JoVE Journal > Bioengineering
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Résultats
Discussion
Divulgations
Acknowledgements
Materials
References
Traduction automatique
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Bio-ingénierie

Isolatie van mesenchymale stamcellen uit menselijke alveolaire beenvlies en effecten van vitamine D op Osteogenic activiteit van beenvlies-afgeleide cellen

Published: May 04, 2018
doi:
10.3791/57166
, , ,
1Chang Gung University, 2Department of Periodontics,Chang Gung Memorial Hospital, 3California Northstate University College of Medicine, 4Department of Nephrology, Clinical Poison Center,Chang Gung Memorial Hospital, 5Kidney Research Center,Chang Gung Memorial Hospital, 6Center for Tissue Engineering,Chang Gung Memorial Hospital, 7Department of Periodontics,Chang Gung Memorial Hospital, 8College of Oral Medicine,Taipei Medical University

Summary

We presenteren een protocol om te onderzoeken het mRNA uitdrukking biomarkers voor beenvlies-afgeleide cellen (PDC’s) geïnduceerd door vitamine C (vitamine C) en 1,25-dihydroxy vitamine D [1,25-(OH)2D3]. Daarnaast evalueren we het vermogen van PDC’s te differentiëren in osteocytes, chondrocyten en adipocytes.

Abstract

Mesenchymale stamcellen (MSCs) zijn aanwezig in een aantal weefsels en kan worden onderscheiden in vele celtypes, met inbegrip van botcellen. Onder de dental bronnen van MSCs is het beenvlies een gemakkelijk toegankelijke weefsel, dat MSCs bevatten in het cambium laag is geconstateerd. Echter, deze bron is niet nog veel onderzocht.

Vitamine D3 en 1,25-(OH)2D3 hebben aangetoond dat het stimuleren van in vitro differentiatie van MSCs in botcellen. Daarnaast is vitamine C vergemakkelijkt collageen vorming en bot celgroei. Geen enkele studie heeft echter nog onderzocht de effecten van vitamine D3 en vitamine C op MSCs.

Hier presenteren we een methode voor het isoleren van MSCs van menselijke alveolaire beenvlies en onderzoeken van de hypothese dat 1,25-(OH)2D3 een osteo-inductief effect op deze cellen kunnen uitoefenen. Wij onderzoeken de aanwezigheid van MSCs in de menselijke alveolaire beenvlies en evalueren van de hechting van de cel van de stam en proliferatie. Ter beoordeling van het vermogen van vitamine C (als een besturingselement) en verschillende concentraties van 1,25-(OH)2D3 (10−10, 10−910−8en 10−7 M) te wijzigen van belangrijke mRNA biomarkers in geïsoleerde MSCs mRNA uitdrukking van alkalische fosfatase (ALP), bone sialoprotein (BSP), core bindende factor alpha-1 (CBFA1), collageen-1 en osteocalcin (OCN) worden gemeten met behulp van real-time polymerasekettingreactie (RT-PCR).

Introduction

Hoewel talrijke relevante technieken zijn ontwikkeld in de afgelopen jaren, bone wederopbouw blijft beperkt door meerdere beperkingen, en het schatten van dat de omvang van de noodzakelijke wederopbouw is vaak niet onmogelijk. Harde-weefsel augmentatie is vereist om zowel esthetische als functionele doelen naast een gunstige succestarief voor lange termijn te bereiken. Methoden gebruikte voor dergelijke procedures omvatten Autogeen en allogene bottransplantaat, xenografting en alloplastic bottransplantaat. Onder de verschillende soorten bottransplantatie, autogene bottransplantaten worden beschouwd als de meest effectieve. Donor site morbiditeit, gecompromitteerde vasculariteit en beperkte weefsel beschikbaarheid1 zijn echter belangrijke nadelen voor Autogeen bottransplantaat geweest. Daarnaast zijn allogene bottransplantaten en xenografts geassocieerd met de overdracht van de ziekte. Op dit moment worden synthetische bottransplantaten veel gebruikt deze problemen op te lossen. Echter, met hun gebrek aan osteogenic mogelijkheden, klinische resultaten hebben sterk uiteen. Materialen zoals cellulose zijn en gekoppeld volume schommelingen, infectie, een gebrek aan kracht.

