Method Article

تعزيز تأثير التحفيز الميكانيكي على الوظيفة الغضروفية للخلايا الجذعية للوسادة الدهنية تحت الرضفة

DOI:

10.3791/68846

⸱

October 21st, 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Orthopedic Center (Sports Medicine Center), Inner Mongolia Autonomous Region People's Hospital, 2Inner Mongolia Academy of Medical Sciences, Inner Mongolia Autonomous Region People's Hospital, 3Shanghai Key Laboratory of Orthopaedic Implants, Department of Orthopaedic Surgery, Shanghai Ninth People's Hospital, Shanghai Jiaotong University School of Medicine

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تركز هذه الدراسة على تطوير تقنية متعددة الوسائط تجمع بين التحفيز الميكانيكي للشد الدوري (10٪ إجهاد ، 1 هرتز) مع العلاج بالخلايا الجذعية المشتقة من وسادة الدهون تحت الرضفة (IPFP-SCs) ، والتحقيق في آثارها التآزرية على تعزيز التمايز الغضروفي ل IPFP-SCs ، وإنشاء استراتيجية تجديد أكثر كفاءة لهندسة أنسجة الغضروف.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تتميز الوسادة الدهنية تحت الرضفة (IPFP) ، وهي بنية دهنية ليفية متخصصة داخل الحجرة الأمامية لمفصل الركبة ، ببنية دقيقة فريدة تتميز بحزم الكولاجين المتناثرة والفصيصات الدهنية ، والتي تؤسس بشكل جماعي خصائصها الميكانيكية الحيوية اللزجة المرنة. تسلط الأدلة الناشئة الضوء على ملف النسخ المميز ل IPFP-SCs ، وتحديدا ارتباطها بوسطاء تدهور الغضروف أثناء تطور هشاشة العظام. توضح الأبحاث الحديثة أن الضغط الديناميكي والضغط الهيدروستاتيكي يعززان بشكل فعال التمايز الغضروفي لكل من الخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من نخاع العظام والمشتقة من IPFP مع تثبيط ترسب التكلس. استخدمت هذه الدراسة نظام تمدد الخلايا لمحاكاة بيئة الإجهاد الميكانيكي الدوري لمفصل الركبة ، مما يدل على أن تحفيز الشد الديناميكي (إجهاد 10٪ ، 1 هرتز) يعزز بشكل كبير قدرة التمايز الغضروفي ل IPFP-SCs. تجلى هذا التحسين من خلال التعبير المنظم عن علامات الغضروف ، بما في ذلك SOX9 و COMP ، مما يؤكد أن البيئة الدقيقة الميكانيكية الخاصة بالمفاصل تلعب دورا تنظيميا مهما في التمايز النهائي للخلايا الجذعية الوسيطة. توفر هذه النتائج دليلا تجريبيا حاسما لاستراتيجيات تجديد أنسجة الغضروف ، مع التأكيد على أهمية التعديل الميكانيكي الحيوي في العلاجات التجديدية لإصلاح الغضاريف.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمثل تجديد وإصلاح أنسجة الغضروف تحديا مركزيا في علاج هشاشة العظام ، حيث غالبا ما تفشل العلاجات الخلوية التقليدية في إعادة بناء مصفوفات الغضروف الوظيفية بسبب عدم كفاية التنظيم البيئي الدقيق. في السنوات الأخيرة ، ظهرت استراتيجيات متعددة الوسائط تدمج التحفيز الميكانيكي الفيزيائي مع العلاج الخلوي كنقطة ساخنة بحثية1 ، تهدف إلى تعزيز إمكانات التمايز الغضروفي للخلايا الجذعية من خلال محاكاة البيئات الدقيقة الميكانيكية الحيوية في الجسم الحي . تركز هذه الدراسة على تطوير تقنية متعددة الوسائط تجمع بين التحفيز الميكانيكي للشد الدوري (إجهاد 10٪ ، 1 هرتز) مع علاج IPFP-SCs ، والتحقيق في آثارها التآزرية على تعزيز التما....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم إجراء الدراسة وفقا للإرشادات المؤسسية وتمت الموافقة عليها من قبل لجنة الأخلاقيات في مستشفى منغوليا الشعبي في منطقة منغوليا الداخلية ذاتية الحكم (SC-07 / 01KT2024008). يتم سرد الكواشف والمعدات المستخدمة في جدول المواد.

