Ocena potencjału kościotwórczego linii stromalnych komórek szpiku kostnego HS-27A

licenciate
dc.abstract.enMesenchymal stem cells (MSCs) have enormous clinical potential due to their broad tissue regeneration and inflammatory control capabilities. They are also incredibly useful in vitro research models. Unfortunately, despite many common characteristics among MSCs, the properties of different MSC lines, isolated from various tissues and/or derived through different methods, can vary and complicate the understanding of the functions of these cells and the processes they undergo in vivo. This study examined the influence of basic elements of the in vitro cell culture environment, such as the type of bovine serum (FBS) used for culture or the culture medium, as well as the impact of typical bone-forming factors used in MSC cultures for cell differentiation into bone cells, such as ascorbic acid (Asc), dexamethasone (Dex), and β-glycerophosphate (BGP). Cell viability was analyzed based on the metabolic activity of succinate dehydrogenase (MTS), and alkaline phosphatase (ALP) activity in cell protein extracts was determined using a colorimetric enzymatic-substrate reaction method. ALP activity increases during the differentiation of MSCs into osteoblasts and is commonly used as an early indicator of bone formation processes in cultures. In addition, the ability of cells to form mineralized bone matrix was examined through alizarin red staining, and further knowledge was gained regarding this cell line's response to lipopolysaccharide as well as the transfection efficiency of this line using Lipofectamine 3000. The studies were conducted in dedicated RPMI medium for HS-27A cells or MEMα medium dedicated to MSCs. Most analyses were performed after a 7-day cell culture in the appropriate medium with the appropriate supplements, except for the analysis of extracellular matrix mineralization, which was conducted after 10 and 32 days of culture. Cells were transfected 1 day after seeding and the results were collected on the 3rd day of the aforementioned culture. It was demonstrated that the HS-27A cell line exhibits osteogenic abilities, i.e., an elevated level of ALP activity under the influence of stimulation with ascorbic acid (Asc), dexamethasone (Dex), and β-glycerophosphate (BGP). HS-27A cells also demonstrated the ability to mineralize the matrix in long-term cultures; however, no positive impact of the aforementioned factors on the level of mineralization was observed. Stimulation of HS-27A cells with lipopolysaccharide (LPS) in the presence of the aforementioned bone-forming factors led to an increase in ALP activity in the cells.pl
dc.abstract.plMezenchymalne komórki macierzyste (MSC) mają ogromny potencjał kliniczny z racji ich szerokiego potencjału regeneracji tkanek, kontroli stanów zapalnych. Są też niezwykle użytecznym modelem w badaniach in vitro. Niestety, pomimo wielu wspólnych cech komórek typu MSC, właściwości różnych linii MSC, tj. izolowanych z różnych tkanek i/lub wyprowadzanych na różne sposoby, mogą się różnić i mogą komplikować zrozumienie funkcji tych komórek i procesów, jakie przeprowadzają in vivo. W niniejszej pracy zbadano wpływ podstawowych elementów środowiska hodowli komórek in vitro, takich jak rodzaj użytej do hodowli surowicy bydlęcej (FBS) czy też pożywki hodowlanej, oraz wpływ typowych czynników kościotwórczych stosowanych w hodowlach MSC do różnicowania komórek w komórki kostne, takich jak kwas askorbinowy (Asc), deksametazon (Dex) oraz β-glicerofosforan (BGP). Żywotność komórek analizowano na podstawie aktywności metabolicznej dehydrogenazy bursztynianowej (MTS) a aktywność zasadowej fosfatazy (ALP) w ekstraktach białkowych komórek w oparciu o kolorymetryczną metodę reakcji enzym-substrat. Aktywność ALP wzrasta w trakcie różnicowania komórek MSC w osteoblasty i dlatego służy powszechnie jako wczesny wskaźnik procesów kościotworzenia w hodowlach. Ponadto, zbadano zdolność komórek do tworzenia zmineralizowanej macierzy kostnej poprzez barwienie macierzy czerwienią alizarynową, poszerzono wiedzę dotyczącą odpowiedzi tej linii komórkowej na lipopolisacharyd, a także wydajności transfekcji tej linii Lipofektaminą 3000. Badania prowadzono w dedykowanym dla komórek HS-27A medium RPMI lub medium MEMα dedykowanym dla komórek MSC. Większość analiz przeprowadzono po 7-dniowej hodowli komórek w odpowiednim medium i z odpowiednimi suplementami, z