De vergroting van het bot met behulp van weefselengineering heeft veel belangstelling gegenereerd. Bij deze techniek, zijn mesenchymale stamcellen (MSCs) in eerste instantie gebruikt om osteoblast differentiatie, die vervolgens op de site van botverlies om bot reparatie worden getransplanteerd. Deze procedure wordt momenteel toegepast in celtherapie. Het bereiken van botreconstructie door het extraheren van een beperkte hoeveelheid weefsel is eenvoudiger en minder invasieve vergeleken met andere methoden.

De potentiële rol van MSCs als een hulpmiddel voor cel-gebaseerde therapieën gericht op tandheelkundige regeneratie is een opkomende belangstelling diverse onderzoeksgroepen. Studies hebben bevestigd dat MSCs kunnen worden onderscheiden van de volgende soorten weefsel: beenmerg, obesitas, synoviale membraan, pericyte, trabecular bot, menselijke navelstreng en tandheelkundige weefsels2,3. Gemeenschappelijke bronnen van MSCs omvatten het beenmerg, vetweefsel en tandheelkundige weefsels. Vergeleken met MSCs afgeleid van vetweefsel en het beenmerg, zijn de voordelen van tandheelkundige stamcellen gemakkelijke toegankelijkheid en minder morbiditeit na de oogst. Vergeleken met embryonale stamcellen, MSCs afgeleid van tandheelkundige weefsel nonimmunogenic verschijnen en niet zijn gekoppeld aan complexe ethische bezwaren3.

In 2006, de International Society for cellulaire therapie aanbevolen met behulp van de volgende normen te identificeren MSCs: ten eerste MSCs moet kunnen koppelen aan kunststof. Ten tweede, MSCs moet voor de oppervlakte antigenen, CD105, CD73 en CD90 positief en negatief voor de markeringen voor de B-cellen naast de hematopoietische antigenen CD45 en de CD344, monocyten en macrofagen. Als laatste criterium moet MSCs bekwaam om te onderscheiden in de volgende drie soorten cellen onder standaardvoorwaarden van in vitro differentiatie: botcellen, adipocytes en chondrocyten4. Tot op heden zijn zes soorten menselijke tandheelkundige stamcellen geïsoleerd en gekenmerkt. Het eerste type werd geïsoleerd uit menselijke pulp weefsel en postnatale tandmerg stamcellen5genoemd. Vervolgens drie aanvullende soorten tandheelkundige MSCs zijn geïsoleerd en gekenmerkt: stamcellen uit geëxpandeerd melkgebit6, de parodontale ligament7en de apicale Papil8. Meer recentelijk, tandheelkundige follikel afkomstige9, gingival weefsel afkomstige10en tandheelkundige bud stam cells(DBSCs)11periapical cyste MSCs (hPCy-MSCs)12 ook geconstateerd.

Nikolai was de eerste om te definiëren MSCs13. MSCs vertonen een potentiële hoge proliferatie en kunnen worden gemanipuleerd zodat u kunt onderscheiden voordat wordt getransplanteerd, die doen vermoeden dat zij ideale kandidaten voor regeneratieve procedures10 zijn.

