Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) представляют собой перспективный ресурс для клеточных биотехнологий. Тем не менее вопрос о преимуществах использования МСК различного происхождения для хондро- и остеогенной дифференцировки требует дальнейшего изучения.Целью данного исследования являлось проведение анализа остеохондрогенного дифференцировочного потенциала МСК, полученных из костного мозга и тканей плаценты. Результаты наших исследований свидетельствуют, что МСК как костного мозга, так и плаценты под влиянием индукционных факторов дифференцируются в хондрогенном направлении. Тем не менее реализация программы хондрогенеза в МСК костного мозга происходит преимущественно за счет экспрессии коллагенов (Coll2, Coll10), в то время как для МСК плаценты характерен более высокий синтез неколлагеновых белков внеклеточного матрикса (COMP, Ver). В связи с этим применение МСК костного мозга в инженерии хрящевой ткани более предпочтительно. Оценка синтеза щелочной фосфатазы и накопления кальциевых депозитов в дифференцированных клетках показала, что остеогенный дифференцировочный потенциал МСК костного мозга выше, чем МСК плаценты. МСК костного мозга, находясь в составе фибринового геля, дифференцируются в остеогенном направлении под влиянием индукционных факторов на 14-й день, что подтверждается синтезом щелочной фосфатазы, депонированием солей кальция внутри клетки и во внеклеточном матриксе, увеличением экспрессии мРНК Sp7 и DMP.
1. Differences in the intrinsic chondrogenic potential of equine umbilical cord matrix and cord blood mesenchymal stromal/stem cells for cartilage regeneration / R. Rakic [et al.] // Sci. Reports. – 2018. – Vol. 88. – Аrt. 13799. https://doi.org/10.1038/s41598-018-28164-9
2. Isolation, cultivation, and characterization of human mesenchymal stem cells // D. Mushahary [et al.] / Cytometry. Part A. – 2018. – Vol 93, N 1. – P. 19–31. https://doi.org/10.1002/cyto.a.23242
3. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement / M. Dominici [et al.] // Cytotherapy. – 2006. – Vol. 8, N 4. – P. 315–317. https://doi.org/10.1080/14653240600855905
4. Comparison of molecular profiles of human mesenchymal stem cells derived from bone marrow, umbilical cord blood, placenta and adipose tissue / J. S. Heo [et al.] // Int. J. Mol. Med. – 2016. – Vol. 37, N 1. – P. 115–125. https://doi.org/10.3892/ijmm.2015.2413
5. Human mesenchymal stem cells derived from bone marrow display a better chondrogenic differentiation compared with other sources / M. E. Bernardo [et al.] // J. Connect. Tissue Res. – 2007. – Vol. 48, N 3. – P. 132–140. https://doi.org/10.1080/03008200701228464
6. Chondrogenesis from human placenta-derived mesenchymal stem cells in three-dimensional scaffolds for cartilage tissue engineering / S. Hsu [et al.] // Tissue Eng. Part A. – 2011. – Vol. 17, N 11–12. – P. 1549–1560. https://doi.org/10.1089/ten.tea.2010.0419
7. Isolation and comparative analysis of potential stem/progenitor cells from different regions of human umbilical cord / N. Beeravolu [et al.] // Stem Cell Res. – 2016. – Vol. 16, N 3. – P. 696–711. https://doi.org/10.1016/j.scr.2016.04.010
8. Kock, L. Tissue engineering of functional articular cartilage: the current status / L. Kock, C. C. van Donkelaar, K. Ito // Cell Tissue Res. – 2012. – Vol. 347, N 3. – P. 613–627. https://doi.org/10.1007/s00441-011-1243-1
9. Clonal mesenchymal progenitors from human bone marrow differentiate in vitro according to a hierarchical model / A. Muraglia [et al.] // J. Cell Sci. – 2000. – Vol. 113. – Pt. 7. – P. 1161–1166.
10. In vitro high-capacity assay to quantify the clonal heterogeneity in trilineage potential of mesenchymal stem cells reveals a complex hierarchy of lineage commitment / K. C. Russell [et al.] // Stem Cells. – 2010. – Vol. 28, N 4. – P. 788–798. https://doi.org/10.1002/stem.312
11. Characterization of different subpopulations from bone marrow-derived mesenchymal stromal cells by alkaline phosphatase expression / Y. H. Kim [et al.] // Stem Cells Dev. – 2012. – Vol 21, N 16. – P. 2958–2968. https://doi.org/10.1089/scd.2011.0349
12. Dentin matrix protein 1 (DMP1) expression in developing human teeth / E. F. Martinez [et al.] // Brazilian. Dent. J. – 2009. – Vol. 20, N 5. – P. 365–369. http://dx.doi.org/10.1590/S0103-64402009000500002]
13. Клеточно-молекулярные механизмы ремоделирования костной ткани и ее регуляция / Ф. Х. Камилов [и др.] // Фунд. исслед. – 2014. – № 7-4. – С. 836–842.
14. Bone regeneration, reconstruction and use of osteogenic cells from basic knowledge, animal models to clinical trials / G. Hutchings [et al.] // J. Clin. Med. – 2020. – Vol. 9, N 1. – pii E139. https://doi.org/10.3390/jcm9010139
15. Transient upregulation of CBFA1 in response to bone morphogenetic protein-2 and transforming growth factor beta1 in C2C12 myogenic cells coincides with suppression of the myogenic phenotype but is not suffcient for osteoblast differentiation / M. Lee [et al.] // J. Cell. Bioche. – 1999. – Vol. 73, N 1. – P. 114–125. https://doi.org/10.1002/(sici)1097-4644(19990401)73:1<114::aid-jcb13>3.0.co;2-m
