Human mesenchymal stem cells (hMSCs

Human mesenchymal stem cells (hMSCs) are marrow-derived heterogeneous cells that are able to proliferate and differentiate into a variety of cell types, such as osteoblasts (bone), adipocytes (fat), and chondrocytes (cartilage) [1] and [2]. Due to their migratory and space filling ability, potential as a clinically translatable autologous cell source, and multi-lineage potential, the use of hMSCs has become increasingly important as a component in approaches for wound repair and tissue regeneration [3] and [4]. Therefore, it is crucial to understand mechanisms for controlling hMSC differentiation to generate novel regenerative stem cell-based therapies.

Stem cells are responsive to both intrinsic and extrinsic cues, which include soluble factors [2], chemical and physical signals [5], [6], [7], [8] and [9], mechanical factors [10] and [11] (such as matrix elasticity and tension) and the general microenvironment [12], [13] and [14]. In response to complex spatial and temporal combinations of these cues, such as in the natural extracellular matrix environment, cells undergo morphological changes and lineage specification. For example, Engler et al. showed that matrix elasticity can specify stem cell lineage toward neurons, myoblasts and osteoblasts [11]. While these cues may cause morphological changes along the path to differentiation, it was also shown that cell shape alone could regulate stem cell differentiation [15], [16] and [17]. For instance, by generating fibronectin coated islands with various sizes on flat surfaces, McBeath et al. showed the switch in hMSC commitment from adipogenic to osteogenic phenotypes with increasing island size from 1024 to 10,000 μm2, which was reported to regulate cellular RhoA activity [18]. In addition, Ruiz and Chen showed that the overall geometry of the patterns is important to regulate proliferation, spreading and differentiation [19]. They concluded that the relative location of the individual cells within a pattern determines the localized cytoskeletal tension, triggering differentiation such that high tension leads to greater spreading and osteogenesis, whereas low tension leads to rounded cells and adipogenesis. Finally, Kilian et al. recently showed the critical role of geometric shape in regulating mechanochemical signals and paracrine/autocrine factors to direct MSC differentiation

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มนุษย์ mesenchymal เซลล์ต้นกำเนิด (hMSCs) จะมาไขบริการเซลล์ที่สามารถ proliferate และแยกความแตกต่างในความหลากหลายของชนิดของเซลล์ osteoblasts (กระดูก), adipocytes (ไขมัน), และ chondrocytes (กระดูกอ่อน) [1] และ [2] เนื่องจากการอพยพของพวกเขา และพื้นที่ที่บรรจุความสามารถ ศักยภาพเป็นแหล่งงานสำหรับผู้พิการทางคลินิก autologous เซลล์ และลินเนจหลาย ศักยภาพ การใช้ hMSCs ได้กลายเป็นสิ่งสำคัญมากเป็นส่วนประกอบในแนวทางสำหรับการซ่อมแซมบาดแผล และฟื้นฟูเนื้อเยื่อ [3] และ [4] ดังนั้น จึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้เข้าใจกลไกการสร้างความแตกต่าง hMSC การสร้างนวนิยายบำบัดโดยใช้เซลล์ต้นกำเนิดสำหรับควบคุมสเต็มเซลล์จะตอบสนองต่อการสึกหรอ และ intrinsic สัญลักษณ์ ซึ่งรวมถึงปัจจัยการละลาย [2], เคมี และกายภาพสัญญาณ [5], [6], [7], [8] [9], และปัจจัยเชิงกล [10] และ [11] (เช่นเมทริกซ์ความยืดหยุ่นและความตึงเครียด) และแบบทั่วไป microenvironment [12], [13] [14] และ ตอบชุดข้อมูลปริภูมิ และขมับของสัญลักษณ์เหล่านี้ซับซ้อน เช่นในสภาพแวดล้อมธรรมชาติเคลือบ เซลล์รับการเปลี่ยนแปลงสัณฐานและข้อมูลจำเพาะของคนเชื้อสาย ตัวอย่าง Engler et al. พบว่า ความยืดหยุ่นของเมทริกซ์สามารถลินเนจสเต็มเซลล์ต่อ neurons, myoblasts และ osteoblasts [11] ในขณะที่สัญลักษณ์เหล่านี้อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสัณฐานตามแนวเส้นทางเพื่อสร้างความแตกต่าง จะถูกแสดงที่รูปร่างเซลล์คนเดียวสามารถควบคุมเซลล์ต้นกำเนิดสร้างความแตกต่าง [15], [16] [17] และ เช่น โดยการสร้างเกาะเคลือบ fibronectin มีขนาดต่าง ๆ บนพื้นผิวเรียบ McBeath et al. พบสวิตช์ในเสน่ห์ hMSC จาก adipogenic ฟี osteogenic กับเพิ่มขนาดเกาะ 1024 μm2 10000 ซึ่งรายงานควบคุมกิจกรรม RhoA โทรศัพท์มือถือ [18] นอกจากนี้ Ruiz และเฉินพบว่า เรขาคณิตโดยรวมของรูปแบบเป็นสิ่งสำคัญในการควบคุมการงอก แพร่กระจาย และสร้างความแตกต่าง [19] พวกเขาสรุปว่า ตำแหน่งสัมพัทธ์ของเซลล์แต่ละเซลล์ในรูปแบบกำหนดท้องถิ่น cytoskeletal ความตึงเครียด เรียกสร้างความแตกต่างที่ความตึงเครียดสูงนำไปสู่การแพร่กระจายและ osteogenesis มากกว่าในขณะที่ความเครียดต่ำนำไปสู่เซลล์มนและ adipogenesis สุดท้าย สถาปัตยกรรม et al. ล่าสุดแสดงให้เห็นบทบาทสำคัญของทรงกลมในการควบคุมสัญญาณ mechanochemical และ paracrine/autocrine ปัจจัยตรงหลักสร้างความแตกต่าง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

