Mezenkimal kök hücrelerin osteoporoz ve fraktür tedavilerinde kullanımı

Transkript

1 REVIEW DERLEME Izm Univ Med J 2015; 1:56-63 Mezenkimal kök hücrelerin osteoporoz ve fraktür tedavilerinde kullanımı Use of mesenchymal stem cells for the treatment of osteoporosis and fracture Ayfer Karlıtepe 1, Türker Çavuşoğlu 2, Yiğit Uyanıkgil 2 1 Ege Üniversitesi Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü, İzmir 2 Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Histoloji ve Embriyoloji Anabilim Dalı, İzmir Sorumlu Yazar/Corresponding Author: Doç. Dr. Yiğit Uyanıkgil Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi, Histoloji ve Embriyoloji AD Bornova, İzmir, Türkiye e-posta: yigit.uyanikgil@ege.edu.tr Geliş Tarihi/Received: Kabul Tarihi/Accepted: Özet Mezenkimal kök hücreler (MKH), erişkin kök hücre tipidir. MKH ler tıbbın bir çok alanında kullanım potansiyeli taşımaktadır. Bir çok dokudan elde edilebilen, sayıca çoğaltılmaya elverişli dayanıklı hücrelerdir. Fakat elde edildikleri dokularda çok az sayıda olmaları en önemli dezavantajlarıdır. Kemik/periost, kas dokusu, diş pulpası ve maksillofasial dokular, karaciğer, lipoaspirasyon materyalleri, kordon kanı, kordon stroması, plasenta, amniyon sıvısı, sinovial sıvı, hatta periferik kandan elde edilebilirler. Bu derleme çalışmasında; kemik iliği, kordon kanı ve adipoz dokudan elde edilen mezenkimal kök hücrelerde osteojenik diferensiyasyon üzerine yapılan çalışmalara yer verilmiştir. Anahtar kelimeler: Mezenkimal kök hücre, kemik iliği, adipoz doku, osteojenik diferensiyasyon. Abstract Mesenchymal stem cell (MSC) is mature stem cell type. MSCs have potential to use in the medicine. They are available in many tissues and in number suitable for reproduction resistant cell. However, they are very few in tissues where they obtained the most important disadvantage is that. Bone/periosteum, muscle tissue, dental pulp and maxillofacial tissues, liver, lipoaspiration materials, umbilical cord blood, cord stroma, placenta, amniotic fluid, synovial fluid, or even receiving means in the peripheral blood can be obtained. In this review is given to the study of osteogenic differentiation of the bone marrow, cord blood and adipose tissue-derived mesenchymal stem cells. Key words: Mesenchymal stem cells, bone marrow, adipose tissues, osteogenic differansiation. Giriş Mezenkimal Kök Hücreler Mezenkimal kök hücreler (MKH), erişkin kök hücre tipidir. Stromal kökenli oldukları için destek hücresi özelliği taşırlar ve MKH ler tıbbın bir çok alanında kullanım potansiyeline sahiptirler. Bir çok dokudan elde edilebilirler ve çoğalmaya elverişli hücrelerdir. Doku mikroçevresi için önemli olmaları ve immün sistem üzerine baskılayıcı özellik taşımalarından dolayı dikkat çeken hücrelerdir. Mezenkimal kök hücrelerin, en önemli dezavantajı elde edildikleri dokularda çok az sayıda olmalarından dolayı in vitro hücre kültür ortamında çoğaltılmalarının gerekliliğidir (1). Kültür ortamında pasajlanmaları sonucu maruz kaldıkları çeşitli uyaranlar ve faktörlerin etkisiyle fenotipik, immünolojik ve diğer biyolojik özelliklerinde farklılıklar meydana gelmektedir. Bu durum özellikle klinik uygulamalar için dezavantaj oluşturmaktadır. Aynı zamanda klinik kullanıma uygun kalitede 56