Hoewel de meeste studies hebben het beenmerg gebruikt als een bron van stamcellen, beenvlies-afgeleide cellen (PDC’s) zijn ook onlangs14gebruikt. Het beenvlies is meer bereikbaar dan het beenmerg is. Daarom in deze techniek gebruiken we alveolaire beenvlies elimineren de noodzaak voor extra incisies tijdens de operatie en het verminderen van postoperatieve morbiditeit bij patiënten. Het beenvlies is het bindweefsel die de buitenste bekleding van lange beenderen vormt en bestaat uit twee afzonderlijke lagen: de buitenste vezelige laag bestaat uit fibroblasten, collageen en elastische vezels15en de innerlijke cel-rijke cambium laag in rechtstreeks contact met het oppervlak van bot. De cambium-laag bevat een gemengde celpopulatie, voornamelijk fibroblasten16, botcellen17, pericytes18en een kritische subpopulatie geïdentificeerd als MSCs19,20,21. De meeste studies hebben gemeld dat PDC’s vergelijkbaar zijn, zo niet superieur, aan het beenmerg-afgeleide cellen van de stam (bMSCs) in bone genezing en regeneratie22,23,24. Het beenvlies is gemakkelijk bereikbaar en uitstekende regeneratieve effectiviteit vertoont. Enkele studies hebben echter gericht op het beenvlies25,26,27.

Met betrekking tot bot reparatie houdt de huidige klinische praktijk de transplantatie van periosteal voorlopercellen versterkt binnen ondersteunende steigers. Recente studies hebben gericht op het verwerven van stamcellen gebreken regio en voorlopercellen voor weefsels regeneratie20in dienst. Tandartsen is ook anticiperen op toekomstige toepassing van parodontale bot regeneratie in parodontale behandelingen en implantaten. Met betrekking tot de donor-site, kan het beenvlies gemakkelijk worden geoogst door algemene tandheelkundige chirurgen. Dit steekt gunstig tegen beenmerg stromale cellen, zoals het beenvlies bereikbaar tijdens routinematige mondelinge chirurgie. Dus, het doel van deze studie is om een protocol voor het oogsten van PDC’s en om te beoordelen van de morfologie, bijlage, levensvatbaarheid en proliferatie van cellen van de stam van het menselijke beenvlies.

Vitamine D metabolieten van invloed zijn op de in vivo bot-mineraal dynamisch evenwicht. Één studie gemeld dat de 24R,25-(OH)-2D3 actieve vorm van vitamine D essentieel voor de osteoblastic differentiatie van menselijke MSCs (hMSCs)28 is. Bot homeostase en reparatie worden geregeld door een netwerk van vitamine D3 metabolieten, van welke 1,25-(OH)2D3 (calcitriol) de meest biologisch actieve en betrokken bij de regulering van de gezondheid van het been is. Vitamine D3 is essentieel voor verkalking29. In een studie met behulp van 2-d-oude Kunming witte muizen, de embryoid lichamen in de muizen aangegeven dat vitamine C en vitamine D supplementen effectief bevorderd de differentiatie van ESC-afgeleide botcellen30. Onder zijn andere biologische activiteit stimuleert 1,25-(OH)2D3 de in vitro differentiatie van hMSCs naar botcellen, die kunnen worden gecontroleerd op basis van de toename in alkalisch fosfatase (ALP) enzymactiviteit of OCN gen expressie.

Enkele studies hebben ontdekt een dosis-respons relatie van gecombineerde behandelingen met vitamine C en 1,25-(OH)2D3 in menselijke PDC’s met een bijzondere focus op bot weefselengineering. Daarom in deze studie onderzoeken we de optimale concentratie voor afzonderlijke of gecombineerde behandeling van 1,25-(OH)2D3 en vitamine C voor inducerende osteogenic differentiatie van menselijke PDC’s. Het doel van dit protocol is te bepalen of een celpopulatie geïsoleerd van de tandheelkundige alveolaire beenvlies cellen met een MSC fenotype en of deze cellen kunnen worden in cultuur (in vitro) uitgebreid en gedifferentieerd bevat tot het gewenste weefsel . Daarnaast evalueren we het vermogen van PDC’s te differentiëren in osteocytes, chondrocyten en adipocytes. Het tweede deel van de studie evalueert de effecten van vitamine C en 10−10, 10−910−8en 10−7 M 1,25-(OH)2D3 op de osteogenic activiteit van PDC’s. Het primaire doel van deze studie is om te beoordelen van de functies van vitamine C en 1,25-(OH)2D3 tijdens de osteoblastic differentiatie van PDC’s door ALP activiteit, en pro-osteogenic genen, zoals ALP, collageen-1, OCN, BSP en CBFA1. Bovendien, bepaalt deze studie de osteo-inductief optimale voorwaarden voor menselijke PDC’s op basis van deze bevindingen.

