FUNCTIONAL ACTIVITY AND MORPHOLOGICAL PECULIARITIES OF MESENCHIMAL STEM CELLS DURING IN VITRO CULTIVATION CONDITIONS
Анотація
The studies were conducted on 2-3-months-old males of
C57BL/6 mice weighing 20-24 g. Obtaining and cultivating of mesenchimal
stem cells (MSCs) were carried out in a sterile laminar box with compliance of
conditions of asepsis and antiseptics. MSCs of the 2, 4, 7 and 12 passages
were analyzed. Morphometric analysis was performed using a light
microscopy. Morphometric parameters such as cell and nucleus area or
nuclear-cytoplasmic ratio (NCR) were calculated using the Axiovision light
microscope (Carl Zeiss, Germany) and ImageJ 1.45 software. Trypan blue
dye used for investigation of the viability of MSC.
The morphological features of cells during cultivation changes: at first
cells have a spindle-like shape with two long cytoplasmic processes, located
bipolar. In later passages, cells have a significant number of cytoplasm
processes, bipolar arrangement of processes changes to stellar. The NCR
index of MSC significant decreases at the 4 passage by 12,9 % (p ≤ 0,05), at
the 7 passage - by 35,3 % (p <0,001), at the 12 passage - by 76,6 % (p
<0,001) compared to the initial state. The proliferative activity of the MSC of
the bone marrow during cultivation significantly dereases at the later
passages. Cell resistance to apoptosis induced by cultivation in the serum-free
medium is fairly high. The number of cells in the state of apoptosis was
14,0±1,74 at the 4 passage and was reliably increased at the 12 passage to
22,67±1,55 % (p ≤ 0,05) during cultivation.
Keywords: mesenchimal stem cells, morphometric analysis,
viability, apoptosis
Посилання
Achille, V., Mantelli, M., Arrigo, G., Novara, F., Avanzini, M. A., Bernardo,
M. E., Zuffardi, O., Barosi, G., Zecca, M., Maccario, R. (2011). Cell-cycle phases and
genetic profile of bone marrow-derived mesenchymal stromal cells expanded in vitro
from healthy donors. J. Cell Biochem., 112 (7), 1817−1821. doi: 10.1002/jcb.23100.
Alfaifi, M., Eom, Y. W., Newsome, P. N., Baik, S. K. (2018). Mesenchymal
stromal cell therapy for liver diseases. J. Hepatol., 68 (6), 1272−1285. doi:
1016/j.jhep.2018.01.030. Epub 2018 Feb
Bonab, M. M., Alimoghaddam, K., Talebian, F., Ghaffari, S. H.,
Ghavamzadeh, A., Nikbin, B. (2006). Aging of mesenchymal stem cell in vitro. BMC
Cell Biol., 7, 14. PMID:16529651; http://dx.doi.org/10.1186/1471- 2121-7-14.
Bortolotti, F., Ukovich, L., Razban, V., Martinelli, V., Ruozi, G., Pelos, B.,
Dore, F., Giacca, M., Zacchigna, S. (2015). In Vivo Therapeutic Potential of
Mesenchymal Stromal Cells Depends on the Source and the Isolation Procedure.
Stem Cell Reports, 4, 332–339.
Boward, B., Wu, T., Dalton, S. (2016). Control of cell fate through cell
cycle and pluripotency networks. Stem Cells, 34 (6), 1427–1436. doi:
1002/stem.2345
Christ, B., Bruckner, S., Winkler, S. (2015). The therapeutic promise of
mesenchymal stem cells for liver restoration. Trends Mol Med., 21, 673–768.
Dmitrieva, R., Minullina, I. R., Bilibina, A. A., Tarasova, O. V., Anisimov, S.
V., Zaritskey, A. Y. (2012). Bone marrow- and subcutaneous adipose tissue-derived
mesenchymal stem cells Differences and similarities. Cell Cycle, 11 (2), 377−383.
El Baz, H., Demerdash, Z., Kamel, M., Atta, S., Salah, F., Hassan, S.
(2018). Transplant of hepatocytes, undifferentiated mesenchymal stem cells, and in
vitro hepatocyte-differentiated mesenchymal stem cells in a chronic liver failure
experimental model: a comparative study. Exp. Clin. Transplant., 16, 81–89.
Grzesiak, J., Marycz, K., Czogala, J., Wrzeszcz, K., Nicpon, J. (2011).
Comparison of behavior, morphology and morphometry of equine and canine
adipose derived mesenchymal stem cells in culture. Int. J. Morphol., 29 (3),
−1017.
Katsube, Y., Hirose, M., Nakamura, C., Ohgushi, H. (2008). Correlation
between proliferative activity and cellular thickness of human mesenchymal stem
cells. Biochem. Biophys. Res. Commun., 368 (2), 256−260. doi:
1016/j.bbrc.2008.01.051. Epub 2008 Jan 22.
Maciel, B., Rebelatto, C., Brofman, P., Brito, H. et al. (2014). Morphology
and morphometry of feline bone marrow-derived mesenchymal stem cells in culture.
Pesq. Vet. Bras., 34 (11), 1127−1134.
Soufi, A., Dalton, S. (2016). Cycling through developmental decisions: how
cell cycle dynamics control pluripotency, differentiation and reprogramming.
Development, 143 (23), 4301−4311.
Volk, S., Theoret, C. (2013). Translating stem cell therapies: the role of
companion animals in regenerative medicine. Wound Repair Regen., 3, 382–394.
Kladnitska, L. V., Mazurkevich, A. J., Kovpak, V. V. (2014). Otrymannya
adhezyvnoyi fraktsiyi mononuklearnykh klityn kistkovoho mozku liniynykh myshey C
BL/6 za riznykh umov vydilennya pervynnoho materialu ta kulʹtyvuvannya u
seredovyshchi RPMI [Receipt of adhesive fraction of mononuclear cells of bone
marrow of linear mice C 57BL/6 under different conditions of primary material
isolation and cultivation in RPMI medium]. Bulletin of the Sumy National Agrarian
University: Series «Veterinary Medicine», 1 (34), 19–22.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
