Bir faj gösterim kütüphanesi hedef kemiği de peptit dizileri tanımlamak için kullanılır oldu. Amacı, mezenkimal hücre farklılaşması, bu peptitler etkisini araştırmak ve kemik rejenerasyonu üzerindeki etkisini belirlemek için.
Method Article
Bir faj gösterim kütüphanesi hedef kemiği de peptit dizileri tanımlamak için kullanılır oldu. Amacı, mezenkimal hücre farklılaşması, bu peptitler etkisini araştırmak ve kemik rejenerasyonu üzerindeki etkisini belirlemek için.
İki yeni sentetik peptidlerin kemik oluşumunu hızlandıran ve kollajen matriks kullanılarak teslim edilebilir. Bu çalışmanın amacı, bir unicortical defekt modeli, kemik onarım üzerindeki etkilerini araştırmaktır. Tedavi mezenkimal hücreler, alkalin fosfataz aktivitesinde bir artış, üretilen bu hücreler tarafından nodül oluşumu gösterdi ve Runx2, Osterix, kemik sialoprotein, ve osteokalsin için genlerin ifade arttı. Kontrolü daha az etkili iken kollajen sünger, kemik defektleri peptid terfi onarım ile ıslatılır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, in vitro peptit ile tedavi edilen mezenkimal hücreler, kollajen sünger kullanarak in vivo teslim peptidler unicortical kusurlar tamir teşvik, osteogenesis doğru farklılaştırmak, ve gösterdi.
1 in vivo olarak Faj yalıtın Biopanning Bu Hedef Uzun Kemikler
Faj DNA dizilimini ve buna karşılık gelen bir dizisi ile Peptitler sentezlenmiştir. Peptitler Gly-Gly-Gly-ser-lizin Bağlayıcı (linker / iz peptidler izlemek için yardımcı çift floresan kromoforlar tabi) sentezlenmiştir.
2. Osteojenik Hücre Farklılaşma Deneyler Mezenkimal Hücre Kültürü
3. Doku ve Hücre ve Doku Peptid Boyama
4. Alkalin Fosfataz Aktivitesi Testi
5. L7 ve R1 kullanarak Mezenkimal Hücre Farklılaşması
6 Gelfoam Kompozit in vivo Hazırlık
7. Kemik defektleri
8. Histoloji ve morfometrisi
Kemik rejenerasyonu brüt morfolojisi ve alınan dijital görüntüler ile değerlendirildi.
9 - Kemik Onarım
Genel bakış
Kemik onarım açıkça göz kas-iskelet doku rejenerasyonu alanında çok önemli bir alan. Peptidler hedef yıl olmasa bile on yıllar boyunca kalıcı olabilir protez kullanımı özellikle kemik, Ortopedi ve Travmatoloji pratiğinde önemli bir yardımcı program olabilirdi ki. Kemik tropik faktörlerin biyomimetik doku mühendisliği alanında teknolojik bir adım, hem de kemik protez ameliyatı için yaratabilir. Sentetik ya da doğal polimerleri kemik faktörleri hedef alması dolayısıyla, onarım ve yenilenme gören dokuların içinde endojen hücreler temizleyici, hücre bağlılık özgüllüğü yardımcı olabilir. Ek bir amaç, bir faj gösterim kütüphanesi biopanning in vivo tarafından tespit peptidler hedefleme benzersiz kemik, kemik ve kemik iliğinden izole hücreleri bağlamak olsaydı kurmak ve osteogenezis vitro ve in vivo olarak kemik rejenerasyon modüle potansiyeline sahip oldu.
Deneylerde, kemik rejenerasyonu peptid faaliyetin ayrıntıları aydınlatmak için, histoloji, biyokimya, gen ekspresyonu, mikro-CT ve sipariş biyomekanik tarafından incelenir, doğal ve sentetik polimer matrisler ve kemik rejenerasyonu kullanarak sıçan femoral kusurları peptidler teslim etti. Bu yaklaşım daha da geliştirilmesi, biyolojik olarak aktif bileşikler hedef kemik keşfi ve geliştirilmesi için yol ve hücresel ve moleküler düzeyde biyolojik olarak karakterize edilirler mekanizmalar aracılığıyla onarım potansiyalize.
Boyanma
Peptidler mezenkimal hücreler için bağlayıcı ve lokalizasyonu belirlemek için biotin etiketleri ile sentezlenmiştir. Floresein izotiyosiyanat (FITC) avidin, in vitro olarak yetiştirilen hücreler mikroskobik peptidlerin bağlama yerelleştirmek kullanılan etiketli . Peptidlerin yanı sıra kültür mezenkimal hücreler in vitro fare kaburga doku kesitlerinde (Şekil 1) ve kemik iliği bağlanırlar.
Von Kossa Boyama
Mezenkimal hücre (D1), kemik iliği klonlanmış ve peptidlerin osteojenik Vitro hücreleri üzerinde etkisini belirlemek için kullanılmıştır . Hücreleri, hücre morfolojisi ve gen ekspresyonu değişiklikleri belirlemek için peptidler L7 ve R1 ile tedavi edildi. 4. günde, hücrelerin toplam başlamıştı, ve agrega, nodüller, kültür kemik hücreleri (Şekil 2) benzer bir hücre davranış kalıbı oluşturmak için zaman genişletilmiştir .
