FTIR光谱和ımaging了解供体年龄对骨髓间充质干细胞的影响

干细胞,如骨髓间充质干细胞(MSCs),由于能够分化成许多不同类型的细胞,在开发组织再生和修复的新疗法方面具有巨大的潜力。衰老过程和供体年龄的影响是细胞治疗取得良好临床效果的重要因素。确定不同年龄的干细胞分子差异有助于再生医学中更好地选择供体,并为基于干细胞的临床应用开发体外条件。因此,了解间充质干细胞及其微环境(生态位)之间的细胞、生化和分子相互作用将有助于开发更好的干细胞体外建模策略。

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图1所示。A.来自不同年龄供体的健康骨髓间充质干细胞的代表性红外光谱。红色线为婴儿BM-MSCs,黑色线为儿童BM-MSCs,紫色线为青少年BM-MSCs,绿色线为早期成人BM-MSCs,蓝色线为3800-800 cm-1区域的中期成人BM-MSCs。(光谱相对于酰胺A波段归一化)。
B.骨髓间充质干细胞(BM-MSCs)的一般波段分配

有强有力的证据表明,衰老过程对干细胞及其生态位功能有不利影响。目前的研究表明,与从年轻供体获得的干细胞相比,老年供体的干细胞衰老加剧,增殖能力下降。随着年龄的增长,干细胞功能的降低可能是由于内在的分子改变或干细胞生态位的外在变化。在这个范围内,细胞标志物的研究对于深入了解衰老的潜在机制以及导致衰老过程的内在和外在变化的相互作用是重要的。在骨髓微环境中,造血干细胞(hsc)、间充质干细胞(MSCs)、非干细胞、细胞外基质成分和分子信号之间相互作用,控制分化和自我更新的刺激。最近对造血干细胞在其生态位中维持的因素进行了研究,其结果表明,骨髓间充质干细胞通过分泌可溶性因子和细胞间接触促进造血干细胞的维持。因此,了解造血干细胞与间充质干细胞之间的相互作用将为基于干细胞的细胞疗法的设计提供有价值的信息。在这种背景下,本研究旨在通过红外(IR)光谱和成像研究衰老骨髓微环境对MSCs的影响,该研究使用不同年龄健康供体的MSCs,这可能有助于细胞移植和其他干细胞治疗的供体选择。傅里叶变换红外(FTIR)光谱和微光谱可以作为一种新的、非破坏性的、独立于操作员的研究方法,通过实现实时化学监测和高质量的数据收集,以更少的实验复杂性来识别新的分子标记。官方manbetx手机版FTIR光谱衰减全反射(ATR)模式是研究生物医学样品的一种有效而简便的工具,因为少量的样品(一滴)可以直接放置在ATR晶体上。 FTIR microspectroscopy (FTIRM) is an imaging technique in which a microscope is coupled with an infrared spectrometer. It provides spatially resolved information on unstained thin tissue samples or cell monolayers by allowing the generation of infrared (IR) images with high image contrast. Unlike staining techniques, IR microscopy with its label-free, noninvasive, and nondestructive properties generates information about relative concentrations and structure of macromolecules by considering alterations in the infrared spectra and the specific heterogeneities.

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图2所示。光谱图像图反映了脂质,蛋白质和核酸分布在BM-MSCs从五个不同的年龄组。这些图谱分别由(A)脂质CH2对称拉伸带、(B)蛋白质酰胺II带和(C)核酸PO2−对称拉伸带的峰积分面积得到。

生物系统的FTIRM用于研究不同阶段的细胞,如生长周期、癌变状态和病原体污染状态。因此,FTIR光谱和显微光谱可以成功地用于表征完整活干细胞的生化组成。光信号本质上是从样品中产生的,用于获取生物分子(如蛋白质、脂质、碳水化合物和核酸)的相对浓度和结构信息(图1和图2)。这些信息可用于了解干细胞群体、谱系、成熟水平和健康和疾病状态下干细胞分化的异同。

Ceren Aksoy1Feride Severcan2、3
1中东技术大学研究协调部,土耳其安卡拉
2土耳其Altınbaş大学医学院生物物理系İstanbul
3.中东技术大学生物科学系,土耳其安卡拉

出版

红外光谱与成像在干细胞和衰老研究中的应用。官方manbetx手机版
Aksoy C, Severcan F
方法《Mol Biol》2018年2月21日

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