Differentiation Potentials of Canine Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells

Abstract

บทคัดย่อ

เซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคม์ (MSCs) เป็นเซลล์ที่มีความสามารถในการเจริญเพิ่มจำนวนได้เองและสามารถพัฒนาเป็นเซลล์จำเพาะหลายชนิดโดยเฉพาะเซลล์ในกลุ่มเนื้อเยื่อชั้นกลาง การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาวิธีการเก็บ การพิสูจน์ และการตรวจสอบคุณสมบัติการเจริญเปลี่ยนแปลงของเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคม์ของสุนัข ภายหลังการเก็บของเหลวจากโพรงกระดูกสุนัข ทำการเลี้ยงเซลล์เพื่อเพิ่มจำนวนและทำการตรวจลักษณะรูปร่างและอัตราเร็วของการเพิ่มจำนวนเซลล์เป็นสองเท่า จากนั้นทำการตรวจการแสดงออกของโปรตีนบนผิวเซลล์ชนิด CD 34 CD 44 CD 90 ด้วยเทคนิคโฟลวไซโตเมตรี และตรวจคุณสมบัติของเซลล์ในการเจริญเปลี่ยนแปลงเป็นเซลล์ในกลุ่มเนื้อเยื่อชั้นกลาง (กระดูก กระดูกอ่อน และ ไขมัน) และเนื้อเยื่อชั้นนอก (เซลล์ประสาท) ใช้เทคนิคทางจุลพยาธิวิทยาร่วมกับการย้อมสี VonKossa และ Alcian blue รวมถึงการแสดงออกของ mRNA ต่อยีน GLA และ COL1A1 ในการตรวจวินิจฉัยกระดูกและกระดูกอ่อนตามลำดับ และใช้ Oil Red O ในการตรวจเนื้อเยื่อไขมันเซลล์ MSCs ที่เกาะบนจานเพาะเลี้ยงพลาสติกมีคุณสมบัติในการแบ่งตัวโดยมีค่าเฉลี่ยของระยะเวลาการเพิ่มจำนวนเป็นสองเท่าเท่ากับ 35.4±9.3 ชั่วโมง

เซลล์ MSCs มีลักษณะคล้ายเซลล์ไฟโบรบลาส ให้ผลบวกต่อการแสดงออกของโปรตีนจำเพาะต่อเซลล์ MSC (CD44 และ CD 90) ในขณะที่เซลล์จำนวนน้อยกว่าร้อยละ 5 ให้ผลบวกต่อเซลล์ต้นกำเนิดเลือด (CD 34) จากการตรวจคุณสมบัติของเซลล์ด้วยเทคนิคทางจุลพยาธิวิทยาและการแสดงออกของยีน พบว่าเซลล์เหล่านี้สามารถเจริญพัฒนาเป็นเซลล์กระดูก กระดูกอ่อน และ เซลล์ไขมันได้การศึกษาครั้งนี้สรุปว่าเซลล์ MSCs ที่เจาะเก็บจากโพรงกระดูกสุนัขมีความสามารถในการเจริญพัฒนาในจานเพาะเลี้ยงให้เป็นเซลล์ในกลุ่มเนื่อเยื่อชั้นกลางได้

คำสำคัญ: ไขกระดูก สุนัข เซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคม์

Abstract

Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent cells that have characteristics of self-renewal anddifferentiation into various specific cell types, in particular mesodermal lineages. This study aimed at isolating,identifying and examining the differentiation capability of canine MSCs. Bone marrow aspirates were obtained from4 dogs. Putative MSCs were then cultured in MSC medium and subpassaged. At the 3rd to 5th passages, MSCs wereexamined for their morphology and doubling time. Two cell lines were examined for the expression of CD 34, CD 44and CD 90, using flow cytometry. The in vitro differentiation of these MSCs into mesodermal lineages (bone, cartilageand adipose tissues) and ectodermal lineage (neuron) was performed using osteogenic, chondrogenic, adipogenic andneurogenic media, respectively. Histological examinations (Von Kossa and alcian blue staining) and mRNAexpressions (GLA and COL1A1) were used to examine the bone and cartilage differentiation, while Oil red O stainingwas used to determine adipogenic differentiation.

Plastic-adhered MSCs had high potential for cell division, with a mean doubling time of 35.4±9.3 hours.These fibroblast-like MSCs expressed MSCs markers (CD 44 and CD 90), while fewer than 5% of these MSCs weretested positive to a hemopoietic stem cell marker (CD34). Based on the histological examinations and geneexpressions, these cells demonstrated the ability to differentiate into bone, cartilage and adipose tissues. Inconclusion, MSCs can be isolated from canine bone marrow and these cells are capable of in vitro differentiation intospecific mesodermal lineages.

Keywords: bone marrow, canine, mesenchymal stem cells