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Inverse Regulation of Cartilage Neogenesis at Physiologically Relevant Calcium Conditions by Human Articular Chondrocytes and Mesenchymal Stromal Cells.

生理的カルシウム濃度条件下におけるヒト関節軟骨細胞と間葉系間質細胞による軟骨新生の逆調節 (機械翻訳の邦題)

Cells2023Hammersen T, Buchert J, Zietzschmann S, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象ヒト

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研究デザイン
その他の原著論文
対象
ヒト
出版年
2023
出典
doi.org
抄録の表示
表示あり
出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/04
鮮度
確認期限内
確認段階
自動処理
記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

本研究は、細胞外カルシウム濃度を生理的レベルに上昇させることで、軟骨組織工学における細胞外マトリックス産生を簡便かつ低コストで促進できるか検討した。ヒト関節軟骨細胞(AC)と骨髄由来間葉系間質細胞(BMSC)を1.8 mMから8 mMのカルシウム濃度で軟骨形成培養したところ、BMSCではGAGとII型コラーゲン産生が増加したが、ACでは減少し、BMSC由来の新生軟骨でGAG/DNA比がAC群の2倍となった。この効果はCaCl2特異的であり、Mg2+やスクロースでは再現されなかった。また、カルシウム処理は肥大化形質を刺激しなかった。ACでは8.0 mMカルシウムによりPTHrPのmRNAとタンパク質が特異的に誘導され、組換えPTHrP1-34が軟骨マトリックス産生を抑制したことから、PTHrP経路がACでの悪影響に関与することが示唆された。以上より、細胞外カルシウム濃度の上昇はBMSCベースの軟骨新生の新規かつ簡便な促進法であるが、ACには不適切であることが明らかとなった。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

Elaborate bioreactor cultivation or expensive growth factor supplementation can enhance extracellular matrix production in engineered neocartilage to provide sufficient mechanical resistance. We here investigated whether raising extracellular calcium levels in chondrogenic cultures to physiologically relevant levels would provide a simple and inexpensive alternative to enhance cartilage neogenesis from human articular chondrocytes (AC) or bone marrow-derived mesenchymal stromal cells (BMSC). Interestingly, AC and BMSC-derived chondrocytes showed an opposite response to a calcium increase from 1.8 mM to 8 mM by which glycosaminoglycan (GAG) and collagen type II production were elevated during BMSC chondrogenesis but depressed in AC, leading to two-fold higher GAG/DNA values in BMSC-based neocartilage compared to the AC group. According to control treatments with Mg2+ or sucrose, these effects were specific for CaCl2 rather than divalent cations or osmolarity. Importantly, undesired pro-hypertrophic traits were not stimulated by calcium treatment. Specific induction of PTHrP mRNA and protein by 8.0mM calcium only in AC, along with negative effects of recombinant PTHrP1-34 on cartilage matrix production, suggested that the PTHrP pathway contributed to the detrimental effects in AC-based neocartilage. Altogether, raising extracellular calcium levels was discovered as a novel, simple and inexpensive stimulator for BMSC-based cartilage neogenesis without the need for special bioreactors, whereas such conditions should be avoided for AC.

MeSH

CalciumCartilageCells, CulturedChondrocytesGlycosaminoglycansHumansMesenchymal Stem CellsParathyroid Hormone-Related Protein

DOI 10.3390/cells12121659

PMID 37371129

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