PL EN


Preferences help
enabled [disable] Abstract
Number of results
Journal
2013 | 41 | 2 | 15-24
Article title

Ocena potencjału proliferacji i zdolności formowania kolonii in vitro przez komórki izolowane z miazgi ludzkiego zęba (DPSC) oraz brodawki wierzchołkowej (SCAP) hodowane w warunkach standardowych oraz stymulujących różnicowanie

Content
Title variants
EN
In vitro analysis of the proliferation potential and colony forming effi ciency of stem cells isolated from dental pulp (DPSC) and apical papilla (SCAP), cultured in standard and pro-mineralizing condition
Languages of publication
PL
Abstracts
EN
Introduction. Recent data point to unerupted third molars as a promising source of stem cells (SC). Tooth derived SC are clonogenic and present a capacity for self-renewal and colony formation. Additionally, an environmental stimulation induces an in vitro differentiation of SC into multiple lineages, including odontoblasts. Aim of the study. The aim of the study was to evaluate the in vitro potential for proliferation and colony formation by stem cells derived from both dental pulp and apical papilla cultured in both standard medium (control and primary group) and medium modified with ingredients that stimulate mineralization (experimental group). Material and methods. Right after odontectomy the dental pulp and apical papilla were digested with dispase and collagenase type I. DPSCs and SCAPs were sorted using anti STRO-1, CD146, CD34, CD45 antibodies by means of the MACS method. Thereafter, the cells from the initial and control groups were cultured in a standard medium. The medium of the experimental group was additionally modified with ingredients that stimulated mineralization. To assess the cells commitment, the rate of proliferation and colony formation were examined. Results. The analysis showed that SCAPs from all the examined groups proliferated faster and formed more numerous and larger colonies compared to DPSCs. Environmental stimulation reduced proliferation and the ability to form colonies in both the DPSCs and SCAPs lineages. Conclusion. Faster proliferation and a higher ability to form colonies indicates the lower commitment of SCAPs compared to DPSCs. Additionally, the slower proliferation of stem cells from the experimental group suggests their more advanced commitment and differentiation. Although the SCAPs and DPSCs present different degrees of maturation, both cell lineages seem to be promising sources of stem cells.
PL
Wstęp. Niewyrznięte zęby mądrości są źródłem komórek macierzystych, które przy odpowiedniej stymulacji środowiska hodowlanego in vitro różnicują się w liczne linie rozwojowe m.in. odontoblasty, neurocyty, chondrocyty, adipocyty. Cel pracy. Porównanie in vitro potencjału proliferacji i tworzenia kolonii przez komórki izolowane z miazgi ludzkiego zęba (DPSC) oraz brodawki wierzchołkowej (SCAP), hodowanych w środowisku stymulującym mineralizację (grupa doświadczalna) oraz w warunkach standardowych (grupa wyjściowa i kontrolna). Materiał i metody. Po zabiegu odontektomii miazgę komorową oraz brodawkę wierzchołkową trawiono roztworem dyspazy i kolagenazy typu I, a pozyskane komórki hodowano w pożywce αMEM uzupełnionej surowicą bydlęcą, L-glutaminą oraz antybiotykami. Pożywkę w grupie doświadczalnej dodatkowo wzbogacano składnikami stymulującymi mineralizację. Mezenchymalny fenotyp komórek określono metodą MACS z użyciem przeciwciał przeciwko STRO-1 i CD146, a komórki hematopoetyczne i leukocyty eliminowano selekcją negatywną z użyciem przeciwciał przeciwko CD34 i CD45. Potencjał proliferacyjny szacowano pomiarem szybkości rozkładu soli tetrazolowej do formazanu, natomiast zdolność tworzenia kolonii oceniono barwieniem Giemsy. Wyniki. Analiza hodowli komórek DPSC i SCAP wykazała, że komórki SCAP we wszystkich badanych grupach dzieliły się szybciej oraz tworzyły większe i bardziej liczne kolonie w porównaniu z komórkami DPSC. Ponadto, promineralizacyjna stymulacja środowiska hodowlanego powodowała obniżenie zdolności formowania kolonii i spadek potencjału proliferacji w obu liniach komórkowych. Wnioski. Wysoki potencjał proliferacji oraz zdolność tworzenia licznych kolonii przez komórki SCAP dowodzi ich niższej dojrzałości komórkowej w porównaniu do komórek DPSC. Jednak zarówno SCAP jak i DPSC hodowane w środowisku promineralizacyjnym ulegają szybszemu różnicowaniu komórkowemu o czym świadczy ich niższy potencjał do samoodnawiania i spowolnienie procesów proliferacyjnych. Pomimo różnic w dojrzałości komórkowej komórek pochodzących z obu linii komórkowych, zarówno miazga zęba jak i brodawka wierzchołkowa niewyrzniętych zębów ósmych są cennym źródłem mezenchymalnych komórek macierzystych.