2 hücre geliştirilmesi için uluslararası kabul edilen akreditasyon koşullarına uygun hücre işleme laboratuvarlarını oluşturmadaki zorluklar, bu hücrelerin klinikte kullanımını kısıtlayan bir diğer engeldir (2). Bağ dokusu hücrelerinden olan mezenkimal hücreler; kemik, kıkırdak, yağ, tendon, kas, ve ligament gibi doku ve yapılara farklılaşabilir. ilk kez 1976 yılında Fridenstein tarafından tanımlanan bu hücreler, kemik iliği kültüründe FCS (fötal buzağı serumu) kullanarak; morfolojik olarak fibroblastlara benzeyen hücre kolonileri oluşturabilen, adezyon yeteneğine sahip ve kemik-yağ hücrelerine farklılaşabilen hücreler olduğunu göstermiştir. Sonraki yıllarda yapılan çalışmalar, bu hücrelerin pluripotent kök hücre özelliğinde, non-hematopoetik karakterde olduğu ve her üç germ yaprağından köken alan hücrelere farklılaşabildiği gösterilmiştir (3). Fenotopik açıdan değerlendirmek gerekirse, kültürdeki hücrelerin mezenkimal kök hücre olabilmesi için hematopoetik kök hücre belirteçlerini eksprese etmemesi gerekmektedir. MKH, hematopoetik markerları açısından negatif ancak hücrehücre, hücre-hücre dışı matriks yada stromal antijenler bakımından pozitif olan hücrelerdir. Kemik iliği mezenkimal kök hücrelerinde yapılan araştırmalarda hücrelerdeki CD45, CD34, CD14, CD11b, CD79α veya CD19 gibi hematopoetik markerların pozitiflik oranının % 2 yi geçmemesi gerekmektedir. Yapılan analizlerde kültüre edilen hücreler kullanıldığı için in vivo fenotipik özelliklerinde değişiklikler söz konusudur. Kültüre edilen fötal akciğer ve karaciğer hücrelerinde CD34 ün pozitif olduğu saptanmıştır. Bu nedenle MKH leri tanımlayan spesifik bir antijen henüz belirlenememiştir (4). Mezenkimal Kök Hücre Kaynakları Kemik iliği organizmadaki en zengin kök hücre kaynağıdır. Kemik iliği hücre havuzunda; mezodermden köken alan hematopoetik, mezenkimal kök/projenitör hücreler ve endoteliyal hücreler bulunmaktadır (4,5). Kemik iliği dışında lipoaspirasyon materyalleri, kordon kanı, göbek kordonu stroması, karaciğer, plasenta, amniyon sıvısı, sinovial sıvı, kemik/periost, kas dokusu, diş pulpası ve maksillofasial dokular, hatta periferik kandan da adezyon özellikleri nedeniyle ayrıştırılarak çoğaltılabilmeleri mümkündür (5). Mezenkimal kök hücrelerin, kültür kaplarına yapışabilme, fibroblast morfolojisi gösterme, birçok hücre tipine farklılaşabilme ve bazı yüzey işaretleri taşımaları gibi birçok özellikleri vardır. Bulundukları mikroçevreye ve organizmada ihtiyaç duyulma haline bağlı olarak, MKH ler biyolojik özelliklerinde ve fonksiyonlarında değişiklikler göstermektedir. Bu nedenle spesifik bir dokunun onarımı için, o bölgeden elde edilen kök hücrelerin kullanımının daha avantajlı olacağı düşünülmektedir (6). Farklılaşma Potansiyeli Uygun mikroçevrede birçok hücre tipine farklılaşabilen mezenkimal kök hücreler; başta adipojenik, osteojenik ve kondrojenik farklılaşmalar olmak üzere pankreas beta hücrelerine, hepatositlere, endoteliyal hücrelere ve nöronlara farklılaştığı rapor edilmektedir. MKH tanımlanmasında osteojenik, kondrojenik ve adipojenik farklılaşmanın gösterilmesi gerekmektedir (7).

