Biopolym. Cell. 2015; 31(3):233-239.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0008E5
Методи
Порівняльна оцінка ростових показників мезенхімальних стовбурових клітин Вартонового студня в різних газових сумішах
1Шувалова Н. С., 1, 2Кордюм В. А.
  1. ДУ «Інститут генетичної і регенеративної медицини НАМН України»
    вул. Вишгородська, 67, Київ, Україна, 04114
  2. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680

Abstract

Мета. Оптимізувати культивування і порівняти вплив газових сумішей зі зниженим вмістом кисню, на основі азоту та аргону, на процеси проліферації в культурах мезенхімальних стовбурових клітин Вартонового студню (МСК-ВС). Ме­тоди. Протягом 5 пасажів. МСК-ВС культивували в газових сумішах на основі азоту (кисень – 3 %, вуглекислий газ – 4 %, азот – 93 %) та аргону (кисень – 3 %, вуглекислий газ – 4 %, аргон – 93 %). На кожному пасажі після 7 днів культивування підраховували кількість клітин, і визначали число подвоєнь культури. Результати. Чисельність клітин МСК-ВС, культивованих в сумішах, що містять 3 % кисню, була вищою, ніж в загальноприйнятих умовах СО2-інкубатора. Рівень проліферації в суміші на основі аргону був нижчим, ніж в суміші на основі азоту, при цьому будучи вищим за такий для контрольних груп. Висновки. Культивування в газових сумішах, що містять 3 % кисню, мало стимулюючий вплив на процеси проліферації МСК-ВС. Найбільш високий рівень мультиплікації спостерігали в сумішах на основі азоту.
Keywords: мезенхімальні стовбурові клітини, Вар­тонів студень, гіпоксія, фізіологічні концентрації кисню, про­­ліферація
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Caplan AI. Why are MSCs therapeutic? New data: new insight. J Pathol. 2009;217(2):318-24.
[2] Xin H, Li Y, Chopp M. Exosomes/miRNAs as mediating cell-based therapy of stroke. Front Cell Neurosci. 2014;8:377.
[3] Khubutiya MS, Vagabov AV, Temnov AA, Sklifas AN. Paracrine mechanisms of proliferative, anti-apoptotic and anti-inflammatory effects of mesenchymal stromal cells in models of acute organ injury. Cytotherapy. 2014;16(5):579-85.
[4] Friedenstein AJ, Piatetzky-Shapiro II, Petrakova KV. Osteogenesis in transplants of bone marrow cells. J Embryol Exp Morphol. 1966;16(3):381-90.
[5] Friedenstein AJ, Gorskaja JF, Kulagina NN. Fibroblast precursors in normal and irradiated mouse hematopoietic organs. Exp Hematol. 1976;4(5):267-74.
[6] Shachpazyan NK, Astrelina TA, Yakovleva MV. Mesenchymal stem cells from various human tissues: biological properties, assessment of quality and safety for clinical use. Cellular Transplantology and Tissue Engineering. 2011;7(1): 23–33.
[7] Taghizadeh RR, Cetrulo KJ, Cetrulo CL. Wharton's Jelly stem cells: future clinical applications. Placenta. 2011;32 Suppl 4:S311-5.
[8] Wang XY, Lan Y, He WY, Zhang L, Yao HY, Hou CM, Tong Y, Liu YL, Yang G, Liu XD, Yang X, Liu B, Mao N. Identification of mesenchymal stem cells in aorta-gonad-mesonephros and yolk sac of human embryos. Blood. 2008;111(4):2436-43.
[9] Fong CY, Richards M, Manasi N, Biswas A, Bongso A. Comparative growth behaviour and characterization of stem cells from human Wharton's jelly. Reprod Biomed Online. 2007;15(6):708-18.
[10] Zhang H, Zhang B, Tao Y, Cheng M, Hu J, Xu M, Chen H. Isolation and characterization of mesenchymal stem cells from whole human umbilical cord applying a single enzyme approach. Cell Biochem Funct. 2012;30(8):643-9.
[11] Lindenmair A, Hatlapatka T, Kollwig G, Hennerbichler S, Gabriel C, Wolbank S, Redl H, Kasper C. Mesenchymal stem or stromal cells from amnion and umbilical cord tissue and their potential for clinical applications. Cells. 2012;1(4):1061-88.
[12] Le Blanc K. Immunomodulatory effects of fetal and adult mesenchymal stem cells. Cytotherapy. 2003;5(6):485-9.
[13] Hsieh JY, Wang HW, Chang SJ, Liao KH, Lee IH, Lin WS, Wu CH, Lin WY, Cheng SM. Mesenchymal stem cells from human umbilical cord express preferentially secreted factors related to neuroprotection, neurogenesis, and angiogenesis. PLoS One. 2013;8(8):e72604.
[14] Troyer DL, Weiss ML. Wharton's jelly-derived cells are a primitive stromal cell population. Stem Cells. 2008;26(3):591-9.
[15] Dominici M, Le Blanc K, Mueller I, Slaper-Cortenbach I, Marini F, Krause D, Deans R, Keating A, Prockop Dj, Horwitz E. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 2006;8(4):315-7.
[16] Kebriaei P, Isola L, Bahceci E, Holland K, Rowley S, McGuirk J, Devetten M, Jansen J, Herzig R, Schuster M, Monroy R, Uberti J. Adult human mesenchymal stem cells added to corticosteroid therapy for the treatment of acute graft-versus-host disease. Biol Blood Marrow Transplant. 2009;15(7):804-11.
