Hur man odlar benceller på biolamininsubstrat
Högt uttryck av lamininisoformer i benets mikromiljö
Benceller, inklusive osteocyter, osteoblaster, osteoklaster, osteogena celler (stamceller) och foderceller, finns i benmärgen. Det finns flera lamininfamiljeproteiner som uttrycks i den mänskliga benmärgens mikromiljö där laminin 411/421 och laminin 511/521 är de vanligaste isoformerna, som syntetiseras av mänskliga benmärgsstromaceller. Lamininisoformerna 111, 331 och 332 uttrycks också i den mänskliga benmärgens mikromiljö (Siler, 2000). Laminin 332 uttrycks specifikt kring primära osteoblaster och osteoblastliknande celler lokaliserade på benytan (Uehara, 2017)
LN332 reglerar osteoklastogenesen negativt och främjar osteogen differentiering
En publikation av tyska forskare visar att laminin 332 främjar fastsättning, och jämfört med plast ökade den osteogena differentieringen signifikant av laminin 332 (Mittag, 2012). Dessutom har laminin 332 (visat sig markant hämma RANKL-inducerad osteoklastogenes (Uehara, 2017). Undertrycket tros medieras genom att laminin binder till integrinreceptorerna α3β1, α6β1 och α6β4 (Uehara, 2017; Hashimoto, 2006). Laminin 332 uttrycks av primära osteoblaster i kultur och laminin g2-kedjan uttrycks transient i kondrocyter under utvecklingen (Uehara, 2017; Hashimoto, 2006). Laminin 332-uttrycket regleras negativt av osteoklastogena faktorer, vilket tyder på att LN332 är en ny negativ regulator som kan definiera osteoklastogenesen spatiotemporalt i benvävnader (Uehara, 2017). Laminin 332 har också visat sig undertrycka den kondrogena differentieringen av BM-MSC utan att inducera apoptos eller hämma celltillväxten (Hashimoto, 2005; Hashimoto, 2006). Laminin 332 hade dock ingen effekt på den osteogena differentieringen av MSCs (Hashimoto, 2006). Dessa resultat tyder på att laminin 332 kan bidra till utvecklingen av benvävnad genom att främja proliferation och genom att undertrycka den kondrogena differentieringen av MSCs.
Bästa vidhäftning, tillväxt och proliferation av BM-MSC på LN511 och LN521
Laminin 511 och 521 är de mest förekommande isoformerna i benmärgen och benmärgsderiverade mesenkymala stamceller (BM-MSCs) som odlats in vitro har visat sig syntetisera α5, α4, α3, α1 och β2 i betydande mängd (Seeger, 2015; Siler, 2000; Hashimoto, 2006). Naturligtvis har laminin 511 och 521 visat sig ha starka adhesiva interaktioner med mänskliga CD34+ cellinjer (Siler, 2000). MSCs fäster dock inte bra vid laminin 111, 211 och 221 (Sun, 2017). Laminin 511, 521 och 332 främjar den starkaste BM-MSC-tillväxten och proliferationshastigheten och påverkar den mitogena aktiviteten och migrationen hos dessa celler via bindning till integrin α6β1 och α3β1 (Siler, 2000; Sun, 2017, Hashimoto, 2005; Hashimoto, 2006). I en nyligen publicerad publikation av Yang och Xiao presenterar författarna ett protokoll för odling av benmärgs-MSC (BM-MSC) på laminin 521 och laminin 511. Båda lamininisoformerna uppvisar en betydligt snabbare och starkare fastsättning jämfört med obelagda brunnar och stödjer sådd av ett lägre cellantal jämfört med obelagda plattor (Yang och Xiao, 2016). När man undersökte effekterna av olika ECM-beläggningar för bildandet av cellplattor visade resultatet den största framgången för laminin 521 (Jiang, 2016). Benmärgens mesenkymala stamceller (BMSC) som odlades på laminin 521-belagda TiO2-nanodotfilmer fäste och spreds snabbt och bildade en intakt cell med god livskraft förbättrade osteogenesen. Jämfört med mekanisk skrapning ger denna ljusinducerade metod en mer robust strategi för att tillverka BMSC-plåt-implantatkomplex med bättre överlevnad och förbättrad osteogenes (Jiang, 2016).