wyjątkiem analiz mineralizacji macierzy międzykomórkowej, które przeprowadzono po 10 oraz 32 dniach hodowli. Komórki transfekowano 1 dzień po ich wysianiu, przez 24 godziny, a wyniki zbierano w 3 dniu ww. hodowli. Wykazano, że linia HS-27A wykazuje zdolności kościotwórcze, tj. podwyższony poziom aktywności ALP pod wpływem stymulacji kwasem askorbinowym (Asc), dexametazonem (Dex) oraz β-glicerofosforanem (BGP). HS-27A wykazują też zdolność mineralizacji macierzy w długotrwałych hodowlach, jakkolwiek nie wykazano dodatniego wpływu ww. czynników na poziom mineralizacji. Stymulacja komórek HS-27A lipopolisacharydu (LPS) w obecności ww. czynników kościotwórczych, prowadziła do podwyższenia aktywności ALP w komórkach.pl
dc.affiliationWydział Biologiipl
dc.areaobszar nauk przyrodniczychpl
dc.contributor.advisorOsyczka, Anna - 131214 pl
dc.contributor.authorPalla, Kingapl
dc.contributor.departmentbycodeUJK/WBNOZpl
dc.contributor.reviewerOsyczka, Anna - 131214 pl
dc.contributor.reviewerPtak, Anna - 131580 pl
dc.date.accessioned2023-07-13T21:46:27Z
dc.date.available2023-07-13T21:46:27Z
dc.date.submitted2023-07-12pl
dc.fieldofstudybiologiapl
dc.identifier.apddiploma-164803-290839pl
dc.identifier.urihttps://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/316239
dc.languagepolpl
dc.subject.encell line HS-27A, mesenchymal stem cells (MSCs), bone formation, ascorbic acid (Asc), dexamethasone (Dex), beta-glycerophosphate (BGP)pl
dc.subject.pllinia komórkowa HS-27A, mezenchymalne komórki macierzyste (MSC), kościotworzenie, kwas askorbinowy (Asc), deksametazon (Dex), beta-glicerofosforan (BGP)pl
dc.titleOcena potencjału kościotwórczego linii stromalnych komórek szpiku kostnego HS-27Apl
dc.title.alternativeEvaluation of the bone formation potential of the bone marrow stromal cell line HS-27Apl
dc.typelicenciatepl
dspace.entity.typePublication
dc.abstract.enpl
Mesenchymal stem cells (MSCs) have enormous clinical potential due to their broad tissue regeneration and inflammatory control capabilities. They are also incredibly useful in vitro research models. Unfortunately, despite many common characteristics among MSCs, the properties of different MSC lines, isolated from various tissues and/or derived through different methods, can vary and complicate the understanding of the functions of these cells and the processes they undergo in vivo. This study examined the influence of basic elements of the in vitro cell culture environment, such as the type of bovine serum (FBS) used for culture or the culture medium, as well as the impact of typical bone-forming factors used in MSC cultures for cell differentiation into bone cells, such as ascorbic acid (Asc), dexamethasone (Dex), and β-glycerophosphate (BGP). Cell viability was analyzed based on the metabolic activity of succinate dehydrogenase (MTS), and alkaline phosphatase (ALP) activity in cell protein extracts was determined using a colorimetric enzymatic-substrate reaction method. ALP activity increases during the differentiation of MSCs into osteoblasts and is commonly used as an early indicator of bone formation processes in cultures. In addition, the ability of cells to form mineralized bone matrix was examined through alizarin red staining, and further knowledge was gained regarding this cell line's response to lipopolysaccharide as well as the transfection efficiency of this line using Lipofectamine 3000. The studies were conducted in dedicated RPMI medium for HS-27A cells or MEMα medium dedicated to MSCs. Most analyses were performed after a 7-day cell culture in the appropriate medium with the appropriate supplements, except for the analysis of extracellular matrix mineralization, which was conducted after 10 and 32 days of culture. Cells were transfected 1 day after seeding and the results were collected on the 3rd day of the aforementioned culture. It was demonstrated that the HS-27A cell line exhibits osteogenic abilities, i.e., an elevated level of ALP activity under the influence of stimulation with ascorbic acid (Asc), dexamethasone (Dex), and β-glycerophosphate (BGP). HS-27A cells also demonstrated the ability to mineralize the matrix in long-term cultures; however, no positive impact of the aforementioned factors on the level of mineralization was observed. Stimulation of HS-27A cells with lipopolysaccharide (LPS) in the presence of the aforementioned bone-forming factors led to an increase in ALP activity in the cells.
