STRO-1 pozitif insan diş germ kaynaklı mezenkimal kök hücrelerin osteojenik potansiyellerinin değerlendirilmesi
Evaluation of osteogenic potential in STRO-1 positive human tooth germ derived mesenchymal stem cells
Yazar: PINAR ERÇAL
Danışman: PROF. DR. OSMAN ZEKİ GÜMRÜ
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dişler = Teeth ; Doku mühendisliği = Tissue engineering ; Kök hücreler = Stem cells ; Osteogenez = Osteogenesis ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction

Özet:
Ağız içi dokuların bir  mezenkimal kök hücre (MKH) kaynağı olarak keşfedilmesiyle diş ve dişi çevreleyen dokularda ileri düzeyde birçok kök hücre çalışmasına  yön verilmiştir. MKH'ler diş germ, dental folikül, apikal papilla veya dental pulpa gibi çeşitli diş dokularından izole edilebilmektedir. Yakın zamanda, insan diş germ kaynaklı MKH'lerin (İDGKH) osteojenik, adipojenik ve nörojenik hücrelere farklılaşabildiği gösterilmiştir. Diş germ dokusundaki heterojen hücre popülasyonu, osteojenik farklılaşma ile ilgili in vitro çalışmaların sonucunu etkileyebilmektedir. Bu çalışmada, İDGKH'nin bir alt hücre grubunun osteojenik farklılaşmaya olan yatkınlığının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. İDGHK'nin alt popülasyonunu göstermek üzere STRO-1 antijeni ile hücre seçimi floresan-aktive hücre ayırma (FACS) yöntemi ile yapılmıştır. Üç hücre grubu (STRO-1 pozitif, STRO-1 negatif ve seçilmemiş hücreler) osteojenik ve standart besiyerlerinde osteoblast-benzeri fenotipe farklılaşma yeteneklerine göre değerlendirilmiştir. Hücre kültürlerinde hücre çoğalması, alkalen fosfataz (ALP) aktivitesi, kalsiyum birikimi ve  gen ekspresyonu için gerçek zamanlı PZR (GZ-PZR) deneyleri yapılmıştır. Mineralizasyon ve hücre fenotipleri Von Kossa boyaması ve konfokal mikroskop ile görüntülenmiştir. Çalışmanın sonuçları, STRO-1 pozitif hücre popülasyonunun her iki kültür koşulunda da seçilmemiş hücreler gibi osteojenik farklılaşma gösterebildiğini ortaya koymuştur. Üç deney grubunda da kontrol gruplarına kıyasla yüksek ALP aktivitesi ve kalsiyum birikimi gözlenmiştir. Sonuç olarak, İDGKH'ler doku mühendisliğinde osteojenik farklılaşmada değerli bir hücre kaynağı olarak kullanılabilir. Ancak STRO-1 antijeni ile hücre seçimi işlemi, seçilmemiş hücrelere kıyasla belirgin bir avantaj sağlamamaktadır.

Abstract:
The discovery of a mesenchymal stem cell (MSC) source in oral tissues led to advanced stem cell research of tissues surrounding the tooth. MSCs can be isolated from dental tissues such as tooth germ, dental follicle, apical papilla or dental pulp. Recently, it has been shown that MSCs from human tooth germ (hTGSCs) can differentiate into osteogenic, adipogenic and neurogenic cells. The presence of a heterogeneous cell population in tooth germ may affect the outcome of in vitro experiments with osteogenic differentiation. In this study, we aimed to determine whether a minor cell sub-population is more committed to osteogenic differentiation. STRO-1 antigen, defining a mesenchymal stem cell subpopulation, was used for cell selection with flourescence-activated cell sorting (FACS).  Three cell populations (STRO-1 positive, STRO-1 negative and unsorted cells) were tested for their ability to differentiate towards osteoblast-like phenotype in osteogenic medium and standard culture medium. Cultures were analyzed for cell proliferation, ALP activity, calcium deposition and gene expression for runx2, osteocalcin and osteonectin with real time PCR (RT-PCR). Mineralization and cell phenotype was further screened with Von Kossa staining and confocal microscopy. Results showed that the STRO-1 positive cell population was able to show osteogenic differentation in both culture mediums similar to the unsorted cells. High ALP activity and calcium deposition was noted in three test groups compared to controls. In conclusion, hTGSCs can be used as a valuable source for osteogenic differentiation studies in tissue engineering. However, STRO-1 selection is not significantly advantageous compared to unsorted cells.