Исследование остеогенного потенциала мезенхимных клеток костного мозга животных при воздействии различных факторов остеогенеза

ГУ «НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН», г. Томск

Актуальность. Одним из наиболее перспективных и результативных направлений современной биомедицины является тканевая инженерия. Функциональный инжиниринг костно-хрящевых тканей обычно включает использование дифференцированных клеток. Прогени-торные или мезенхимальные стволовые клетки костного мозга вследствие большего пролиферативного потенциала позволяют в кратчайшие сроки создать биопротез. В настоящее время в публикациях сообщается об использовании в качестве стимулятора остеогенеза комбинации трёх веществ: в-глицерофосфата, аскорбиновой кислоты и дексаметазона – для создания разного рода остеогенных имплантатов, используемых в заместительной терапии. Немаловажной задачей является исследование влияния вышеперечисленных факторов на процесс остеогенной дифференцировки и прежде всего исследование зависимости доза-эффект с целью подбора оптимальной концентрации реагентов, необходимой для быстрой и качественной репарации кости. Несомненно, важным является изучение временной характеристики дифференцировки (экспрессия маркерных генов – остеопонтина, остеокальцина), так как процесс дифференцировки обусловлен изменением уровня экспрессии той или иной группы генов для остеогенных клеток, также характерно снижение продукции белков, участвующих в пролиферации, адгезии, и повышение транскрипции генов остеобласт-специфических белков.

Цель – сравнение влияния аскорбиновой кислоты, в-глицерофосфата и их комбинаций на отложение кальциевого матрикса в культуре мезенхимных клеток костного мозга, а также изучение временной характеристики экспрессии маркерных генов.

Материал и методы. Объектом исследования являлись культуры мезенхимных клеток костного мозга, полученных от двенадцати мышей линии CBA/j57, массой 18–20 г, возрастом 6–8 нед и индуцированные к остеогенной дифференцировке аскорбиновой кислотой, в-глицерофосфатом и их комбинацией. Методы исследования: методики гистохимического вы- явления отложений фосфорнокислого кальция ализариновым красным S и азотнокислым серебром по ван Косса. Экспрессию гена осте-опонтина оценивали методом обратно-транскриптазной полимеразной цепной реакции с использованием коммерческих наборов РЕВЕРТА, Ампли-Сенс.

Результаты. В результате экспериментов было показано, что под влиянием аскорбиновой кислоты происходит отложение фосфорнокислого кальция непосредственно в области клеточных ассоциатов, под влиянием в-глицерофос-фата происходит минерализация межклеточного матрикса, а при использовании сочетания двух факторов остеогенеза наблюдается смежный вариант, то есть минерализуются и клеточные ассоциаты, и межклеточный матрикс. Что касается исследования экспрессии гена остеопонти-на, в данной серии экспериментов во временном интервале в течение 4 нед не было отмечено изменения экспрессии белка остеопонтина. Отмечено также, что экспрессия белка исчезала на пятой неделе культивирования. Этот срок соответствует полной дифференцировке остеогенных клеток-предшественников в остеоциты.

Выводы. Выявлены отличия в отложении кальциевого матрикса при индукции разными факторами остеогенеза и их сочетанием.