Peptid L7 ek veya von Kossa ile kültürlerin hücreleri gelişmiş boyama R1. Hücreler daha sonra 16 gün kültür peptid L7 veya R1 farklı konsantrasyonları ile tedavi edildi. In vitro 5 nM peptid en etkili olduğu tespit edilmiştir. Peptid ile tedavi edildi kültürlerde Alkalin fosfataz aktivitesi 2 ila 3,5 kat arttı. Kat artış peptid konsantrasyonu ve kültür tedavi süresi bağlıydı.
Real-time PCR
L7 ile muamele edilen hücreler ve R1 peptidler Gerçek Zamanlı P kullanılarak analiz edildiCR için, bilinen iki kemik hücresi transkripsiyon faktörleri (Osterix ve Runx2) ve üç kemik matriks proteinleri (kemik sialoprotein, osteokalsin ve kollajen tip I) gen ekspresyonu. R1 ile tedavi Osterix ve Runx2 gen ekspresyonu artış gösterdi. Kollajen tip 1 gen ekspresyonu değişmemiştir. L7 ile tedavi, BSP ve osteokalsin gen ekspresyonu bir artışın yanı sıra, tip I kollajen gen ekspresyonu gösterdi. Bu hem peptidler, mezenkimal hücre kültürlerinde osteogenezis oluşumu ve ilerlemesinde ilgili genler üzerinde bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir.
Peptidler R1 ve L7 ile in vitro hücre kültürleri tedavi mezenkimal hücreler kullanarak kemik oluşumu ile ilgili bir anabolik etkisi ortaya çıkarmıştır . RANKL için osteoprotegerin oranında bir artış osteoklastlar olarak bilinen kemik yıkıcı hücreler işe bir azalma gösterir. Peptitler ile hücrelerin tedavisi ayrıca kemik oluşumu ile ilişkilidir ve osteogenezis inhibe eden faktörleri azalır genlerin ifadesinde bir artışa yol açar.
Histoloji
Kemik miktarını belirlemek için, biz böylece otofloresans μLtraviolet ışık üreten kemik dilim maruz. Bu niceliklendirme 2 amaç için, kemik ve non-kemik dokuları arasında daha fazla kontrast sağlar . Bölümlerde aynı büyütme (x10 objektif) bir Nikon dijital görüntüleme sistemi ile parlak bir alan ve UV ışığı (Şekil 3) Nikon ve UV ışığı kullanarak fotoğrafları çekildi. Sonuçta elde edilen dijital görüntüler Metavue görüntüleme yazılımı (Moleküler Cihazlar) ile analiz edildi. 8 mm unicortical kusur içeren sabit bir faiz, dikdörtgen bölge (ROI) seçti. Yaralanma site her zaman, her görüntünün doğru pozisyonda elle kutuya koyarak bu ROI içinde temsil ediliyordu. H & E-pozitif piksel kısmen, bir renk tolerans sihirli değnek aracı kullanarak otomatik. H & E-boyanan kesitler kemik dokusunun histolojik görünümü ile tam denk yeşil bir dizi vurgulanır piksel sonuçlandı Bu tolerans ayarı. H & E-pozitif piksel her bölüm için toplam sayısı kaydedildi. Tibial her numune için ayrı ayrı bölümlerden piksel sayıları ortalamaları alındı ve bu ortalamalara göre tedavi grupları içinde ve arasındaki farkları alınarak hesaplanmıştır. Tüm numuneler için alanlarda daha sonra yeni kortikal kemik miktarı (Şekil 4) dayalı olarak karşılaştırıldı .
Karşılaştırıldığında tek başına gelfoam gelfoam + peptit ile tedavi edilen kusurlar kemik onarım belirlemek için kemik bölümlerde varlığı belirlendi. Gelfoam + R1 peptit ile doluydu Kusur 3. en büyük 10 ile kortikal onarım tutarı, 7 ve 2 kat artarak, 5, 12 hafta sırasıyla gösterdi. Gelfoam kortikal kemik onarım farklar + peptid yalnız gelfoam ile karşılaştırıldığında peptid kortikal kemik rejenerasyonu (Şekil 5) teşvik gösteren 3 ve 5 hafta en dikkat çekici.
10 Osteojenik Peptitler Anabolik Etkisi
OPG / RANKL oranı peptidler osteoblastlar üzerinde doğrudan bir etkisi var ve kemik rezorpsiyonu düzenleyen anlaşılacağı RANKL / OPG oranı, daha büyüktür.
Sentetik peptidlerin hazırlık hız, moleküler istikrar, uzun raf ömrü ve potansiyel terapötik uygulamalar gibi daha büyük moleküller daha fazla avantaj olabilir. Önemli bir ilerleme kontrol sitokinler ve büyüme faktörleri, kemik kaybı ve rejenerasyon modüle girişimleri yapılmıştır. Bu osteotropic peptitler, kemik anabolizmasını ve kemik rejenerasyonu teşvik mevcut tedaviler için cazip alternatifler sunabilir.