Protocol

Het studie-protocol werd goedgekeurd door de institutionele Review Board van Chang Gung Memorial Hospital. Alle deelnemers verstrekt schriftelijke geïnformeerde toestemming. 1. de weefsels voorbereiding Oogst de periosteal weefsels van patiënten tijdens tandheelkundige chirurgie (Figuur 1). Na de reflectie van de klep onder plaatselijke verdoving, een stuk van beenvlies weefsel van de alveolaire bot met behulp van een scheidingsteken voor periosteal<su…

Representative Results

Voor alle kwantitatieve tests, worden de gegevens gepresenteerd als gemiddelde ± standaardafwijking (SD). Alle statistische analyses werden uitgevoerd met behulp van de Student t-test. In totaal werden 34 monsters verkregen met een gemiddelde deelnemer leeftijd van 48,1 ± 12.3 y. elf van deze monsters werden verkregen van de mannelijke patiënten en 23 van de vrouwelijke patiënten. Achtentwintig monsters werden verkregen van de molaire regio’s en zes uit de voorste regio’s; 26…

Discussion

Een onlangs ontwikkelde therapeutische modaliteit, namelijk weefsel engineering inhoudt MSCs, heeft tal van voordelen. MSCs, die in verschillende weefseltypes (HLA) aanwezig zijn, zijn Multipotente cellen die in een scala aan functionele mesodermal weefsel cellen37 onderscheiden kunnen en andere cellen zoals botcellen.

Het beenvlies fungeert als een niche voor voorlopercellen en als een rijke therapieën voorziening voor het bot omhult het38. In …

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Het studie-protocol werd goedgekeurd door de institutionele Review Board voor klinisch onderzoek van Chang Gung Memorial Hospital (IRB99-1828B, 100-3019C 99-3814B, 102-1619C, 101-4728B en 103-4223C). Deze studie werd ondersteund door Chang Gung Memorial Hospital (CMRPG392071, CMRPG3A1141, CMRPG3A1142 en NMRPG3C0151). Dit manuscript werd uitgegeven door Wallace academische bewerken.