Discipline
Journal
Year
Volume
41
Issue
2
Pages
15-24
Physical description
Dates
published
2013
References
  • [1] Kadar K., Kiraly M., Porcsalmy B., Molnar B., Racz G.Z., Blazsek J., Kallo K., Szabo E.L., Gera I., Gerber G., Varga G. Differentiation potential of stem cells from human dental origin – promise for tissue engineering. J Physiol Pharmacol. 2009,60(Supl. 7):167–75.
  • [2] Lohberger B., Payer M., Rinner B., Kaltenegger H., Wolf E., Schallmoser K., Strunk D., JakseN. Tri – lineage po- tential of intraoral tissue – derived mesenchymal stromal cells. J Craniomaxillofac Surg. 2013;41(2):110–118.
  • [3] Sprio A.E., Di Scipio F., Raimondo S., Salamone P., Pagliari F., Pagliari S., Folino A., Berta G.N. Self – renewal and multipotency coexist in a long – term cultured adult rat dental pulp stem cells line: An exception to the rule? Stem Cells Dev. 2012;21(18):3278–3288.
  • [4] Tamaki Y., Nakahara T., Ishikawa H., SatoS. In vitro analysis of mesenchymal stem cells derived from human teeth and bone marrow. Odontology. 2013;10.1007/s10266–012 –0075–0.
  • [5] Kopen G.C., Prockop D.J., Phinney D.G. Marrow stromal cells migrate throughout forebrain and cerebellum, and they differentiate into astrocytes after injection into neonatal mouse brains. Proc Natl Acad Sci USA. 1999;96:10711.
  • [6] Muraglia A., Cancedda R., Quarto R. Clonal mesenchymal progenitors from human bone marrow differentiate in vitro according to a hierarchical model. J Cell Sci. 2000; 113(Pt. 7):1161.
  • [7] Minguel J.J., Erices A., Conget P. Mesenchymal steam cells. Exp Biol Med. 2001;226:507–20.
  • [8] Bianco P., Riminucci M., Gronthos S., Gehron Robey P. Bone marrow stromal cells: nature, biology and potential application. Stem Cells. 2001;19:180–192.
  • [9] Gronthos S., Zanettino A.C., Hay S.J., Shi S., Graves S.E., Kortiesids A., Simmons P.J. Molecular and cellular char- acterisation of highly purified stromal cells derived from human bone marrow. J Cell Sci. 2003;116:1827–1835.
  • [10] Undale A.H., Westendorf J.J., Yaszemski M.J., Khosla S. Mesenchymal stem cells for bone repair and metabolic bone diseases. Mayo Clin Proc. 2009;84(10):893–902.
  • [11] Kolf C.M., Cho E., Tuan R.S. Mesenchymal stromal cells. Biology of adult mesenchymal stem cells: regulation of niche, self-renewal and differentiation. Arthritis Res Ther. 2007;9(1):204–214.
  • [12] Grove J.E., Bruscia E., Krause D.S. Plasticity of bone marrow-derived stem cells. Stem Cells. 2004;22:487–500. pulp. J Bone Miner Res. 2003;18:696–704.
  • [13] Sedgley C.M., Botero T.M. Dental stem cells and their sources. Dent Clin North Am. 2012;56:549–561.
  • [14] Akiyama K., Chen C., Gronthos S., Shi S. Lineage differentiation of mesenchymal stem cells from dental pulp, apical papilla and periodontal ligament. Methods Mol Biol. 2012;887:111–121.
  • [15] Gronthos S., Brahim J., Li W., Fisher L.W., Cherman N., Boyde A., DenBesten P., Gehron Robey P., Shi S. Stem cell properties of human dental pulp stem cells. J Dent Res. 2002;81:531–535.
  • [16] Miura M., Gronthos S., Zhao M., Lu B., Fisher L.W., Robey P.G., Shi S. SHED: Stem cells from human exfoliated de- ciduous teeth. Proc Natl Acad Sci USA. 2003;100(10): 5807–5812.
  • [17] Huang G.T., Sonoyama W., Liu Y., Liu H., Wang S., Shi S. The hidden treasure in apical papilla: the potential role in pulp/dentin regeneration and bioroot engineering. J En- dod. 2008;34(6):645–651.
  • [18] Krebsbach P.H., Kuznetsov S.A., Satomura K., Emmons R.V., Rowe D.W., Robey P.G. Bone formation in vivo: comparison of osteogenesis by transplanted mouse and human marrow stromal fibroblasts. Transplantation. 1997;63:1059–1069.
  • [19] Gronthos S., Mankani M., Brahim J., Robey P.G., Shi S. Postnatal human dental pulp steam cells (DPSCs) in vitro and in vivo. Proc Natl Acad Sci USA. 2000;97:13625– 13630.
