop DJ: Propagation and senescence of human marrow stromal cells in culture: a simple colony-forming assay identifies samples with the greatest potential to propagate and differentiate. Br J Haematol. 1999, 107 (2): 275-81. 10.1046/j.1365-2141.1999.01715.x.
Conget PA, Minguell JJ: Phenotypical and functional properties of human bone marrow mesenchymal progenitor cells. J Cell Physiol. 1999, 181 (1): 67-73. 10.1002/(SICI)1097-4652(199910)181:1<67::AID-JCP7>3.0.CO;2-C.