3 Tablo 1: MKH ler de Farklılaşma Protokolleri (7) Farklılaşma Adipojenik Protokol α MEM medium, %10 FBS, 1 µm deksametazon, 10 µm insulin, 0.5 mm 3-izobutil-1-metilksantin (IBMX),0.2 mm indometasin, 1 % antibiotik/antimikotik Osteojenik α MEM medium, %10 FBS, 10 mm ß-glyserofosfat, 10 nm deksametazon, 50 µm L-askorbik asit 0.01 µm, 1,25 dihidroksivitamin D3, %1 antibiotik/antimikotik Kondrojenik α MEM medium, %10 FBS, 100 nm deksametazon, 10 ng/ml TGF-ß1, 6.25 µg/ml insulin, 50 nm L- askorbik asit,1 mm sodyum piruvat, 1 % antibiotik/antimikotik Kordon Kanı Mezenkimal Kök Hücreleri Kordon kanı; kemik iliği ve periferik kan ile kıyaslandığında daha uzun telomer, daha yüksek proliferatif kapasiteye sahip kök hücre içeriği, immün yapılanma yönünden immünoinkonpetant özellikte olması, başka bir insanda daha kolay uyum gösterebilmeleri ile önemli avantajlara sahiptir. Doğum sonrası genellikle atılan bu kaynak, verici için hiçbir zorluk oluşturmadan toplanıp saklanarak HLA uygun bir verici olduğunda hemen kullanılabilme gibi önemli özelliklere sahiptir. Kordon kanı örneklerinin yaklaşık 20 yıldan beri kök hücre içeriği bilinmekte, yaklaşık 25 yıldan beri de kriyoprezervasyon ile yıllarca saklanması mümkün olabilmektedir (8). Non-Hematopoetik Mezenkimal Kök Hücreler Hematopoetik kök hücrelerinin (HKH) pluripotansiyel ve tekrar-çoğalabilme yetenekleri irradiye edilmiş farelerde, özellikle HKH ların repopülasyon yetenekleri immün sistemi yetersiz diyabetik, non-obez, ağır immün yetersizliği olan (NOD/SCID) fare modelinde araştırılmıştır. Hematopoezde primitif hematopoetik kök hücre olarak tanımlanan hücreler CD 4 pozitif iken CD 8 negatiflerdir (CD 4+- CD 8-). Kemik iliğinde hematopoetik kök hücreler dışında kemik iliği mezenkimal kök hücreleri de bulunur. Kemik iliği stroması mezenkimal kök hücreler için ideal bir kaynaktır. Hematopoetik kök hücreler ile kemik iliği kökenli mezenkimal kök hücrelerini birbirinden ayıran en önemli özellik mezenkimal kaynaklı olanların kültür kaplarına yapışabilme özelliğidir. Ayrıca kültürde çoğaltılan mezenkimal kök hücreler CD34, CD14, CD45 gibi hematopoetik belirteçleri eksprese etmezler (9). Adipojenik Kök Hücreler Genellikle invaziv olmayan cerrahi işlemlerle kolay ve bol miktarda elde edilebilen adipoz doku, içerdiği mezenkimal kök hücreler nedeniyle yüksek potansiyelli bir erişkin kök hücre kaynağıdır. Bu hücrelerin kemik, kıkırdak, bağ ve kas dokusu öncülerine farklılaştırılabildiklerinin gösterilmiş olması kemik doku mühendisliği için de oldukça önemlidir (10). Literatür bilgileri göz önüne alındığında, kordon kanı kök hücrelerinin osteojenik diferansiyasyon kapasitesi olduğunu da göstermektedir. Yapılan bir çalışmada Wharton s Jelly (WJ-MSCs) hücre hattı olarak bilinen kordon kanı mezenkimal kök hücreleri kullanılıp osteojenik diferansiyasyon yapılmıştır. Öncelikle çalışma kapsamında göbek kordonundan elde edilen kök hücreler uygun protokoller ile izole ve kültüre edilmiştir (11). Daha sonra kültürdeki hücrelere osteojenik diferansiyasyon protokolü uygulanmıştır. Osteojenik diferansiyasyonda hücre kültür ortamına 50 µm askorbat 2 fosfat, 10 mm ß-gliserofosfat, 0.1 SM deksametazon, %10 FCS ve %1 antibiotik/antimikotik eklenmiştir. Her 2 günde bir ortamları yenilenen hücrelerde 3 haftanın ardından kültür kabında kalsifikasyon ve kemik benzeri nodüllere rastlanmıştır. Hücreler, osteojenik fenotipi belirlemek için Alizarin Red boyasıyla boyanmıştır. Moleküler