dc.abstract.plpl
Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) mają ogromny potencjał kliniczny z racji ich szerokiego potencjału regeneracji tkanek, kontroli stanów zapalnych. Są też niezwykle użytecznym modelem w badaniach in vitro. Niestety, pomimo wielu wspólnych cech komórek typu MSC, właściwości różnych linii MSC, tj. izolowanych z różnych tkanek i/lub wyprowadzanych na różne sposoby, mogą się różnić i mogą komplikować zrozumienie funkcji tych komórek i procesów, jakie przeprowadzają in vivo. W niniejszej pracy zbadano wpływ podstawowych elementów środowiska hodowli komórek in vitro, takich jak rodzaj użytej do hodowli surowicy bydlęcej (FBS) czy też pożywki hodowlanej, oraz wpływ typowych czynników kościotwórczych stosowanych w hodowlach MSC do różnicowania komórek w komórki kostne, takich jak kwas askorbinowy (Asc), deksametazon (Dex) oraz β-glicerofosforan (BGP). Żywotność komórek analizowano na podstawie aktywności metabolicznej dehydrogenazy bursztynianowej (MTS) a aktywność zasadowej fosfatazy (ALP) w ekstraktach białkowych komórek w oparciu o kolorymetryczną metodę reakcji enzym-substrat. Aktywność ALP wzrasta w trakcie różnicowania komórek MSC w osteoblasty i dlatego służy powszechnie jako wczesny wskaźnik procesów kościotworzenia w hodowlach. Ponadto, zbadano zdolność komórek do tworzenia zmineralizowanej macierzy kostnej poprzez barwienie macierzy czerwienią alizarynową, poszerzono wiedzę dotyczącą odpowiedzi tej linii komórkowej na lipopolisacharyd, a także wydajności transfekcji tej linii Lipofektaminą 3000. Badania prowadzono w dedykowanym dla komórek HS-27A medium RPMI lub medium MEMα dedykowanym dla komórek MSC. Większość analiz przeprowadzono po 7-dniowej hodowli komórek w odpowiednim medium i z odpowiednimi suplementami, z wyjątkiem analiz mineralizacji macierzy międzykomórkowej, które przeprowadzono po 10 oraz 32 dniach hodowli. Komórki transfekowano 1 dzień po ich wysianiu, przez 24 godziny, a wyniki zbierano w 3 dniu ww. hodowli. Wykazano, że linia HS-27A wykazuje zdolności kościotwórcze, tj. podwyższony poziom aktywności ALP pod wpływem stymulacji kwasem askorbinowym (Asc), dexametazonem (Dex) oraz β-glicerofosforanem (BGP). HS-27A wykazują też zdolność mineralizacji macierzy w długotrwałych hodowlach, jakkolwiek nie wykazano dodatniego wpływu ww. czynników na poziom mineralizacji. Stymulacja komórek HS-27A lipopolisacharydu (LPS) w obecności ww. czynników kościotwórczych, prowadziła do podwyższenia aktywności ALP w komórkach.
dc.affiliationpl
Wydział Biologii
dc.areapl
obszar nauk przyrodniczych
dc.contributor.advisorpl
Osyczka, Anna - 131214
dc.contributor.authorpl
Palla, Kinga
dc.contributor.departmentbycodepl
UJK/WBNOZ
dc.contributor.reviewerpl
Osyczka, Anna - 131214
dc.contributor.reviewerpl
Ptak, Anna - 131580
dc.date.accessioned
2023-07-13T21:46:27Z
dc.date.available
2023-07-13T21:46:27Z
dc.date.submittedpl
2023-07-12
dc.fieldofstudypl
biologia
dc.identifier.apdpl
diploma-164803-290839
dc.identifier.uri
https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/316239
dc.languagepl
pol
dc.subject.enpl
cell line HS-27A, mesenchymal stem cells (MSCs), bone formation, ascorbic acid (Asc), dexamethasone (Dex), beta-glycerophosphate (BGP)
dc.subject.plpl
linia komórkowa HS-27A, mezenchymalne komórki macierzyste (MSC), kościotworzenie, kwas askorbinowy (Asc), deksametazon (Dex), beta-glicerofosforan (BGP)
dc.titlepl
Ocena potencjału kościotwórczego linii stromalnych komórek szpiku kostnego HS-27A
dc.title.alternativepl
Evaluation of the bone formation potential of the bone marrow stromal cell line HS-27A
dc.typepl
licenciate
dspace.entity.type
Publication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
5
Views per month
Views per city
Krakow
4
Bydgoszcz
1

No access

No Thumbnail Available