Bone Marrow-Derived Human Mesenchymal Stem Cells Werden Auf Weichen Substraten Quieszent, Bleiben jedoch Reaktiv Auf Chemische oder Mechanische Stimuli

Das Mikroenvironment von aus Knochenmark stammenden menschlichen mesenchymalen Stammzellen (hMSCs) reguliert streng ihre Selbsterneuerung und Differenzierung. Die Ex-vivo-Kultur dieser Zellen führt zu einer schnellen Expansion, gefolgt von Seneszenz, die durch einen Mangel an Proliferation und Differenzierung gekennzeichnet ist. In dieser Studie wurden 250-Pa-Polyacrylamidgele, die die Elastizität von Knochenmark- und Fettgeweben nachahmen, mit einer Mischung aus Kollagen Typ 1 und Fibronectin beschichtet. Als hMSCs spärlich auf diesen Gelen ausgesät wurden, stoppten sie den Verlauf des Zellzyklus trotz Anwesenheit von Serum, aber wenn sie auf ein steifes Substrat präsentiert wurden, traten diese nicht-proliferativen Zellen wieder in den Zellzyklus ein. Nicht-proliferative hMSCs auf 250-Pa-Gelen zeigten außerdem die Fähigkeit, sich in Adipozyten zu differenzieren, wenn sie in adipogenen Induktionsmedium kultiviert oder in Osteoblasten differenziert wurden, wenn sie auf ein steifes Substrat übertragen und mit Osteoblast-Induktionsmedium inkubiert wurden. Diese Ergebnisse zeigen, dass hMSCs auf 250-Pa-Gelen quieszent, jedoch kompetent sind, um die Proliferation wieder aufzunehmen oder mit geeigneten Signalen die terminale Differenzierung einzuleiten. Diese Beobachtungen legen nahe, dass mechanische Signale von der Elastizität der extrazellulären Matrix einer der Faktoren sein könnten, die es dem Knochenmarknische ermöglichen, MSCs über einen langen Zeitraum als Reservoir zu halten.