[17] Lund TC, Kobs A, Blazar BR, Tolar J. Mesenchymal stromal cells from donors varying widely in age are of equal cellular fitness after in vitro expansion under hypoxic conditions. Cytotherapy. 2010;12(8):971-81.
[18] Rubio D, Garcia-Castro J, Mart?n MC, de la Fuente R, Cigudosa JC, Lloyd AC, Bernad A. Spontaneous human adult stem cell transformation. Cancer Res. 2005;65(8):3035-9.
[19] Watt FM, Hogan BL. Out of Eden: stem cells and their niches. Science. 2000;287(5457):1427-30.
[20] Choo KB, Tai L, Hymavathee KS, Wong CY, Nguyen PN, Huang CJ, Cheong SK, Kamarul T. Oxidative stress-induced premature senescence in Wharton's jelly-derived mesenchymal stem cells. Int J Med Sci. 2014;11(11):1201-7.
[21] Kim M, Kim C, Choi YS, Kim M, Park C, Suh Y. Age-related alterations in mesenchymal stem cells related to shift in differentiation from osteogenic to adipogenic potential: implication to age-associated bone diseases and defects. Mech Ageing Dev. 2012;133(5):215-25.
[22] Basciano L, Nemos C, Foliguet B, de Isla N, de Carvalho M, Tran N, Dalloul A. Long term culture of mesenchymal stem cells in hypoxia promotes a genetic program maintaining their undifferentiated and multipotent status. BMC Cell Biol. 2011;12:12.
[23] Dos Santos F, Andrade PZ, Boura JS, Abecasis MM, da Silva CL, Cabral JM. Ex vivo expansion of human mesenchymal stem cells: a more effective cell proliferation kinetics and metabolism under hypoxia. J Cell Physiol. 2010;223(1):27-35.
[24] Lavrentieva A, Majore I, Kasper C, Hass R. Effects of hypoxic culture conditions on umbilical cord-derived human mesenchymal stem cells. Cell Commun Signal. 2010;8:18.
[25] Krinner A, Zscharnack M, Bader A, Drasdo D, Galle J. Impact of oxygen environment on mesenchymal stem cell expansion and chondrogenic differentiation. Cell Prolif. 2009;42(4):471-84.
[26] Fehrer C, Brunauer R, Laschober G, Unterluggauer H, Reitinger S, Kloss F, G?lly C, Gassner R, Lepperdinger G. Reduced oxygen tension attenuates differentiation capacity of human mesenchymal stem cells and prolongs their lifespan. Aging Cell. 2007;6(6):745-57.
[27] Hung SC, Pochampally RR, Hsu SC, Sanchez C, Chen SC, Spees J, Prockop DJ. Short-term exposure of multipotent stromal cells to low oxygen increases their expression of CX3CR1 and CXCR4 and their engraftment in vivo. PLoS One. 2007;2(5):e416.
[28] Annabi B, Lee YT, Turcotte S, Naud E, Desrosiers RR, Champagne M, Eliopoulos N, Galipeau J, B?liveau R. Hypoxia promotes murine bone-marrow-derived stromal cell migration and tube formation. Stem Cells. 2003;21(3):337-47.
[29] D'Ippolito G, Diabira S, Howard GA, Roos BA, Schiller PC. Low oxygen tension inhibits osteogenic differentiation and enhances stemness of human MIAMI cells. Bone. 2006;39(3):513-22.
[30] Carrancio S, L?pez-Holgado N, S?nchez-Guijo FM, Villar?n E, Barbado V, Tabera S, D?ez-Campelo M, Blanco J, San Miguel JF, Del Ca?izo MC. Optimization of mesenchymal stem cell expansion procedures by cell separation and culture conditions modification. Exp Hematol. 2008;36(8):1014-21.
[31] Ivanovic Z, Hermitte F, Brunet de la Grange P, Dazey B, Belloc F, Lacombe F, Vezon G, Praloran V. Simultaneous maintenance of human cord blood SCID-repopulating cells and expansion of committed progenitors at low O2 concentration (3%). Stem Cells. 2004;22(5):716-24.
[32] Loetscher PD, Rossaint J, Rossaint R, Weis J, Fries M, Fahlenkamp A, Ryang YM, Grottke O, Coburn M. Argon: neuroprotection in in vitro models of cerebral ischemia and traumatic brain injury. Crit Care. 2009;13(6):R206.
[33] Maslova OO, Shuvalova NS, Sukhorada OM, Zhukova SM, Deryabina OG, Makarenko MV, Govseiev DO, Kordium VA. Heterogeneity of umbilical cords as a source for mesenchymal stem cells. Dataset Pap Biol. 2013;2013:1–4.
[34] Freshney RI. Animal cell culture a practical approach. Oxford University Press; 2nd edition 1986; 264 p.
[35] Ren H, Cao Y, Zhao Q, Li J, Zhou C, Liao L, Jia M, Zhao Q, Cai H, Han ZC, Yang R, Chen G, Zhao RC. Proliferation and differentiation of bone marrow stromal cells under hypoxic conditions. Biochem Biophys Res Commun. 2006;347(1):12-21.
[36] Wiseman H, Halliwell B. Damage to DNA by reactive oxygen and nitrogen species: role in inflammatory disease and progression to cancer. Biochem J. 1996;313 ( Pt 1):17-29.
[37] Fahlenkamp AV, Rossaint R, Haase H, Al Kassam H, Ryang YM, Beyer C, Coburn M. The noble gas argon modifies extracellular signal-regulated kinase 1/2 signaling in neurons and glial cells. Eur J Pharmacol. 2012;674(2-3):104-11.