Şekil 1 in vitro fare kaburga doku bölümünde kemik iliği ve bağlayıcıdır Peptid.

Şekil 2 mezenkimal hücreler (D1) peptid tedaviden sonra nodüller oluşturur.

Şekil 3 osteojenik peptidler, L7 ve R1 ile kemik onarım Histoloji.

Şekil 4. Kemik bölümler otofloresans neden olan UV ışık altında H & E ile boyandı. Bu kantitatif amaçlar için, kemik ve non-kemik dokuları arasında daha fazla kontrast sağlar.

Şekil 5 kantitasyonu histoloji bölümlerinde kemik kortikal onarım en büyük miktar ile 5 hafta olduğunu gösterdi10 katlık bir değişiklik, 7 ve 2 kat, 3 ve 5 hafta peptid kortikal kemik rejenerasyonu teşvik gösteren.
Sağlık, AR53579, Osteogenezi National Institutes: Kemik Tropic Peptitler potansiyelize
Ulusal Sağlık Enstitüleri, AR056422 osteojenik Peptitler Anabolik Etkisi
Ulusal Sağlık Enstitüleri, T32 AR050960, Kas-iskelet Doku Onarımı ve Rejenerasyon
DOD, PC051219 Nucleolin: Prostat Kanseri ve Kemik İliği Endotel Hücre Adezyon Romanı Arabulucu
Savunma Bakanlığı, PC061508 Prostat Kanseri Metastaz Hücre Kemik İliği yapışma Arabulucular
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Faj Ekran Peptit Kitaplığı Kiti-Ph.D-12 | New England Biolabs | E8110S |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission