Hypoxia Is a Critical Parameter for Chondrogenic Differentiation of Human Umbilical Cord Blood Mesenchymal Stem Cells in Type I/III Collagen Sponges.
低酸素はI型/III型コラーゲンスポンジにおけるヒト臍帯血間葉系幹細胞の軟骨分化の重要なパラメータである (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
- 研究デザイン
- その他の原著論文
- 対象
- ヒト
- 出版年
- 2017
- 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、関節軟骨欠損治療のための細胞源として臍帯血由来間葉系幹細胞(UCB-MSCs)を用い、軟骨分化における増殖因子(BMP-2とTGF-β1)と酸素濃度の影響を検討した。I型/III型コラーゲンスポンジでの三次元培養下で、軟骨分化誘導因子存在下、通常酸素(21% O2)または低酸素(<5% O2)で7、14、21日間培養した。その結果、BMP-2+TGF-β1存在下でUCB-MSCsは軟骨分化能を示した。通常酸素では軟骨細胞特異的マーカーの発現が最も高かったが、低酸素では軟骨細胞肥大マーカーであるコラーゲンXとMMP13の発現が低下した。さらに、最初の7日間を通常酸素、その後14日間を低酸素で培養することで、軟骨細胞特異的マーカーの発現を維持しつつ肥大を回避でき、より良い軟骨分化が得られた。酸素濃度は軟骨分化の重要な因子であり、UCB-MSCsの三次元培養は通常酸素で開始し、その後低酸素に移行することで効率的な軟骨細胞分化と表現型の安定化が達成できることが示唆された。
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
Umbilical cord blood (UCB) is an attractive alternative to bone marrow for isolation of mesenchymal stem cells (MSCs) to treat articular cartilage defects. Here, we set out to determine the growth factors (bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) and transforming growth factor-β (TGF-β1)) and oxygen tension effects during chondrogenesis of human UCB-MSCs for cartilage engineering. Chondrogenic differentiation was induced using 3D cultures in type I/III collagen sponges with chondrogenic factors in normoxia (21% O₂) or hypoxia (<5% O₂) for 7, 14 and 21 days. Our results show that UCB-MSCs can be committed to chondrogenesis in the presence of BMP-2+TGF-β1. Normoxia induced the highest levels of chondrocyte-specific markers. However, hypoxia exerted more benefit by decreasing collagen X and matrix metalloproteinase-13 (MMP13) expression, two chondrocyte hypertrophy markers. However, a better chondrogenesis was obtained by switching oxygen conditions, with seven days in normoxia followed by 14 days in hypoxia, since these conditions avoid hypertrophy of hUCB-MSC-derived chondrocytes while maintaining the expression of chondrocyte-specific markers observed in normoxia. Our study demonstrates that oxygen tension is a key factor for chondrogenesis and suggests that UBC-MSCs 3D-culture should begin in normoxia to obtain a more efficient chondrocyte differentiation before placing them in hypoxia for chondrocyte phenotype stabilization. UCB-MSCs are therefore a reliable source for cartilage engineering.
MeSH
DOI 10.3390/ijms18091933
PMID 28885597
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