Trabeküler kemik kökenli erişkin insan mezenkimal kök hücrelerinin TGF-ß1 ile uyarılmış kondrojenik değişimi sürecinde, C-tipi natriüretik peptid sinyal yolunun olası rolünün incelenmesi

Abstract

Araştırmamızın amacı, trabeküler kemik kökenli erişkin insan mezenkimal kök hücrelerinin (MKH), transforme edici büyüme faktörü (TGF)-ß1 ile uyarılmış kondrojenik değişimi sürecinde, C-tipi natriüretik peptid (CNP) sinyal yolunun olası rolünün incelenmesidir.Araştırmamızda MKH'lerin sitoplazmik sekresyon granüllerinde CNP, hücre membranında ise NPR-B'yi ifade ettikleri ve bu ifadelerin, TGF-ß1 uyarısı altında arttığı gösterildi. TGF-ß1 (10 ng/ml) ile uyarılmış kondrojenik değişim sürecinde elde edilen kondrojenik dokularda, 10-8M ve 10-7M CNP'nin Alsiyan mavisi boyanma koyuluğunu konsantrasyona bağımlı olarak arttırdığı, 10-6M CNP konsantrasyonunda ise bu etkinin ortadan kalktığı tespit edildi. TGF-ß1'e ilave olarak 10-7M CNP uyarısı altında 20. günde elde edilen kondrojenik dokularda genom düzeyindeki değişiklikler incelendiğinde sadece TGF-ß1 ile uyarılmış kontrol grubuna kıyasla G protein (guanine nucleotide binding protein) gamma 12, LIM domain kinaz 2, engulfment and cell motility 1, matrilin 3 ve CD24 moleküllerinde mRNA düzeyinde 4 kat veya daha fazla değişim olduğu gösterildi.Araştırmamızın sonucunda, insan MKH'lerinin TGF-ß1 uyarısı altında kondrojenik değişimleri sürecinde, CNP/NPR-B sinyal yolunun uyarıldığı gösterilmiştir. Bu uyarının özellikle erken kondrojenik değişim sürecinde glikozaminoglikan sentezi, geç dönemde ise kondrojenik matürasyon ve hipertrofi üzerine etkileri olduğu düşünülmüştür. Ayrıca bulgularımızda bu etkilerin konsantrasyona bağımlı olduğu ve 10-7M CNP'nin en etkin konsantrasyon olduğu gözlenmiştir. İnsan tüm genom array incelemesi sonuçlarımızın ise bundan sonraki projelere ışık tutabilecek özellikte olduğunu ve bu sinyal yolu ile ilişkisi olduğu düşünülen moleküllerin belirlenmesi aşamasına çok önemli katkılar sağlayacağını düşünmekteyiz.Anahtar Kelimeler: CNP, NPR-B, mezenkimal kök hücre, TGF-ß1, kondrogenez.

The aim of this study was to investigate the role of C-type natriuretic peptide (CNP) signaling during transforming growth factor (TGF)-ß1 induced chondrogenic differentiation of trabecular bone-derived human mesenchymal stem cells (MSCs).Immunohistochemistry showed that CNP is expressed in MSCs localized in granular formations within the cytoplasm, whereas NPR-B is expressed at the cell membrane. RT-PCR analyses of both CNP and NPR-B during this process revealed an increase in response to TGF-ß1. Cultures induced with TGF-ß1 (10 ng/ml) and treated with different concentration of CNP showed that CNP supplementation at 10-8M and 10-7M concentrations increased Alcian blue staining intensity in a concentration dependent manner, whereas at 10-6M concentration this effect was diminished. Whole human genome microarray of chondrogenic tissues at day 20 of incubation obtained under the induction of TGF-ß1 supplemented with 10-7M CNP showed that, G protein (guanine nucleotide binding protein) gamma 12, LIM domain kinase 2, engulfment and cell motility 1, matrilin 3, and CD24 molecules showed 4 folds or higher difference at the mRNA level compared to their controls induced only with TGF-ß1.In conclusion, CNP/NPR-B signaling pathway is likely to be stimulated during TGF-ß1 induced chondrogenic differentiation of MSCs. It is likely that this induction plays a role in glycosaminoglycan synthesis and chondrogenic maturation and hypertrophy. Effects were concentration depended and 10-7M CNP was the most effective concentration. Whole human genom array revealed molecules probably be investigated in the future in terms of their involvement to CNP/NPR-B signaling and their role in chondrogenesis.Key words: CNP, NPR-B, mesenchymal stem cells, TGF-ß1, chondrogenesis.