بررسی اثر باکتریوفاژ M13 و پپتید RGD در القای آنژیوژنز و پتانسیل ترمیم سلول‌های فیبروبلاستی غدد لنفی موشی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 گروه ژنتیک، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 گروه ایمنولوژی، دانشکده پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی یاسوج، یاسوج، ایران

چکیده
اهداف: یکی از مهم‌ترین اهداف پزشکی بازساختی، تولید بافت‌های جایگزین با عملکرد صحیح است. سلول‌های فیبروبلاستی یکی از مهم‌ترین انواع سلول‌ها در فرآیند ترمیم هستند که در تشکیل عروق خونی نیز نقش دارند. تحریک سلول‌های فیبروبلاستی برای شروع تکثیر و فراخوان دیگر سلول‌ها و همچنین آنژیوژنز نیاز به سیگنال‌های بیرونی مناسب دارد. هدف از مطالعه حاضر بررسی اثرات باکتریوفاژ M۱۳ در ترکیب با پپتید RGD روی سلول‌های فیبروبلاستی است.

مواد و روش‌ها: برای این مطالعات، ابتدا باکتریوفاژ M۱۳ تکثیر و جداسازی شد. سپس پپتید RGD سنتز و خالص‌سازی شد در ادامه سلول‌های فیبروبلاستی جداسازی‌شده از موش، روی سطوح پوشش داده‌شده با باکتریوفاژ M۱۳، باکتریوفاژ M۱۳ و RGD، ژلاتین و سطوح کنترل به‌مدت ۴۸ساعت کشت داده شد. سپس برای اندازه‌گیری میزان تکثیر و بقای سلول‌ها تست MTT صورت گرفت و پس از آن میزان بیان ژن‌های FGF-۲، TGF-β۱ و VEGF-A به‌وسیله واکنش زنجیره‌ای پلیمراز در زمان واقعی (Real-Time PCR) اندازه‌گیری شد.

یافته‌ها: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که سطح باکتریوفاژ M۱۳ و RGD موجب افزایش تکثیر سلولی و میزان زنده‌ماندن سلول‌های فیبروبلاست گشته است. علاوه بر این، بیان ژن‌های FGF-۲، TGF-β۱ و VEGF-A در سلول‌های فیبروبلاست کشت داده‌شده روی سطح باکتریوفاژ M۱۳ و RGD به‌طور معنی‌دار افزایش یافت.