Materials

0.25% trypsin-EDTA Gibco 25200-056
2-phospho-L-ascorbic acidtrisodium salt Sigma 49752
35-mm culture dishes Corning 430165
3-isobutyl-1-methylxanthine Sigma I5879
6  well plate Corning 3516
Alkaline phosphatase ABI Hs01029144_m1
Alkaline Phosphatase Activity Colorimetric Assay Kit BioVision K412-500
avian myeloblastosis virus reverse transcriptase Roche 10109118001
CD146 BD 561013
CD19 BD 560994
CD34 BD 560942
CD44 BD 561858
CD45 BD 561088
CD73 BD 561014
CD90 BD 561974
Cell banker1 ZEAOAQ 11888
core binding factor alpha-1 ABI Hs00231692_m1
dexamethasone Sigma D4902
DPBS Gibco 14190250
FBS Gibco 26140-079
GAPDH ABI Hs99999905_m1
HLA-DR BD 562008
indomethacin Sigma I7378
insulin sigma 91077C
insulin–transferrin–selenium-A Sigma I1884
MicroAmp Fast 96 well reaction plate(0.1ml) Life 4346907
MicroAmp optical adhesive film Life 4311971
Minimum Essential Medium 1X Alpha Modification HyClone SH30265.02
Penicillin/Streptomycin Gibco 15140-122
Permeabilization buffer eBioscience 00-8333-56
Sodium pyruvate Gibco 11360070
STRO-1 BioLegend 340103
SYBER Green PCR Master Mix AppliedBiosystems 4309155
TaqMan Master Mix Life 4304437
transforming growth factor-β Sigma T7039 
Trizol reagent (for RNA isolation) Life 15596018
β-glycerophosphate Sigma G9422
collagen-1 Invitrogen forward primer 5' CCTCAAGGGCTCCAACGAG-3
reverse primer 5'-TCAATCACTGTCTTGCCCCA-3'
OCN Invitrogen forward primer 5'-GTGCAGCCTTTGTGTCCAAG-3'
reverse primer 5'-GTCAGCCAACTCGTCACAGT-3'
BSP Invitrogen forward primer 5' AAAGTGAGAACGGGGAACCT-3'
reverse primer 5'-GATGCAAAGCCAGAATGGAT-3'
Commercial ALP primers
Commercial CBFA1 primers
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kao, R. T., Murakami, S., Beirne, O. R. The Use of Biologic Mediators and Tissue Engineering in Dentistry. Periodontol. 50, 127-153 (2000).
  2. Rosenbaum, A. J., Grande, D. A., Dines, J. S. The Use of Mesenchymal Stem Cells in Tissue Engineering: A Global Assessment. Organogenesis. 4, 23-27 (2008).
  3. Yen, T. H., Wright, N. A., Poulsom, R., Franklyn, J. Bone Marrow Stem Cells: From Development to Therapy. Horizons in Medicine. 16, 249-257 (2004).
  4. Dominici, M., et al. Minimal Criteria for Defining Multipotent Mesenchymal Stromal Cells. The International Society for Cellular Therapy Position Statement. Cytotherapy. 8, 315-317 (2006).
  5. Gronthos, S., Mankani, M., Brahim, J., Robey, P. G., Shi, S. Postnatal Human Dental Pulp Stem Cells (DPSCs). In Vitro and In Vivo. Proc Natl Acad Sci U S A. 97, 13625-13630 (2000).
  6. Miura, M., et al. Stem Cells from Human Exfoliated Deciduous Teeth. Proc Natl Acad Sci U S A. 100, 5807-5812 (2003).
  7. Seo, B. M., et al. Investigation of Multipotent Postnatal Stem Cells from Human Periodontal Ligament. Lancet. 364, 149-155 (2004).
  8. Sonoyama, W., et al. Mesenchymal Stem Cell-Mediated Functional Tooth Regeneration in Swine. PLOS ONE. 1, e79 (2006).
  9. Morsczeck, C., et al. Isolation of Precursor Cells (PCs) from Human Dental Follicle of Wisdom Teeth. Matrix Biol. 24, 155-165 (2005).
  10. Mitrano, T. I., et al. Culture and Characterization of Mesenchymal Stem Cells from Human Gingival Tissue. J Periodontol. 81, 917-925 (2010).
