The trans-differentiation potential of mesenchymal stem cells (MSCs) is employed, but there is little understanding of the cell source-dependent trans-differentiation potential of MSCs into corneal epithelial cells. In the present study, we induced trans-differentiation of MSCs derived from umbilical cord matrix (UCM-MSCs) and from dental tissue (D-MSCs), and we comparatively evaluated the in vitro trans-differentiation properties of both MSCs into corneal epithelial-like cells. Specific cell surface markers of MSC (CD44, CD73, CD90, and CD105) were detected in both UCM-MSCs and D-MSCs, but MHCII and CD119 were significantly lower (P < 0.05) in UCM-MSCs than in D-MSCs. In UCM-MSCs, not only expression levels of Oct3/4 and Nanog but also proliferation ability were significantly higher (P < 0.05) than in D-MSCs. In vitro differentiation abilities into adipocytes and osteocytes were confirmed for both MSCs. UCM-MSCs and D-MSCs were successfully trans-differentiated into corneal epithelial cells, and expression of lineage-specific markers (Cytokeratin-3, -8, and -12) were confirmed in both MSCs using immunofluorescence staining and qRT-PCR analysis. In particular, the differentiation capacity of UCM-MSCs into corneal epithelial cells was significantly higher (P < 0.05) than that of D-MSCs. In conclusion, UCM-MSCs have higher differentiation potential into corneal epithelial-like cells and have lower expression of CD119 and MHC class II than D-MSCs, which makes them a better source for the treatment of corneal opacity.
Several studies have investigated the various effects of dexamethasone (Dex) on the proliferation and differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs). Previously, we reported that co-treatment with L-ascorbic acid 2-phosphate and fibroblast growth factor (FGF)-2 maintained differentiation potential in MSCs through expression of hepatocyte growth factor (HGF). In this study, we investigated the effects of co-treatment with FGF-2 and Dex on the proliferation and differentiation potential of MSCs during a 2-month culture period. Co-treatment with FGF-2 and Dex increased approximately a 4.7-fold higher accumulation rate of MSC numbers than that by FGF-2 single treatment during a 2-month culture period. Interestingly, co-treatment with FGF-2 and Dex increased expression of HGF and maintained adipogenic differentiation potential during this culture period. These results suggest that co-treatment with FGF-2 and Dex preserves the proliferation and differentiation potential during long-term culture.
목적: 세가지 기원의 줄기 세포 분화능과 면역표현형을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 견봉하 점액낭과 골수, 탯줄 혈액 세 개의 군에서 세포를 채취하였다. 견봉하 점액낭과 골수는 견관절 수술 환자군에게 임상적 동의 하에 수술중 채취하였다. 각각의 채취된 세포 및 탯줄 혈액에 대하여 계대 배양을 시행하여 신경 분화군, 지방 분화군, 골 분화군을 평가하였으며 세포 표면 항체를 밝히기 위해 유동세포분석법을 이용하였다. 결과: 견봉하 점액낭 유래 세포에서는 신경분화와 지방 분화는 8예 모두 (100%)에서, 골분화는 8례 중 5예 (62.5%)에서 성공할 수 있었으며 골수 유래 세포의 경우 신경 및 지방 분화 유도한 6례 및 5예 모두 (100%) 분화에 성공하였으나 골분화 유도는 5예 중 4예 (80%)에서 얻을 수 있었다. 반면 탯줄 유래 세포 분화 연구의 경우 신경 분화 유도 67례 중 65예 (97%)에서 지방 분화 연구 54예 중 29예 (53.7%)에서 골 분화 연구 57예 중 39예 (68.4%)에서 성공할 수 있었다. 결론: 탯줄 유래 줄기세포의 분화능과 비교하였을 때 견봉하 점액낭 및 골수 유래 줄기세포의 분화능이 우수함을 알 수 있으며 이는 향후 세포 치료에 있어서 안정성 있는 치료 제공자가 될 수 있을 것으로 보이며 향후 생체 실험 연구의 참고 자료로서도 가치가 있을 것으로 보인다.