4 açıdanda osteojenik marker genlerinin real time PCR ile ekspreyonlarına bakılmıştır. Tüm bu çalışmalar doğrultusunda WJ-MSCs in osteojenik diferansiyasyon kapasitesi olduğu gösterilmiştir (11). Kordon kanı kök hücrelerindeki osteojenik farklılaşma sonrası proteomik konulu başka bir araştırmada; ilk aşama olarak göbek kordonu mezenkimal kök hücreleri toplanmış, ardından santrifüjlenen mononüklear hücreler α-mem ve FBS içeren platelere ekilerek inkübasyona bırakılmıştır. Yaklaşık üç hafta sonra % 80 konfluente ulaşan hücrelerde osteojenik diferansiyasyon protokolü uygulanmıştır (12). Bu protokol α-mem medium içerisinde 100 Nm deksametazon, 50 nm L askorbik asit 2 fosfat ve 100 mm gliserol 2 fosfat içerir. Üç haftanın sonunda hücreler özel bir boya ile boyanarak kalsifiye matriks ve alkalin fosfataz saptanarak osteosit oluşumu saptanmıştır. Yapılan elektroforez, spektrometri ve kromatografi çalışmaları ile osteojenik protein profili saptanmıştır. Çalışmanın sonunda bazı proteinlerin ekspresyonlarında artma ve azalma olduğu rapor edilmiştir (12). İtalya da yapılan başka bir çalışmada ise annenin yaşı, bebeğin cinsiyeti, bebeğin ağırlığı, hamilelik süresi ve doğum tipi gibi bazı parametrelerin kordon kanı kök hücrelerinin osteojenik diferansiyasyon kapasitesini nasıl etkilediği araştırılmıştır. Kordon kanı kök hücrelerinde osteoblastogenezin ardından alkalin fosfataz (ALP) ve RUNX2 seviyeleri istenilen parametrelere göre ölçülerek değerlendirilmiştir. Cinsiyetin ALP ve RUNX2 aktivitesini etkilemediği, bebeğin ağırlığı ile RUNX2 seviyesinin doğru orantılı olduğu ve 37 haftadan önce doğan bebeklerde RUNX2 seviyesinin düşük olduğu saptanmıştır. Tüm bu bilgiler ışığında kordon kanı mezenkimal kök hücrelerinin kemik doku eldesi uygulamalarında kullanılabileceği gösterilmiştir (13). Cheng Zhi ve arkadaşlarının yaptığı bir çalışmada göbek kordonu mezenkimal kök hücreleri diyabetik ve diyabetik olmayan hastalardan alınan osteoblastlar ile ko-kültüre edilmiştir. Kültüre edilen hücrelerde alkalin fosfataz, tip 1 kollojen ve osteokalsin aktiviteleri PCR ile saptanmıştır. Yapılan sitokimyasal boyamalar ile de kalsifiye matriks oluşumu ve diğer proteinler belirlenmiştir. Bu bilgiler doğrultusunda kordon kanı kök hücrelerinden osteoblast elde edileceği gösterilmiştir (14). Kemik doku oluşumuyla ilgili doku mühendisliği çalışmasında ise skaffold üzerinde kordon kanı kök hücrelerinin üç boyutlu bir kültürü yapılmıştır. Kalsiyum fosfat içerikli skaffold, hücrelerin birbirlerine olan bağlantılarını ve diferansiyasyonunu arttıran biyoçözünür bir polimerdir. Skaffold üzerinde kültüre edilen hücrelerde osteojenik diferansiyasyon protokolü