  11. Di Benedetto, A., Brunetti, G., Posa, F., Ballini, A., et al. Osteogenic Differentiation of Mesenchymal Stem Cells from Dental Bud: Role of Integrins and Cadherins. Stem Cell Res. 15, 618-628 (2015).
  12. Marrelli, M., Paduano, F., Tatullo, M. Cells Isolated from Human Periapical Cysts Express Mesenchymal Stem Cell-like Properties. Int J Biol Sci. 9 (10), 1070-1078 (2013).
  13. Friedenstein, A. J., Piatetzky-Shapiro, I. I., Petrakova, K. V. Osteogenesis in Transplants of Bone Marrow Cells. J Embryol Exp Morphol. 16, 381-390 (1966).
  14. Perka, C., Schultz, O., Spitzer, R. S., Lindenhayn, K., Burmester, G. R., Sittinger, M. Segmental Bone Repair by Tissue-Engineered Periosteal Cell Transplants with Bioresorbable Fleece and Fabrin Scaffolds in Rabbits. Biomaterials. 21, 1145-1153 (2000).
  15. Taylor, J. F., Hall, B. K. . The Periosteum and Bone Growth. , (1992).
  16. Squier, C., Ghoneim, S., Kremenak, C. Ultrastructure of the Periosteum from Membrane Bone. J Anat. 171, 233-239 (1990).
  17. Aubin, J., Triffitt, J., Bilezikian, J., Raisz, L. G., Rodan, G. A. Mesenchymal Stem Cells and Osteoblast Differentiation. Principles of Bone Biology. , 59-81 (2002).
  18. Diaz-Flores, L., Gutierrez, R., Lopez-Alonso, A., Gonzalez, R., Varela, H. Pericytes as a Supplementary Source of Osteoblasts in Periosteal Osteogenesis. Clin Orthop Relat Res. 275, 280-286 (1992).
  19. Lim, S. M., Choi, Y. S., Shin, H. C., Lee, C. W., Kim, S. L., Kim, D. I. Isolation of Human Periosteum-Derived Progenitor Cells Using Immunophenotypes for Chondrogenesis. Biotechnol Lett. 27, 607-611 (2005).
  20. Stich, S., et al. Human Periosteum-Derived Progenitor Cells Express Distinct Chemokine Receptors and Migrate Upon Stimulation with CCL2, CCL25, CXCL8, CXCL12, and CXCL13. Eur J Cell Biol. 87, 365-376 (2008).
  21. Choi, Y. S., et al. Multipotency and Growth Characteristic of Periosteum-Derived Progenitor Cells for Chondrogenic, Osteogenic, And Adipogenic Differentiation. Biotechnol Lett. 30, 593-601 (2008).
  22. Agata, H., et al. Effective Bone Engineering with Periosteum-Derived Cells. J Dent Res. 86, 79-83 (2007).
  23. Ribeiro, F. V., et al. Periosteum-Derived Cells as an Alternative to Bone Marrow Cells for Bone Tissue Engineering Around Dental Implants. A Histomorphometric Study in Beagle Dogs. J Periodontol. 81, 907-916 (2010).
  24. Hayashi, O., et al. Comparison of Osteogenic Ability of Rat Mesenchymal Stem Cells from Bone Marrow, Periosteum and Adipose Tissue. Calcif Tissue Int. 82, 238-247 (2008).
  25. Hong, H. H., Hong, A., Yen, T. H., Wang, Y. L. Potential Osteoinductive Effects of Calcitriol onthe m-RNA of Mesenchymal Stem Cells Derived from Human Alveolar Periosteum. BioMed Res Int. , (2016).
  26. Knothe, U. R., Dolejs, S., Miller, R. M., Knothe Tate, M. L. Effects of Mechanical Loading Patterns, Bone Graft, and Proximity to Periosteum on Bone Defect Healing. J Biomech. 43, 2728-2737 (2010).
  27. McBride, S. H., Dolejs, S., Brianza, S., Knothe, U. R., Knothe Tate, M. L. Net Change in Periosteal Strain During Stance Shift Loading After Surgery Correlates to Rapid de novo Bone Generation in Critically Sized Defects. Ann Biomed Eng. 39, 1570-1581 (2011).
  28. Curtis, K. M., Aenlle, K. K., Roos, B. A., Howard, G. A. 24R,25-Dihydroxyvitamin D3 Promotes the Osteoblastic Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells. Mol Endocrinol. 28 (5), 644-658 (2014).