  • [20] Sonoyama W., Liu Y., Yamaza T., Tuan R.S., Wang S., Shi S., Huang G.T. Characterization of apical papilla and its residing stem cells from human immature permanent teeth – a pilot study. Journal of Endodontics. 2008;34:166–171.
  • [21] Sonoyama W., Liu Y., Fanf D. Mesenchymal stem cell-mediated functional tooth regeneration in Swine. 2006;1(1):e79. DOI:10.1371/journal. pone.0000079.
  • [22] Abey S., Yamaguchi S., Amagasa T. Multilineage cells from apical pulp of human tooth with immature apex. Oral Science International. 2007;4:45–58.
  • [23] Huang G.T., Gronthos S., Shi S. Mesenchymal stem cells derived from dental tissuues vs. those from other sourc- es: their biology and role in regenerative medicine. J Dent Res. 2009;88:792–806.
  • [24] Karaoz E., Dogan B., Aksoy A., Gacar A., Akyuz S., Genc Z., Yuruker S., Duruksu G., Demircan P., Sariboyaci A. Isolation and in vitro characterisation of dental pulp stem cells from natal teeth. Histochemistry and Cell Biology. 2010;133:95–112.
  • [25] Kadar K., Kiraly M., Porcsalmy B., Molnar B., Racz G.Z., Blazsek J., Kallo K., Szabo E.L., GeraI., Gerber G., Varga G. Journal of Physiology and Pharmacology., 2009;60:167–175.
  • [26] Wang S., Mu J., Fan Z., Yu Y., Yan M., Lei G., Tang C., Wang Z., Zheng Y., Yu J., Zhang G. Insuline-like growth factor 1 can promote the osteogenic differentiation and osteogenesis of stem cells from apical papilla. Stem Cells Research. 2012;8:346–356.
  • [27] Petrovic V., Stefanovic V. Dental tissue – new source for stem cells. The Scientific World Journal. 2009;9:1167–1177.
  • [28] Shi S., Gronthos S. Perivascular niche of postnatal mesenchymal stem cells in human bone marrow and dental pulp. Journal of Bone and Mineral Research. 2003;18(4):696–704.
  • [29] Gotlieb E.L., Murray P.E., Namerow K.N., Kuttler S., Garcia-Godoy F. An ultrastructural investigation of tissue-engineered pulp constructs implanted within endodontically treated teeth. JADA. 2008;139:457–465.
  • [30] Yu J., Deng Z., Shi J., Zhai H., Nie X., Zhuang H., Li Y., Jin Y. Differentiation of dental pulp cells into regular-shaped dentin pulp complex induced by tooth germ cell condi- tioned medium. Tissue Eng. 2006;11:3097–3105.
  • [31] Batouli S., Miura M., Brahim J., Tsutsui T.W., Fisher L.W., Gronthos S., Robey G. Comparsion of stem-cell-mediat- ed osteogenesis and dentinogenesis. Journal of Dental Research. 2003;82:976–981.
  • [32] Bakopoulou A., Leyhausen G., Volk J., Tsiftsoglou A., Garefis P., Koidis P., Geurtsen W. Comparative analysis of in vitro osteo/odontogenic differentiation potential of human dental pulp stem cells (DPSCs) and stem cells from the apical papilla (SCAPs). Archives of Oral Biology. 2011;56:709–721.
  • [33] Maciejewska I. Wpływ zmian ekspresji genu TWIST1 i czynnika transkrypcyjnego E2A na różnicowanie i roz- wój komórek macierzystych z ludzkich zębów mlecznych i stałych oraz zawiązków zębów myszy. Annales Acade- miae Medicae Gedanensis. 2009;29(Supl. 4).
  • [34] Fuller G.M., Shields D.: Podstawy molekularne biologii komórki. Aspekty Medyczne, Wydanie I. Wydawnictwo LekarskiePZWL; 2000.
  • [35] Liu H., Gronthos S., Shi S. Dental Pulp Stem Cells. Methods In Enzymology. 2006;419:99–113.
  • [36] Perry B.C., Zhou D., Wu X., Yang F.C., Byers M.A., Chu T.M., Hockema J.J., Woods E.J., Goebel W.S. Collection, Cryopreservation, and Characterization of Human Den- tal Pulp-Derived Mesenchymal Stem Cells for Banking and Clinical Use, Tissue Engineering: Part C.2008;14(2): 149–156.
  • [37] Suchanek J., Soukup T., Visek B., Ivancakova R., KucerovaL., Mokry J. Dental Pulp Stem Cells and Their Characterization. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub. 2009;153(1):31–36.
  • [38] Guan Z., Shi S., Kamolmatyakul S. Proliferation and mineralization ability of dental pulp cells derived from prima- ry and permanent teeth, Songklanakarin J Sci Technol. 2011;33(2):129–134.
Document Type
article
Publication order reference
YADDA identifier
bwmeta1.element.psjd-1732-0801-2
Identifiers
JavaScript is turned off in your web browser. Turn it on to take full advantage of this site, then refresh the page.