نتیجه‌گیری: تحقیق حاضر نشان داد که داربست‌هایی از جنس باکتریوفاژ M۱۳ و پپتید RGD به‌دلیل عدم سمیت و زیست‌سازگاربودن می‌توانند کاندید مناسبی برای القای ترمیم و آنژیوژنز در مهندسی بافت باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Bearinger JP, Terrettaz S, Michel R, Tirelli N, Vogel H, Textor M, et al. Chemisorbed poly (propylene sulphide)-based copolymers resist biomolecular interactions. Nat Mater. 2003;2(4):259-64. [Link] [DOI:10.1038/nmat851]
Falconnet D, Csucs G, Grandin HM, Textor M. Surface engineering approaches to micropattern surfaces for cell-based assays. Biomaterials. 2006;27(16):3044-63. [Link] [DOI:10.1016/j.biomaterials.2005.12.024]
Meredith Jr JE, Fazeli B, Schwartz MA. The extracellular matrix as a cell survival factor. Mol Biol Cell. 1993;4(9):953-61. [Link] [DOI:10.1091/mbc.4.9.953]
Théry M, Racine V, Pépin A, Piel M, Chen Y, Sibarita JB, et al. The extracellular matrix guides the orientation of the cell division axis. Nat Cell Biol. 2005;7(10):947-53. [Link] [DOI:10.1038/ncb1307]
Sevilla CA, Dalecki D, Hocking DC. Regional fibronectin and collagen fibril co-assembly directs cell proliferation and microtissue morphology. PloS One. 2013;8(10):e77316. [Link] [DOI:10.1371/journal.pone.0077316]
Kim Y, Ko H, Kwon IK, Shin K. Extracellular matrix revisited: Roles in tissue engineering. Int Neurourol J. 2016;20(Suppl 1):S23-9. [Link] [DOI:10.5213/inj.1632600.318]
Kim HD, Heo J, Hwang Y, Kwak SY, Park OK, Kim H, et al. Extracellular-matrix-based and Arg-Gly-Asp-modified photopolymerizing hydrogels for cartilage tissue engineering. Tissue Eng Part A. 2015;21(3-4):757-66. [Link] [DOI:10.1089/ten.tea.2014.0233]
Rossi E, Guerrero J, Aprile P, Tocchio A, Kappos EA, Gerges I, et al. Decoration of RGD-mimetic porous scaffolds with engineered and devitalized extracellular matrix for adipose tissue regeneration. Acta Biomater. 2018;73:154-66. [Link] [DOI:10.1016/j.actbio.2018.04.039]
Jin HE, Lee SW. Engineering of M13 bacteriophage for development of tissue engineering materials. In: Wege Ch, Lomonossoff GP, editors. Virus-derived nanoparticles for advanced technologies. New York: Springer; 2018. pp. 487-502. [Link] [DOI:10.1007/978-1-4939-7808-3_32]
Martin I, Suetterlin R, Baschong W, Heberer M, Vunjak‐Novakovic G, Freed LE. Enhanced cartilage tissue engineering by sequential exposure of chondrocytes to FGF‐2 during 2D expansion and BMP‐2 during 3D cultivation. J Cell Biochem. 2001;83(1):121-8. [Link] [DOI:10.1002/jcb.1203]
Trinkaus-Randall V, Nugent MA. Biological response to a synthetic cornea. J Control Release. 1998;53(1-3):205-14. [Link] [DOI:10.1016/S0168-3659(97)00254-X]
Xu X, Zheng L, Yuan Q, Zhen G, Crane JL, Zhou X, et al. Transforming growth factor-β in stem cells and tissue homeostasis. Bone Res. 2018;6:2. [Link] [DOI:10.1038/s41413-017-0005-4]
Rophael JA, Craft RO, Palmer JA, Hussey AJ, Thomas GPL, Morrison WA, et al. Angiogenic growth factor synergism in a murine tissue engineering model of angiogenesis and adipogenesis. Am J Pathol. 2007;171(6):2048-57. [Link] [DOI:10.2353/ajpath.2007.070066]
Andreopoulos FM, Persaud I. Delivery of basic fibroblast growth factor (bFGF) from photoresponsive hydrogel scaffolds. Biomaterials. 2006;27(11):2468-76. [Link] [DOI:10.1016/j.biomaterials.2005.11.019]
Fletcher AL, Malhotra D, Acton SE, Lukacs-Kornek V, Bellemare-Pelletier A, Curry M, et al. Reproducible isolation of lymph node stromal cells reveals site-dependent differences in fibroblastic reticular cells. Front Immunol. 2011;2:35. [Link] [DOI:10.3389/fimmu.2011.00035]
Jeschke B, Meyer J, Jonczyk A, Kessler H, Adamietz P, Meenen NM, et al. RGD-peptides for tissue engineering of articular cartilage. Biomaterials. 2002;23(16):3455-63. [Link] [DOI:10.1016/S0142-9612(02)00052-2]
Merzlyak A, Indrakanti Sh, Lee SW. Genetically engineered nanofiber-like viruses for tissue regenerating materials. Nano Lett. 2009;9(2):846-52. [Link] [DOI:10.1021/nl8036728]
Yoo SY, Shrestha KR, Jeong SN, Kang JI, Lee SW. Engineered phage nanofibers induce angiogenesis. Nanoscale. 2017;9(43):17109-17. [Link] [DOI:10.1039/C7NR03332J]
Chung WJ, Merzlyak A, Lee SW. Fabrication of engineered M13 bacteriophages into liquid crystalline films and fibers for directional growth and encapsulation of fibroblasts. Soft Matter. 2010;6(18):4454-9. [Link] [DOI:10.1039/c0sm00199f]
Zielins ER, Atashroo DA, Maan ZN, Duscher D, Walmsley GG, Hu M, et al. Wound healing: An update. Regen Med. 2014;9(6):817-30. [Link] [DOI:10.2217/rme.14.54]
Ruiter D, Bogenrieder T, Elder D, Herlyn M. Melanoma-stroma interactions: Structural and functional aspects. Lancet Oncol. 2002;3(1):35-43. [Link] [DOI:10.1016/S1470-2045(01)00620-9]
Hankemeier S, Keus M, Zeichen J, Jagodzinski M, Barkhausen T, Bosch U, et al. Modulation of proliferation and differentiation of human bone marrow stromal cells by fibroblast growth factor 2: Potential implications for tissue engineering of tendons and ligaments. Tissue Eng. 2005;11(1-2):41-9. [Link] [DOI:10.1089/ten.2005.11.41]
Crane JL, Cao X. Bone marrow mesenchymal stem cells and TGF-β signaling in bone remodeling. J Clin Invest. 2014;124(2):466-72. [Link] [DOI:10.1172/JCI70050]
Xu J, Lamouille S, Derynck R. TGF-β-induced epithelial to mesenchymal transition. Cell Res. 2009;19(2):156-72. [Link] [DOI:10.1038/cr.2009.5]