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Method Article
Les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse de la mâchoire ont des fonctions importantes dans la différenciation, l’auto-renouvellement et la modulation immunitaire. Ils sont devenus un réservoir crucial de cellules précurseurs en thérapie génique, en ingénierie tissulaire et en médecine régénérative. Ici, nous présentons une méthode unique pour isoler les cellules souches mésenchymateuses de la mâchoire et de la moelle osseuse chez le rat.
Les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse (BMMSC) sont un type de cellule souche à potentiel de différenciation multidirectionnelle. Par rapport aux BMMS dérivées des os appendiculaires, les BMMS dérivées de la mâchoire ont une plus grande capacité de différenciation proliférative et ostéogénique, devenant progressivement des cellules germes importantes pour la réparation des défauts de la mâchoire. Cependant, la mandibule a une structure osseuse complexe et un contenu moins spongieux que les os appendiculaires. Il est difficile d’acquérir un grand nombre de cellules souches mésenchymateuses de moelle dérivée de la mâchoire de haute qualité en utilisant les méthodes traditionnelles. Cette étude présente une « approche basée sur la souche » pour l’isolement et la culture de cellules souches mésenchymateuses de la mâchoire de rat (JBMMSC). Des JBMMSC primaires de rat ont été isolés et cultivés à l’aide de la méthode d’adhérence de la moelle osseuse entière combinée à la méthode de digestion par tranche d’os. Les cellules isolées ont été identifiées comme des JBMMSC par l’observation de la morphologie cellulaire, la détection de marqueurs de surface cellulaire et l’induction de différenciation multidirectionnelle. Les cellules extraites par cette méthode présentent une forme de fuseau « semblable à celle d’un fibroblaste ». Les cellules sont longues, en forme de fuseau et ressemblent à des fibroblastes. L’analyse par cytométrie en flux montre que ces cellules sont positives pour CD29, CD44 et CD90, mais négatives pour CD11b/c, CD34 et CD45, ce qui correspond aux caractéristiques des BMMC. Les cellules présentent une forte capacité de prolifération et peuvent subir une différenciation ostéogénique, adipogène et chondrogénique. Cette étude fournit une méthode efficace et stable pour obtenir suffisamment de JBMMSC de haute qualité avec une forte capacité de différenciation dans un court laps de temps, ce qui pourrait faciliter d’autres études sur l’exploration de la fonction biologique, de la médecine régénérative et des applications cliniques connexes.
Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) ont d’abord été découvertes dans la moelle osseuse, qui ont montré leur capacité à former des colonies adhésives en culture et un fort potentiel ostéogénique1. Pittinger et al.2 ont en outre constaté leur potentiel de différenciation multidirectionnelle vers les os, la graisse et le cartilage. Bien que toutes les cellules souches mésenchymateuses de différentes sources aient un potentiel de différenciation multidirectionnelle, les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse ont le plus fort potentiel de différenciation chondrogénique par rapport aux cellules souches mésenchymateuses dérivées d’autres tissus, ce qui les considère comme les meilleures cellules candidates pour l’ingénierie du tissu osseux3. Cependant, de nombreuses études ont prouvé que les BMMSCs d’origines différentes présentent des caractéristiques et des propriétés spécifiques au site, telles que la capacité de différenciation ostéogénique et l’activité proliférative cellulaire 4,5. Cela peut être dû à des couches germinales différentes entre la mâchoire et les os appendiculaires ou la crête iliaque6.
Les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse de la mâchoire (JBMMSC) proviennent des cellules de la crête neurale du neuroectoderme, tandis que les BMMS dérivées du fémur proviennent du mésoderme7. Par rapport aux BMMSCs dérivées des os longs et de la crête iliaque, les JBMMSC ont un taux de prolifération, une activité ALP et un potentiel ostéogénique plus élevés8. En outre, l’effet d’application des BMMSCs dans les tissus et les organes peut varier en fonction des différents types de cellules et des environnements9. La réparation des défauts de la mâchoire dépend principalement du recrutement de cellules souches mésenchymateuses dérivées de la mâchoire. Par conséquent, l’étude des JBMMSC peut fournir une base expérimentale pour son application clinique dans l’ingénierie des tissus osseux de la mâchoire10. Cependant, la recherche fondamentale et les applications cliniques se concentrent principalement sur les BMMSCs dérivées des os appendiculaires et axiaux11. Les recherches sur les JBMMSC sont limitées, ce qui peut être dû à la faible teneur en os spongieux de la mandibule et au fait que les mâchoires des rats ont encore moins de contenu osseuxspongieux 12. Par conséquent, il est difficile de séparer les cellules souches mésenchymateuses de la moelle dérivée de l’os de la mâchoire à l’aide de la méthode ordinaire de rinçage de la moelle osseuse, qui est couramment utilisée pour isoler les BMMSCs des os appendiculaires ou de la crête iliaque13. Sur la base des méthodes de Hong et al.14 et Cheng et al.15, nous avons émis l’hypothèse que la combinaison d’une digestion osseuse dense et de la méthode de rinçage de la moelle osseuse pourrait isoler efficacement les JBMMSC de rat.