  29. Mostafa, N. Z., et al. Osteogenic Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells Cultured with Dexamethasone, Vitamin D3, Basic Fibroblast Growth Factor, and Bone Morphogenetic Protein-2. Connect Tissue Res. 53 (2), 117-131 (2012).
  30. Sun, Y., Yang, X., Li, F., Dou, Z. Study on Differentiation of Embryonic Stem Cells into Osteoblast in vitro Inducing by 1,25(OH)2VD3. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi. 22 (9), 1117-1120 (2008).
  31. Ishii, M., Koike, C., Igarashi, A., et al. Molecular Markers Distinguish Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells from Fibroblasts. Biochem Biophys Res Commun. 332, 297-303 (2005).
  32. Maund, S. L., Barclay, W. W., Hover, L. D., et al. Interleukin-1α Mediates the Antiproliferative Effects of 1,25-Dihydroxyvitamin D3 in Prostate Progenitor/Stem Cells. Cancer Res. 71, 5276-5286 (2011).
  33. Mitrano, T. I., Grob, M. S., Carrión, F., Nova-Lamperti, E., Luz, P. A., Fierro, F. S., Quintero, A., Chaparro, A., Sanz, A. Culture and Characterization of Mesenchymal Stem Cells From Human Gingival Tissue. J Periodontol. 81 (6), 917-925 (2010).
  34. Curtis, K. M., Aenlle, K. K., Roos, B. A., Howard, G. A. 24R,25-Dihydroxyvitamin D3 Promotes the Osteoblastic Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells. Mol Endocrinol. 28, 644-658 (2014).
  35. Ippolito, G., Schiller, P. C., Ricordi, C., Roos, B. A., Howard, G. A. Age Related Osteogenic Potential of Mesenchymal Stromal Stem Cells from Human Vertebral Bone Marrow. J Bone Miner Res. 14, 1115-1122 (1999).
  36. D’Stucki, U., et al. Temporal and Local Appearance of Alkaline Phosphatase Activity in Early Stages of Guided Bone Regeneration. A Descriptive Histochemical Study in Humans. Clin Oral Implants Res. 12, 121-127 (2001).
  37. Caplan, A. I., Bruder, S. P. Mesenchymal stem cells: building blocks for molecular medicine in the 21st century. Trends Mol Med. 7, 259-264 (2001).
  38. Knothe Tate, M. L., Falls, T., McBride, S. H., Atit, R., Knothe, U. R. Mechanical Modulation of Osteochondroprogenitor Cell Fate. Int J Biochem Cell Biol. 40, 2720-2738 (2008).
  39. Yoshimura, H., Muneta, T., Nimura, A., Yokoyama, A., Koga, H., Sekiya, I. Comparison of Rat Mesenchymal Stem Cells Derived from Bone Marrow, Synovium, Periosteum, Adipose Tissue, and Muscle. Cell Tissue Res. 327, 449-462 (2007).
  40. Tanaka, H., Ogasa, H., Barnes, J., Liang, C. T. Actions of bFGF on Mitogenic Activity and Lineage Expression in Rat Osteoprogenitor Cells: Effect of Age. Mol Cell Endocrinol. 150, 1-10 (1999).
  41. Zhou, S., et al. Clinical characteristics influence in vitro action of 1,25-dihydroxyvitamin D(3) in human marrow stromal cells. J Bone Miner Res. 27 (9), 1992-2000 (1992).
  42. Pittenger, M. F., et al. Multilineage Potential of Adult Human Mesenchymal Stem Cells. Science. 284, 143-147 (1999).
  43. Jørgensen, N. R., Henriksen, Z., Sorensen, O. H., Civitelli, R. Dexamethasone, BMP-2, and 1,25-dihydroxyvitamin D enhance a more differentiated osteoblast phenotype: validation of an in vitro model for human bone marrow-derived primary osteoblasts. Steroids. 69, 219-226 (2004).
  44. Khanna-Jain, R., et al. Vitamin D(3) Metabolites Induce Osteogenic Differentiation in Human Dental Pulp and Human Dental Follicle Cells. J Steroid BiochemMol Biol. 122 (3), 133-141 (2010).
  45. Lee, J. H., O’Keefe, J. H., Bell, D., Hensrud, D. D., Holick, M. F. Vitamin D Deficiency an Important, Common, and Easily Treatable Cardiovascular Risk Factor?. J Am Coll Cardiol. 52, 1949-1956 (2008).
  46. Liu, P., Oyajobi, B. O., Russell, R. G., Scutt, A. Regulation of osteogenic differentiation of human bone marrow stromal cells: interaction between transforming growth factor-beta and 1,25(OH)(2) vitamin D(3) In vitro. Calcif Tissue Int. 65 (2), 173-180 (1999).
  47. Beresford, J. N., Gallagher, J. A., Russell, R. G. G. 1,25-Dihydroxyvitamin D3 and Human Bone-Derived Cells In Vitro: Effects on Alkaline Phosphatase, Type I Collagen and Proliferation. Endocrinology. 119, 1776-1785 (1986).
  48. Price, P. A., Baukol, S. A. 1,25-Dihydroxyvitamin D3 Increases Synthesis of the Vitamin K-Dependent Bone Protein by Osteosarcoma Cells. J Biol Chem. 255, 11660-11663 (1986).
  49. Kawase, T., Oguro, A. Granulocyte Colony-Stimulating Factor Synergistically Augments 1, 25-Dihydroxyvitamin D3-Induced Monocytic Differentiation in Murine Bone Marrow Cell Cultures. Horm Metab Res. 36, 445-452 (2004).
  50. Fujisawa, R., Tamura, M. Acidic Bone Matrix Proteins and Their Roles in Calcification. Front Biosci. (Landmark Ed). 17, 1891-1903 (2012).
  51. van Driel, M., et al. Evidence that Both 1α,25 Dihydroxyvitamin D3 and 24-Hydroxylated D3 Enhance HuMan Osteoblast Differentiation and Mineralization. J Cell Biochem. 99, 922-935 (2006).
  52. Atkins, G. J., et al. Metabolism of Vitamin D3 in Human Osteoblasts: Evidence for Autocrine and Paracrine Activities of 1 α ,25-Dihydroxyvitamin D3. Bone. 40, 1517-1528 (2007).
  53. Kerner, S. A., Scott, R. A., Pike, J. W. Sequence Elements in the Human Osteocalcin Gene Confer Basal Activation and Inducible Response to Hormonal Vitamin D3. Proc Natl Acad Sci U S A. 86, 4455-4459 (1989).
  54. Viereck, V., et al. Differential Regulation of Cbfa1/Runx2 and Osteocalcin Gene Expression by Vitamin-D3, Dexamethasone, and Local Growth Factors in Primary Human Osteoblasts. J Cell Biochem. 86, 348-356 (2002).
  55. Shi, X., et al. In-vitro osteogenesis of synovium stem cells induced by controlled release of bisphosphate additives from microspherical mesoporous silica composite. Biomaterials. 30, 3996-4005 (2009).
  56. Sakaguchi, Y., Sekiya, I., Yagishita, K., Muneta, T. Comparison of Human Stem Cells Derived from Various Mesenchymal Tissues: Superiority of Synovium as a Cell Source. Arthritis Rheum. 52, 2521-2529 (2005).

Tags

Mesenchymal Stem CellsAlveolar PeriosteumVitamin DOsteogenic ActivityCell IsolationCell CultureBone FormationOsteoinductive Potential

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citer Cet Article
Wang, Y., Hong, A., Yen, T., Hong, H. Isolation of Mesenchymal Stem Cells from Human Alveolar Periosteum and Effects of Vitamin D on Osteogenic Activity of Periosteum-derived Cells. J. Vis. Exp. (135), e57166, doi:10.3791/57166 (2018).
Télécharger la Citation
Réimpressions et Autorisations

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image