Please use this identifier to cite or link to this item:
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19107
Title: | Influence of Mechanical Compression on Stem Cell Property in Human PDL Cells |
Other Titles: | อิทธิพลของแรงเชิงกลต่อความเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์เนื้อเยื่อเอ็นยึดปริทันต์ |
Authors: | Chidchanok Leethanakul Panita Panchamanon Faculty of Dentistry คณะทันตแพทยศาสตร์ |
Keywords: | Periodontal ligament;Stem cells |
Issue Date: | 2017 |
Publisher: | Prince of Songkla University |
Abstract: | Periodontal ligament (PDL) is a mechanical responsive tissue that subject to mastication and orthodontic force. PDL contains heterogenous cell population including residual stem cells, that play roles in maintaining PDL homeostasis. Evidences suggested that mechanical stimuli could modulate stem cell fate, however, the role of mechanical stimulation in stem cells properties of PDL stem cells is still unclear. Objective: To investigate the stem property alteration in human PDL cells under the influence of compressive force. Material and Methods: PDL stem cells were isolated from healthy periodontal tissue obtained from third molar extracted teeth. The characteristics of PDL stem cells were confirmed by the expression of CD73, CD90 and CD105 as well as the ability to differentiate into osteoblast-like cells. The 3rd - 5th passage of human PDL cells were used in the study. Cells were subjected to varied magnitude of static compressive force for 24 hours (control, 0.5g/cm', 1.0g/cm', 1.5g/cm* and 2.0g/cm*). MTT assay, CFU-F assay, flow cytometry for immunophenotyping (STRO-1, CD73, CD90, CD105) and qPCR for gene expression were used to determine the stem property. The expression of periostin, a forced-responsive matricellular protein, was also examined. Result: A biphasic dose response of periostin expression was observed. Periostin was expressed maximum at 1.0g/cm compression then declined. Nanos, Oct, stemness regulatory gene, and osx, osteogenic differentiation marker, were expressed in consistent pattern with periostin expression. A correlation coefficient analysis also showed strong relationship between periostin and Nanog expression. CFU-F assay was used to represent the self renewal capacity. The results showed that CFU-F increased at 1.0g/cm? and decreased at 0.5g/cm'. All cell surface markers were expressed in all samples but no difference was found between groups. Conclusion: The results showed compressive force could effects stem cell fate in differential manner. The changes in periostin expression was associated with the self-renewal capacity changes. Increased periostin due to compressive force might play a role in stem properties in PDL, since periostin function involved Wnt signaling and PIK/Akt signaling via integrin that regulate stemness in many stem cell systems. |
Abstract(Thai): | เอ็นยึดปริทันต์เป็นอวัยวะที่เกี่ยวข้องกับการรับแรง จากการบดเคี้ยวและแรงในการ จัดฟัน โดยเอ็นยึดปริทันต์ประกอบด้วยกลุ่มเซลล์หลากหลายชนิด รวมถึงเซลล์ต้นกำเนิดซึ่งมีบทบาทในการรักษาภาวะสมดุลภายในของเอ็นยึดปริทันต์ หลักฐานเชิงประจักษ์นำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับแรงเชิงกลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาวะของเซลล์ต้นกำเนิดชนิดมีเซนไคม์ (Mesenchymal stem cells)แต่อิทธิพลของการกระตุ้นเชิงกลต่อการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเซลล์ต้นกำเนิดในเอ็นยึดปริทันต์นั้นยังไม่เป็นที่แน่ชัด วัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติความเป็นเซลล์ต้นกำเนิดในเซลล์เอ็นยึดปริทันต์ภายใต้อิทธิพลของแรงกด วิธีวิจัย เซลล์เนื้อเยื่อเอ็นปริทันต์มนุษย์จากฟันกรามซี่ที่ 3 ทำการทดสอบเพื่อยืนยันคุณลักษณะสำคัญของเซลล์ต้นกำเนิดโดยดูการแสดงออกเฉพาะบนผิวเซลล์ต่อ CD73, CD90, CD105 และความสามารถในการเจริญพัฒนาไปเป็นเซลล์กระดูก (Osteoblast) และเซลล์ไขมัน (Adipocyte) ได้ การศึกษาครั้งนี้ใช้เซลล์ใน passage ที่ 3-5 โดยให้แบ่งกลุ่มและให้แรงกดแก่เซลล์ด้วยน้ำหนักที่แตกต่างกัน (กลุ่มควบคุม, 0.5 ก/ชม?, 1.0 ก/ชม?, 1.5~/ชม?, 2.0 ก/ซม?) เป็นเวลา 24 ชั่วโมง จากนั้นทำการทดสอบโดยวิธี MTT assay, CFU-F assay, flow cytometry เพื่อดูการแสดงเฉพาะบนผิวเซลล์ต่อ STRO-1, CD73, CD90 และ CD105 และวัดปริมาณการแสดงออกของยีน (gene)ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติของเซลล์ต้นกำเนิด รวมถึงเพอริออสติน (periositin) ซึ่งเป็นเมทริกซ์เซลลูลาร์โปรตีนที่ตอบสนองต่อแรง ด้วยวิธีควอนทิเททีฟเรียลไทม์พีซีอาร์ (quantitative real-time PCR) ผลการศึกษา เพอริออสตินตอบสนอง ต่อแรงขนาดต่างๆแบบไบเฟสิก (biphasic effect) โดยมีการแสดงออกสูงสุดของเพอริออสตินเมื่อให้แรงขนาด 1.0 ก/ซม? และลดลงเมื่อได้รับแรงเพิ่มขึ้น ยืนทีจีเอฟเบต้า (TGF-B) นานอก (Nanog) ออคโฟ (Oct4)และออสเทอริกซ์ (Osx) ก็ให้ผลในทำนองเดียวกัน CFU-F assay ซึ่งแสดงถึงความสามารถในการแบ่ง ตัวทดแทนตัวเองได้ (self renwewal) พบการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อให้แรง 1.0 ก/ชม? แต่ลดลงเมื่อให้แรง 0.5 ก/ชม? ไม่พบความแตกต่างระหว่างกลุ่มของการแสดงออกเฉพาะบนผิวเซลล์ทั้งหมด นอกจากนี้ยังพบความสัมพันธ์ระหว่างการแสดงออกของเพอริออสตินและนานอกภายใต้แรงกด สรุปผลการศึกษา แรงกดมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาวะของเซลล์ต้นกำเนิดทั้งความสามารถในการแบ่งทดแทนตัวเองและความสามารถในการพัฒนาเจริญไปเป็นเซลล์กระดูกรวมถึงการแสดงออกของยืนเพอ-ริออสตินโดยขึ้นกับขนาดของแรง การแสดงออกของเพอริออสตินอันเนื่องมาจากแรงกดมีความสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของความสามารถในการแบ่งตัวทดแทน ซึ่งเป็นไปได้ว่าเพอริออสตินมีบทบาทในการรักษาคุณสมบัติของเซลล์ต้นกำเนิดในเอ็นยึดปริทันต์ ทั้งนี้เพอริออสตินมีหน้าที่เชื่อมโยงกับการส่งสัญญาณของ Wnt และ PI3K/Akt ผ่านทางอินทิกริน (Intergrin) ซึ่งทำหน้าที่ควบคุม คุณสมบัติของเซลล์ต้นกำเนิดในหลายๆระบบ |
Description: | Ph.D. (Oral Health Sciences), 2017 |
URI: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19107 |
Appears in Collections: | 650 Thesis |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
423569.pdf | 77.82 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License