Cette étude vise à établir une méthode efficace pour isoler les JBMMSC de rat et à fournir des sources suffisantes de cellules de semence pour l’ingénierie des tissus osseux de la mâchoire.
Le protocole a été approuvé par le Comité d’éthique animale institutionnel de l’hôpital général chinois PLA. Des rats Wistar mâles âgés de treize semaines ont été utilisés pour l’expérience. Les détails sur les animaux, les réactifs et l’équipement sont répertoriés dans la table des matériaux.
1. Préparation expérimentale
2. Isolement et culture des JBMMSC de rats
3. Cytométrie en flux pour l’identification des marqueurs de surface cellulaire
4. Détermination de la prolifération cellulaire
5. Capacité de formation de colonies
6. Différenciation multilignée des JBMMSC
REMARQUE : Utilisez des JBMMSC de génération P3 pour la différenciation multilignage. Le groupe témoin a été cultivé avec un milieu complet α-MEM.
7. PCR en temps réel
Après 72 h d’inoculation cellulaire, la plupart des cellules étaient suspendues et de forme ronde, et très peu adhéraient à la paroi (figure 1B). Au cinquième jour, des colonies cellulaires adhérentes sont apparues, présentant des fuseaux ou des formes semblables à celles des fibroblastes (Figure 1C). Au septième jour, les cellules adhérentes ont atteint une confluence de 90 %, formant une forme de « banc de poissons » avec un petit nombre de cell...
Les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse (BMMSC) représentent un sous-ensemble de cellules souches non hématopoïétiques résidant dans la moelle osseuse, caractérisées par leurs capacités d’auto-renouvellement, leur potentiel de différenciation multidirectionnelle et leurs fonctions de soutien de l’hématopoïèse. Ces cellules jouent un rôle central dans divers processus physiologiques tels que la régénération tissulaire, l’angiogenèse et la régulation des activités cellulaires
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Cette étude a été soutenue par les projets de soins de santé du Département de la logistique de la Commission militaire (19BJZ22), de la Fondation des sciences naturelles de Pékin (7232154) et des projets de recherche clinique de la Quatrième Université Mil Med (2021XB025).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alizarin Red S Solution 0.2% | Solarbio | G1450 | |
BCIP/NBT Alkaline Phosphatase Color Development Kit | Beyotime | C3206 | |
Bio-Rad CFX96 Real-Time System | Bio-Rad | ||
CCK8 Kit | Dujindo | CK04 | |
Cell culture dish 10 cm | Corning | 353003 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5810R | |
Centrifuge Tube 15 mL | Corning | 430790 | |
Centrifuge Tube 50 mL | Corning | 430828 | |
CO2 incubator | Thermo Fisher | 3111 | |
Constant-temperature oscillator | Shanghai Zhicheng Analysis Instrument Manufacturing Co., Ltd. | ZWY-100H | |
Fetal bovine serum | BI | 04-001-1ACS | |
Flow cytometer | BD | FACS C6 | |
Inverted phase-contrast microscope | Olympus | CKX41 | |
Mesenchymal Stem Cell (Rat) Surface marker Detection Kit | Oricell | RAXMX-09011 | |
Multifunctional microplate reader | BioTek | Synergy LX Multi-Mode | |
Oil Red O Stain Kit | Solarbio | G1262 | |
Paraformaldehyde 4% | Solarbio | P1110 | |
PBS | MACGENE | CC008 | |
penicillin-streptomycin 0.25% | MACGENE | CC004 | |
PowerUp SYBR Green Master Mix | Thermo Fisher | A25742 | |
PrimeScript RT Master Mix | Takara | RR036A | |
Rat Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Adipogenic Differentiation kit | Oricell | RAXMX-90031 | |
Rat Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Chondrogenic Differentiation kit | Oricell | RAXMX-90041 | |
Rat Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Osteogenic Differentiation kit | Oricell | RAXMD-90021 | |
RNA extraction kit | TIANGEN | DP419 | |
Super-clean bench | Beijing Yataikelong Instrument Technology Co. Ltd. | KLCZ-1220A | |
Trypsin-EDTA 0.25% | MACGENE | CC012 | |
Type II collagenase | Solarbio | C8150 | |
Wistar rat | Beijing Yataikelong Instrument Technology Co. Ltd. | ||
α-MEM culture medium | Gibco | C12571500BT |
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