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Cell Proliferation高被引论文 | 印度SRM大学Selvamurugan教授开发新型复合生物材料支架

已有 607 次阅读 2020-7-27 14:02 |个人分类:Life Science|系统分类:论文交流| Wiley, 威立, Cell_Proliferation, 骨组织工程, 生物材料

​热烈祝贺Cell Proliferation 在最新发布的2020年度《期刊引证报告》(JCR)中影响因子上升为5.753,在JCR 195种细胞生物学(Cell Biology)期刊中排名第47位,跃居Q1区

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骨组织工程(Bone Tissue Engineering , BTE)相较于传统的骨移植技术在骨缺损修复治疗方面有明显的优势。骨组织工程是指将分离的自体成骨细胞、骨髓基质干细胞或软骨细胞,经体外培养扩增后种植于一种天然或人工合成的、具有良好生物相容性、可被人体逐步降解吸收的细胞支架上。

这种生物材料支架可为细胞提供生存的三维空间,有利于细胞获得足够的营养物质,使细胞在预制形态的三维支架上生长,然后将这种细胞杂化材料植入骨缺损部位,在生物材料逐步降解的同时,植入的骨细胞不断增殖,从而达到修复骨组织缺损的目的。生物材料支架的设计与开发对骨组织工程的进展以及骨缺损的治疗有重大意义。

印度SRM大学的Nagarajan Selvamurugan教授长期致力于骨组织工程相关研究,开发了多种基于壳聚糖(Chitosan, CS)的生物材料支架,Nagarajan Selvamurugan教授团队于2018年2月在Cell Proliferation期刊上发表了题为“Proliferation and Differentiation of Mesenchymal Stem Cells on Scaffolds Containing Chitosan, Calcium Polyphosphate and Pigeonite for Bone Tissue Engineering”的研究论文。

该研究证实易变辉石(Pigeonite, Pg,化学式:(Ca,Mg,Fe)(Mg,Fe)Si2O6)、聚磷酸钙(Calcium Polyphosphate, CaPP)和壳聚糖组成的复合支架在骨细胞增殖分化及体内骨骼形成中发挥重要作用。这篇发表在Cell Proliferation 2018年第1期的原创论文,根据科睿唯安Web of Science数据库, 截至到发稿时间,一共被引用26次,是高被引用论文

在此项研究中,研究人员首先建立了CS/CaPP支架以及不同浓度(0.25%、0.5%0.75%和1%)的CS/CaPP/Pg支架,并对其进行了物理表征及细胞相容性评估。实验结果发现含0.25%Pg颗粒的复合支架离子成分(Ca、Mg、Si、Fe和P)释放较少,降解率较低,细胞毒性小,抗压强度及生物活性(蛋白质吸附和生物矿化作用)相对较好,并且含0.25%Pg颗粒的复合支架对小鼠骨髓间充质干细胞(mMSC)细胞的形态无明显影响。


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图1 CS/CaPP/0.25%Pg支架增加mMSC细胞活力

由于MTT实验结果证实CS/CaPP/0.25%Pg支架可增加细胞活力,研究人员进一步确定复合支架对细胞增殖的影响。发现CS/CaPP/0.25%Pg支架可促进细胞增殖,并通过上调细胞周期蛋白表达介导细胞周期从G0/G1向G2/M期转变。

骨细胞分化是骨缺损修复中的重要过程,Runx2是MSC细胞向成骨细胞分化所需的关键转录因子,Runx2的表达可上调成骨细胞分化中骨特异性标记基因的表达。研究人员发现CS/CaPP/0.25%Pg支架可通过上调骨细胞分化相关基因的表达促进mMSC细胞的分化。

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图2 CS/CaPP/0.25%Pg支架上调骨细胞分化相关基因的表达

基于上述体外研究,研究人员使用有临界骨缺损的大鼠胫骨作为模型,进一步研究CS/CaPP/Pg支架在体内骨骼形成中的作用。实验结果证实,植入复合支架8周后,CS/CaPP/0.25%Pg支架对骨形成有明显的刺激作用,但与CS/CaPP组相比骨形成的增加不明显。研究人员认为Pg颗粒在骨形成的过程中可能起到缩短骨骼愈合时间的作用。

综上,这项研究证明了含铁陶瓷Pg颗粒和骨形态发生物质CaPP在基于CS的骨形成复合支架中的作用。证实含有Pg颗粒的支架在体外可促进mMSC的增殖和成骨细胞分化以及支架在大鼠临界胫骨缺损中的体内成骨潜力,研究团队开发的CS / CaPP /Pg复合支架为骨缺损的修复提供了候选材料。


引用此论文:

Dhivya S, Narayan AK, Kumar RL, Chandran SV, Vairamani M, Selvamurugan N. Proliferation and differentiation of mesenchymal stem cells on scaffolds containing chitosan, calcium polyphosphate and pigeonite for bone tissue engineering. Cell Prolif.  2018; 51: e12408. https://doi.org/10.1111/cpr.12408

 

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/cpr.12408 


关于Cell Proliferation

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Cell Proliferation 是同行评审的细胞生物学开放获取(OA)期刊。Cell Proliferation 所出版的前沿文章都是经过严格、公平的同行评议流程,并采用最高质量的制作标准呈现,务求打造最优质的开放获取期刊。目前,Cell Proliferation 被认为是癌症和干细胞研究领域的主要参考文献,刊登干细胞、细胞衰老、再生医学、细胞死亡、组织工程等与细胞增殖和分化相关的重要研究成果。

Cell Proliferation 涵盖的主要领域有干细胞,再生医学,组织工程,细胞周期控制,细胞衰老,细胞死亡,数学建模等。

 

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