uygulanmıştır. Histokimyasal ve RT PCR uygulamalarıyla osteojenik oluşum saptanmıştır. Bu çalışmalar kordon kanı mezenkimal kök hücrelerinin ortopedi alanında kemik rejenerasyonunu sağlayacağını göstermiştir (15). Kemik iliği mezenkimal kök hücreleriyle ilgili bir çalışmada ipek proteini kullanılarak mezenkimal kök hücreden osteoblast diferansiyasyonu yapılmıştır. Hücreler %5 FBS, 3 Mm ß-gliserofosfat ve 50 µg/ml askorbik asit içeren Eagle medium içerisinde diferansiye edilip, ortama ipek proteini ilave edilmiştir. Bu çalışma kapsamında ipek proteini alkalin fosfataz (ALP) aktivitesini stimüle ederek mezenkimal kök hücreden osteoblast elde edilmesine yönelik bir fonksiyon göstermiştir. Ayrıca sıçan tibiasından elde edilen kemik iliği hücrelerinde osteoblast marker genlerin ekspresyonlarında artış olduğu saptanmıştır. Moleküler verilerinde değerlendirmesi sonucunda ipek proteininin Notch sinyal yolağını baskılayarak ALP ekspresyonunu aktive ettiği sonucuna varılmıştır.

5 Bu verilerin ışığında ipek proteini kullanılarak mezenkimal kök hücreden elde edilen osteoblastların kırıklar ve osteoporoz tedavisinde kullanılabileceği düşünülmektedir (16). Seryum (Ce) adlı elementin kemik metabolizmasındaki etkilerinin araştırıldığı bir diğer çalışmada ise; fare kemik iliğinden elde edilen mezenkimal kök hücreleri izole edilip, kültüre edilmiştir. Hücreler 5 mm ß- gliserofosfat, 50 µg/ml askorbik asit ve 0.1µM deksametazon içeren kültür ortamında diferansiye edilmiştir. Sonrasında üç hafta boyunca mineralizasyonu sağlamak için ortama artan konsantrasyonlarda seryum verilmiştir. Yapılan moleküler ve histolojik incelemeler sonucunda seryum un kemik maturasyonu ve minarelizasyonunda pozitif etkileri olduğu saptanmıştır (17). Yapılan bir diğer çalışmada osteojenik diferansiyasyon üzererinde interlökin 6 (IL6) nın etkileri araştırılmıştır. IL6 sitokin familyasından bir protein olup immün regulasyonda, anjiyogeneziste ve hematopoezde rol almaktadır. Kemik doku homeostazı ve yeniden şekillenmesi üzerinde de önemli etkilere sahip olduğu bilinmektedir. Kemik iliği stromasından elde edilen mezenkimal kök hücreler kültüre edilmiş, ardından deksametazon, askorbat, L glutamin ve gliserofosfat içeren kültür ortamında osteojenik diferansiyasyon sağlanmıştır. Ortama IL6 eklenerek kitinaz benzeri proteinin (YKL40) ekspresyonu araştırılmıştır. YKL40, bir memeli glikoproteinidir makrofajlar, kondrosit ve osteoblastlar tarafından sekrete edilmektedir. Çalışma sonucunda IL6 nın osteojenik diferansiyasyonda etkili olduğu YKL40, alkalin fosfataz ve osteokalsin gibi osteoblast belirteç genlerin ekspresyonlarındaki artış ile saptanmıştır (18). Çin de yapılan bir çalışmada kemik morfogenetik protein 2 (BMP2) ve vasküler endoteliyal büyüme faktörünün (VEGF) kemik iliği mezenkimal kök hücreleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. BMP2 kemik ve kıkırdak oluşumunda, VEGF ekstraselular matriks, anjiyogenezis ve kemik oluşumda etkilidir. Çalışma kapsamında, kültüre edilen hücrelere virüs aracılı BMP2 ve VEGF genleri transfekte edilmiştir. Kantitatif Q (PCR) ile belirtilen genlerin ekspresyon analizi yapılmış ve alizarin red boyası ile de alkalin fosfataz oluşumu değerlendirilmiştir. Tüm bu analizler sonucunda, BMP2 nin tek başına BM2-VEGF kombinasyonundan daha etkili olduğu saptanmıştır (20). Bir diğer çalışmada ise immün sistem hücrelerinin osteoblast oluşumu üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu çalışma kapsamında kemik iliği mezenkimal kök hücreleri ve monositler ko-kültüre edilmiştir. Monositlerin STAT3 adlı sinyal yolağını aktive ettiği ve bu yolağın osteoblast oluşumundan sorumlu genlerle ilgili olduğu rapor edilmiştir. 7. günün sonunda alkalin fosfotaz aktivasyonunda artış ve 21. günün sonunda mineral nodüllerin oluşumu gözlenmiştir (21). Qiaoli ve arkadaşlarının yaptığı bir çalışmada kurkumin (Curcuma longa) adlı fenolik doğal bir ürünün kemik iliği mezenkimal kök hücreleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Kurkumin (Zerdeçal) adlı bir bitkinin köklerinden elde edilir ve kemik sağlığı üzerinde önemli etkilere sahiptir. Çalışma kapsamında, kemik iliğiden elde edilen mezenkimal kök hücreler %10 FCS, %1 penisilin/streptomisin, 0.1 M deksametazon, 10 mm ß-gliserofosfat ve50 µg/ml askorbik asit içeren α-mem medium içerisinde diferansiye edilmiştir. Kültüre edilen hücrelere kurkumin verilmiş; alkalin fosfataz (ALP), RUNX2 ve osteokalsin genlerinin ekspresyonlarına bakılmıştır. Belirtilen genlerin ekspresyonlarında artış ve ortamda mineral nodül oluşumu gözlenmiştir. Ayrıca hem oksigenaz 1 (HO1) ekspresyonunda artış gözlenmiştir. HO1 mezenkimal kök hücrelerden farklılanmış osteoblastlarda artarken adipositlerde azalmaktadır.

6 Kurkumin uygulamasından sonra HO1 ekspresyonunda artış gözlenmiştir (22). İtalya da yapılan bir başka çalışmada insan yağ doku kök hücrelerinin karakterizasyonu saptanmıştır yaşlarındaki 10 hastadan abdominal bölgeden lipoaspirasyon yolu ile yağ doku alınmıştır. Hücreler küçük parçalara ayrılıp PBS ile yıkandıktan sonra 300 g de santrifüj edilmiş ve böylece adipositler süpernatantta, adipojenik kök hücreler pellet kısmında kalmıştır. Santrifüj gradiyent yöntemi ile kök hücreler toplanmış ve kültüre edilmiştir. Osteojenik diferansiyasyon için; DMEM/F12 medium içerisinde 50 µm askorbik asit, 0.1µM deksametason ve 0.01 M ß- gliserofosfattan oluşan bir medium kullanılmıştır. 21 günün sonunda yapılan histolojik incelemeler ile osteojenik diferansiyasyonun gerçekleştiği saptanmıştır (23). Yapılan genetik bir çalışmada ise RUNX2 adlı kemik oluşumundan sorumlu bir transkripsiyon faktörü geninin adipojenik kök hücrelere transfeksiyonu ile osteojenik diferansiyasyon yapıldığı gözlenmiştir. Çalışma kapsamında sıçanlardan elde edilen adipojenik kök hücreler kültüre edilmiş ve plazmit aracılı gen transfeksiyonu yapılmıştır. Yapılan RT-PCR çalışmaları ile sorumlu genlerin ekspresyonlarına bakılmış ve histolojik incelemeler ile minearalizasyon oluşumu olup olmadığı kontrol edilmiştir. Tüm bu çalışmaların sonucunda RUNX2 geninin adipojenik kök hücrelerde osteoblast oluşumunu indüklediği, alkalin fosfataz aktivitesini