Song, Jennifer K.;Lee, Chang Hoon;Hwang, So-Min;Joo, Bo Sun;Lee, Sun Young;Jung, Jin Sup
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제18권4호
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pp.289-296
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2014
Human adipose-tissue-derived stromal cells (hADSCs) are abundant in adipose tissue and can differentiate into multi-lineage cell types, including adipocytes, osteoblasts, and chondrocytes. In order to define the optimal harvest site of adipose tissue harvest site, we solated hADSCs from different subcutaneous sites (upper abdomen, lower abdomen, and thigh) and compared their proliferation and potential to differentiate into adipocytes and osteoblasts. In addition, this study examined the effect of phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), a protein kinase C (PKC) activator, on proliferation and differentiation of hADSCs to adipocytes or osteoblasts. hADSCs isolated from different subcutaneous depots have a similar growth rate. Fluorescence-activated cell sorting (FACS) analysis showed that the expression levels of CD73 and CD90 were similar between hADSCs from abdomen and thigh regions. However, the expression of CD105 was lower in hADSCs from the thigh than in those from the abdomen. Although the adipogenic differentiation potential of hADSCs from both tissue regions was similar, the osteogenic differentiation potential of hADSCs from the thigh was greater than that of hADSCs from the abdomen. Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) treatment increased osteogenic differentiation and suppressed adipogenic differentiation of all hADSCs without affecting their growth rate and the treatment of Go6983, a general inhibitor of protein kinase C (PKC) blocked the PMA effect. These findings indicate that the thigh region might be a suitable source of hADSCs for bone regeneration and that the PKC signaling pathway may be involved in the adipogenic and osteogenic differentiation of hADSCs.
Mesenchymal stem cells (MSCs) have shown great potential in treating bone deficiency. Human adipose-derived stem cells (HASCs) are multipotent progenitor cells with multi-lineage differentiation potential. Human amnion-derived mesenchymal stem cells (HAMSCs) are capable of promoting osteogenic differentiation of MSCs. In this study, we investigated the effect of HAMSCs on HASCs by a transwell co-culture system. HAMSCs promoted proliferation, osteogenic differentiation, angiogenic potential and adiponectin (APN) secretion of HASCs. Moreover, the positive effect of HAMSCs was significantly inhibited by U0126, a highly selective inhibitor of extracellular signaling-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway. These observations suggested that HAMSCs induced bone regeneration in HASCs via ERK1/2 MAPK signaling pathway.
300 extracts derived from 100 plants were tested for their potential to induce HL-60 cell differentiation using NBT assay and NSE/SE staining methods. Morphological changes from suspended to adherent state of the cells were also observed by microscopic examination. In result, 55 extracts induced cell differentiation into monocyte/macrophage lineage in the NBT and the NSE assay.
Leukemia is a clonal disorder with blocked normal differentiation and cell death of hematopoietic progenitor cells. Traditional modalities with most used radiation and chemotherapy are nonspecific and toxic which cause adverse effects on normal cells. Differentiation inducing therapy forcing malignant cells to undergo terminal differentiation has been proven to be a promising strategy. However, there is still scarce of potent differentiation inducing agents. We show here that Angelica sinensis polysaccharide (ASP), a major active component in Dong quai (Chinese Angelica sinensis), has potential differentiation inducing activity in human chronic erythro-megakaryoblastic leukemia K562 cells. MTT assays and flow cytometric analysis demonstrated that ASP inhibited K562 cell proliferation and arrested the cell cycle at the G0/G1 phase. ASP also triggered K562 cells to undergo erythroid differentiaton as revealed by morphological changes, intensive benzidine staining and hemoglobin colorimetric reaction, as well as increased expression of glycophorin A (GPA) protein. ASP induced redistribution of STAT5 protein from the cytoplasm to the nucleus. Western blotting analysis further identified that ASP markedly sensitized K562 cells to exogenous erythropoietin (EPO) by activating EPO-induced JAK2/STAT5 tyrosine phosphorylation, thus augmenting the EPO-mediated JAK2/STAT5 signaling pathway. On the basis of these findings, we propose that ASP might be developed as a potential candidate for chronic myelogenous leukemia inducing differentiation treatment.