มนุษย์เซลล์ต้นกำเนิด mesenchymal (hMSCs) มีไขกระดูกที่ได้มาจากเซลล์ที่แตกต่างกันที่มีความสามารถที่จะเพิ่มจำนวนและความแตกต่างในความหลากหลายของประเภทของเซลล์เช่นเซลล์สร้างกระดูก (กระดูก) adipocytes (ไขมัน) และ chondrocytes (กระดูกอ่อน) [1] และ [2 ] เนื่องจากการอพยพและพื้นที่บรรจุความสามารถของพวกเขาที่มีศักยภาพเป็นแหล่งเซลล์ autologous แปลทางคลินิกและมีศักยภาพหลายเชื้อสายการใช้ hMSCs ได้กลายเป็นความสำคัญมากขึ้นเป็นองค์ประกอบในแนวทางสำหรับการซ่อมแซมบาดแผลและฟื้นฟูเนื้อเยื่อ [3] และ [4] . ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะเข้าใจกลไกการควบคุมความแตกต่าง HMSC เพื่อสร้างลำต้นปฏิรูปนวนิยายมือถือที่ใช้บำบัด. เซลล์ต้นกำเนิดจะตอบสนองทั้งความหมายภายในและภายนอกซึ่งรวมถึงปัจจัยที่ละลายน้ำได้ [2], สารเคมีและสัญญาณทางกายภาพ [5], [ 6] [7] [8] [9] ปัจจัยกล [10] และ [11] (เช่นความยืดหยุ่นและความตึงเครียดเมทริกซ์) และ microenvironment ทั่วไป [12], [13] และ [14] ในการตอบสนองต่อการรวมกันที่ซับซ้อนพื้นที่และเวลาของตัวชี้นำเหล่านี้เช่นในสภาพแวดล้อมที่เป็นธรรมชาติ extracellular เมทริกซ์เซลล์ได้รับการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาและข้อกำหนดเชื้อสาย ตัวอย่างเช่นอิงเกลอร์และคณะ แสดงให้เห็นว่ามีความยืดหยุ่นเมทริกซ์สามารถระบุเชื้อสายเซลล์ต้นกำเนิดที่มีต่อเซลล์ประสาทและเซลล์สร้างกระดูก myoblasts [11] ในขณะที่ความหมายเหล่านี้อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาไปตามเส้นทางที่จะสร้างความแตกต่างมันก็แสดงให้เห็นรูปร่างของเซลล์ที่อยู่คนเดียวสามารถควบคุมความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิด [15], [16] และ [17] ยกตัวอย่างเช่นโดยการสร้างเกาะเคลือบ fibronectin ที่มีขนาดต่าง ๆ บนพื้นผิวเรียบ, McBeath และคณะ แสดงให้เห็นว่าสวิทช์ในความมุ่งมั่น HMSC จาก adipogenic เพื่อ phenotypes osteogenic เกาะที่มีขนาดเพิ่มขึ้นจาก 1,024 ถึง 10,000 μm2ซึ่งมีรายงานว่าจะควบคุมการทำงานของเซลล์มยุรา [18] นอกจากนี้เฉินรุยซ์และแสดงให้เห็นว่ารูปทรงเรขาคณิตโดยรวมของรูปแบบที่มีความสำคัญในการควบคุมการแพร่กระจายกระจายและความแตกต่าง [19] พวกเขาสรุปว่าสถานที่ที่ญาติของแต่ละเซลล์ที่อยู่ภายในรูปแบบการกำหนดความตึงเครียด cytoskeletal ท้องถิ่นเรียกแตกต่างดังกล่าวที่ความตึงเครียดสูงมากขึ้นนำไปสู่การแพร่กระจายและ osteogenesis ขณะที่ความตึงเครียดต่ำนำไปสู่เซลล์กลมและ adipogenesis สุดท้าย Kilian และคณะ เมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นถึงบทบาทที่สำคัญของรูปทรงเรขาคณิตในการควบคุมสัญญาณ mechanochemical และ paracrine / ปัจจัย autocrine ที่จะสร้างความแตกต่าง MSC โดยตรง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

มนุษย์มีเซนไคมอลสเต็มเซลล์ ( hmscs ) marrow-derived ต่างกันเซลล์ที่สามารถเผยแพร่และแยกความแตกต่างในความหลากหลายของชนิดเซลล์ เช่นแต่โรคกระดูกพรุน ( กระดูก ) ได้ที่ ( ไขมัน ) และการจับกัน ( กระดูกอ่อน ) [ 1 ] และ [ 2 ] เนื่องจากพวกเขาอพยพและพื้นที่เติมความสามารถ ศักยภาพเป็นแหล่งเซลล์ autologous ทางการแพทย์ได้ และหลายเผ่าพันธุ์ที่อาจเกิดขึ้นการใช้ hmscs ได้กลายเป็นสิ่งสำคัญมากขึ้นเป็นส่วนประกอบในแนวทางซ่อมแซมบาดแผล และเนื้อเยื่องอก [ 3 ] และ [ 4 ] ดังนั้น , มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะเข้าใจกลไกในการควบคุม hmsc ความแตกต่างเพื่อสร้างใหม่สร้างใหม่ ปัจจุบันการรักษาต้น

สเต็มเซลล์จะตอบสนองต่อบุคคลทั้งภายในและภายนอก ซึ่งรวมถึงปริมาณปัจจัย [ 2 ]ทางเคมีและกายภาพสัญญาณ [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] และ [ 9 ] , ปัจจัยเชิงกล [ 10 ] และ [ 11 ] ( เช่นความยืดหยุ่นเมทริกซ์และแรง ) และ microenvironment ทั่วไป [ 12 ] , [ 13 ] และ [ 14 ] ในการตอบสนองที่ซับซ้อนพื้นที่และเวลารวมของตัวชี้นำเหล่านี้ เช่นในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติของเมทริกซ์ภายนอกเซลล์ผ่านการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาและคุณสมบัติ , เชื้อสาย ตัวอย่างเช่นของ et al . พบว่า ความยืดหยุ่นของเมทริกซ์สามารถระบุเซลล์ต่อเซลล์ต้นวงศ์ , และ myoblasts แต่โรคกระดูกพรุน [ 11 ] ในขณะที่สัญญาณเหล่านี้อาจก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงลักษณะไปตามเส้นทางเพื่อความแตกต่าง มันก็แสดงให้เห็นว่าเซลล์รูปร่างเพียงอย่างเดียวไม่สามารถควบคุมเซลล์ต้นกำเนิดแตกต่าง [ 15 ] [ 16 ] และ [ 17 ] สำหรับอินสแตนซ์โดยการสร้างไฟโบรเนกตินเกาะเคลือบขนาดต่างๆ บนพื้นผิวที่เรียบ mcbeath et al . ให้เปลี่ยน hmsc ความมุ่งมั่นจาก adipogenic ที่จะเกิดกับการเพิ่มขนาด osteogenic เกาะจาก 1024 , 000 μ m2 ซึ่งมีรายงานเพื่อควบคุมกิจกรรมของเซลล์ rhoa [ 18 ] นอกจากนี้รูซ และ เฉิน พบว่ารูปทรงโดยรวมของรูปแบบเป็นสิ่งสำคัญเพื่อควบคุมการกระจายและความแตกต่าง [ 19 ] พวกเขาสรุปว่าญาติที่ตั้งของ เซลล์แต่ละเซลล์ในรูปแบบกำหนดถิ่นไซโตร กเลตัลความตึงเครียด ทำให้เกิดความแตกต่างที่นำไปสู่ความเครียดสูงมากขึ้น และโรคแพร่กระจาย ,ในขณะที่แรงต่ำไปสู่เซลล์กลมและ adipogenesis . ในที่สุด เลี่ยน et al . เมื่อเร็วๆ นี้ พบว่า บทบาทสําคัญของรูปทรงเรขาคณิตในการควบคุมสัญญาณ mechanochemical พาราไครน์ / โตไครน์และปัจจัยความแตกต่าง MSC
โดยตรง