1. ذوبان وتوسيع IPFP-SCs

  1. إذابة IPFP-SCs.
    1. قم بإذابة الجليد بسرعة IPFP-SCs المحفوظة بالتبريد (P2-P5) في حمام مائي 37 درجة مئوية.
    2. انقل الخلايا إلى أنبوب طرد مركزي سعة 15 مل يحتوي على وسط نمو كامل مسخن مسبقا (α-DMEM + 10٪ FBS + 1٪ بنسلين / ستربتومايسين).
    3. جهاز طرد مركزي على حرارة 300 × جم لمدة 5 دقائق في درجة ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

توضح النتائج التمثيلية لهذه الدراسة أن التحفيز الميكانيكي للشد الدوري يعزز التمايز الغضروفي ل IPFP-SCs تحت الحث الغضروفي. على وجه التحديد ، أظهرت IPFP-SCs التي تعرضت لتحميل الشد لمدة 7 أيام تنظيما كبيرا لعلامات الغضروف على كلا المستويين النسخي ، كما يتضح من زيادة تعبير SOX9 وإنتاج COMP مقارنة بمجموعات التحكم الثابتة. تؤكد هذه الاستجابات الجزيئية والهيكلية المنسقة أن المحفزات الميكانيكية الحيوية تتآزر مع الإشارات الكيميائية الحيوية لتحفيز تخليق مصفوفة الغضروف ، مما يوفر رؤى مهمة لتطوير استراتيجيات مستنير.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يدمج البروتوكول الموضح التحفيز الميكانيكي للشد الدوري (إجهاد 10٪ ، 1 هرتز) مع IPFP-SCs لتعزيز التمايز الغضروفي ، ومعالجة التحديات الحرجة في تجديد الغضروف. تشمل الخطوات الرئيسية التوسع الدقيق للخلايا ، والزراعة المسبقة الغضروفية المرحلية (3 أيام) ، والتحفيز الميكانيكي المتأخر (الذي بدأ في اليوم 3 لمدة 7 أيام) ، وتحليل ما بعد التحفيز عن طريق التألق المناعي (SOX9 ، COMP) و qPCR. يتجنب التحفيز الميكانيكي للبروتوكول ، المستند إلى الدراسات الميكانيكية البيولوجية السابقة ، الت.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين تضارب في المصالح.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة العلوم الطبيعية لمنطقة منغوليا الداخلية ذاتية الحكم في الصين (2024ZD32 و 2024LHMS08015) ، ومشروع العلوم والتكنولوجيا لبناء التخصص السريري رفيع المستوى في المستشفيات العامة في منطقة العاصمة (2024SGGZ015).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
4٪ بارافورمالديهايدبيوشاربBL539 أ
محلول حجب التبريد المضاد للمضان (يحتوي على DAPI)بيوتايمص 0131
حل الحظربيوتايمص 0260
غرفة زراعة الخلاياايرتكAZ2020062530
خزان الخليةالخلية & أجبر
الجسم المضاد الأولي للعمود الثانيأبكامAB34712
E.Z.N.A. مجموعة الحمض النووي الريبي الإجمالي HPاوميغاR6812-00S
الجسم المضاد الأولي F-actinبروتين تكPF00001
مصل الأبقار الجنينيةسيل ماكس101.02 م
الماعز إلى Rb IgG  أبكامAB50077
Hieff qPCR SYBR جرين ماستر ميكس (Low Rox Plus)ييسن11202ES50
طقم الحث الغضروفي للخلايا الجذعية المتوسطة البشريةفويوانبيوFY200008
المجهر الحيوي المقلوب Leica DMi8LEICA دي إم آي 8
أداة LightCycler 96روش16056
MEM- &جيبكوC12571500BT
برنامج تلفزيونيسيرفيسبيوجي 4202
البنسلين - الستربتومايسين - الأمفوتريسين بإن سي إم للتكنولوجيا الحيويةج100 ج8
الجسم المضاد الأساسي Piezo1بروتين تك15939-1-AP
طقم كاشف PrimeScript RT (الوقت الفعلي المثالي)تاكاراRR037 أ
SOX9 الجسم المضاد الأساسيأبكامAB185230
تريتون إكس -100سيجي6193 لجنتي.
Veriti Dx 96-well Thermal Cyclerثيرمو فيشرEN61326

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Schätti, O., et al. A combination of shear and dynamic compression leads to mechanically induced chondrogenesis of human mesenchymal stem cells. Eur Cell Mater. 22, 214-225 (2011).
  2. Yan, W., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Mechanical StimulationChondrogenic DifferentiationInfrapatellar Fat PadStem CellsDynamic CompressionHydrostatic PressureCartilage RegenerationMesenchymal Stem CellsBiomechanical ModulationCartilage Repair

Related Articles