Sang-Yun Lee;Seong-Ju Oh;Rubel Miah;Yong-Ho Choe;Sung-Lim Lee;Yeon Woo Jeong;Young-Bum Son
한국동물생명공학회지
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제39권2호
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pp.95-104
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2024
Background: In healthy dentin conditions, odontoblasts have an important role such as protection from invasion of pathogens. In mammalian teeth, progenitors such as mesenchymal stem cells (MSCs) can migrate and differentiate into odontoblast-like cells, leading to the formation of reparative dentin. For differentiation using stem cells, it is crucial to provide conditions similar to the complex and intricate in vivo environment. The purpose of this study was to evaluate the potential of differentiation into odonto/osteoblasts, and compare co-culture with/without epithelial cells. Methods: MSCs and epithelial cells were successfully isolated from dental tissues. We investigated the influences of epithelial cells on the differentiation process of dental pulp stem cells into odonto/osteoblasts using co-culture systems. The differentiation potential with/without epithelial cells was analyzed for the expression of specific markers and calcium contents. Results: Differentiated odonto/osteoblast derived from dental pulp tissue-derived mesenchymal stem cells with/without epithelial cells were evaluated by qRT-PCR, immunostaining, calcium content, and ALP staining. The expression of odonto/osteoblast-specific markers, calcium content, and ALP staining intensity were significantly increased in differentiated cells. Moreover, the odonto/osteogenic differentiation capacity with epithelial cells co-culture was significantly higher than without epithelial cells co-culture. Conclusions: These results suggest that odonto/osteogenic differentiation co-cultured with epithelial cells has a more efficient application.
Undifferentiated stem cells are being studied to obtain information on the therapeutic potential of isolates that are produced. Dental Pulp Stem Ccell (DPSC) may provide an abundant supply of highly proliferative, multipotent Mesenchymal Stem Cells (MSC), which are now known to be capable of regenerating a variety of human tissues including bone and other dental structures. Many factors influence DPSC quality and quantity, including the specific methods used to isolate, collect, concentrate, and store these isolates once they are removed. Ancillary factors, such as the choice of media, the selection of early versus late passage cells, and cryopreservation techniques may also influence the differentiation potential and proliferative capacity of DPSC isolates. This literature review concludes that due to the delicate nature of DPSC, more research is needed for dental researchers and clinicians to more fully explore the feasibility and potential for isolating and culturing DPSCs extracted from adult human teeth in order to provide more accurate and informed advice for this newly developing field of regenerative medicine.
Objectives: The aim of this study was to investigate the expression of 7 different sirtuin genes (SIRT1-SIRT7) in human dental pulp cells (HDPCs), and to determine the role of SIRTs in the odontoblastic differentiation potential of HDPCs. Materials and Methods: HDPCs were isolated from freshly extracted third molar teeth of healthy patients and cultulred in odontoblastic differentiation inducing media. Osteocalcin (OCN) and dentin sialophosphoprotein (DSPP) expression was analyzed to evaluate the odontoblastic differentiation of HDPCs by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), while alizarin red staining was used for the mineralization assay. To investigate the expression of SIRTs during odontoblastic differentiation of HDPCs, real time PCR was also performed with RT-PCR. Results: During the culture of HDPCs in the differentiation inducing media, OCN, and DSPP mRNA expressions were increased. Mineralized nodule formation was also increased in the 14 days culture. All seven SIRT genes were expressed during the odontogenic induction period. SIRT4 expression was increased in a time-dependent manner. Conclusions: Our study identified the expression of seven different SIRT genes in HDPCs, and revealed that SIRT4 could exert an influence on the odontoblast differentiation process. Further studies are needed to determine the effects of other SIRTs on the odontogenic potential of HDPCs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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