arttırdığı ve mineral matriks oluşumunu sağladığı saptanmıştır (24). Çin de adipojenik kök hücreler ile yapılan bir çalışmada ise, fareden alınan adipoz dokudan kök hücreler izole edilerek ortama fibroblast büyüme faktörü (FGF2) ve lösemi inhibe edici faktör (LİF) eklenerek osteojenik diferansiyasyon yapılmaya çalışılmıştır. İn vitro deney sonrası yapılan histokimyasal çalışmalarla mineral nodüllerin oluşumu, RT (PCR) analizleriyle RUNX2 gen ekspresyonunda artış saptanmıştır. İn vivo olarak çalışma devam ettirilmiş ve skaffold üzerinde kültüre edilen hücreler, farede femur defekti oluşturularak femura enjekte edilmiştir. Çalışma sonucunda kemik rejenerasyonunun sağlandığı saptanmıştır (25). Zhong ve arkadaşlarının yaptığı bir çalışmada, kalsitonin geninin eksprese ettiği peptidin yani diğer bir ifade ile kalsitonin hormonunun kemik oluşumunundaki etkisine bakılmıştır. Çalışma kapsamında virüs aracılı olarak kalsitonin eksprese eden genin kültüre edilen adipojenik kök hücrelere transfeksiyonu yapılmıştır. Hücreler %10 FBS, 0.1 M deksametazon, 10 mm gliserofosfat ve 50 g/ml askorbik asit 2 fosfat içeren DMEM medium içerisinde diferansiye edilmiştir. Ardından yapılan mrna analizleri, protein analizleri ve histolojik incelemeler sonucunda osteojenik diferansiyasyon sağlandığı gözlenmiştir (26). Adipojenik kök hücrelerle ilgili genetik bir çalışmada ise peroksizom proliferatör ile aktive olan reseptör gama (PPARγ) sirna tarafından inhibe edilmiştir. PPARγ adipogeneziste etkilidir fakat down regulasyonu ile kemik rejenerasyonu sağlanmaktadır. İnsandan alınan adipojenik kök hücreler gerekli koşullarda izole edilip kültüre edilmiştir. Ardından kültüre edilen hücrelere lipofektamin aracılı sirna transfekte edilir. Hücreler 5 mmol/l ß-gliserofosfat, 50 nmol/l deksametazon ve 25µmol/l L-askorbat 2 fosfat içeren mediım içerisinde diferansiye edilmiştir. Yapılan RT (PCR) analizleri ile alkalin fosfataz ve RUNX2 ekspresyonlarında artma ve PPARγ ekspresyonunda ise azalma saptanmıştır (27). Çeşitli organlara farklanan hücreler travma, yaşlanma ve dejeneratif hastalıklar sonucunda ciddi hasarlara uğradıklarında doğal şekilde yenilenemezler. Bu yüzden kök hücre uygulamaları günümüzde rejeneratif tıp bağlamında önem kazanmıştır.

7 Mezenkimal kök hücreler bu anlamda klinikte kullanılabilme potansiyelleri açısından günümüzde oldukça önemlidir. Mezenkimal kök hücrelerin çoğalma potansiyelinin kontrolü sağlanırsa, in vitro da gerekli olan hücre tiplerine dönüştürülmeleri mümkün olabilecektir. Günümüzdeki bilimsel veriler, teknolojik koşullar ve literatür kapsamında MKH uygulamaları gelecek için oldukça umut vaad ettiği görülmektedir. Fakat bu hücrelerin rutin tedavi protokollerinin oluşmaması ve cevap bekleyen soruların varlığı nedeniyle rejeneratif tıp uygulamaları açısından uzun soluklu çalışmalar ile konu desteklenmeli ve geliştirilmelidir. Kaynaklar 1. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. (8): Pittenger MF,Mackay AM, Beck SC. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science ; 284: Krause DS. Plasticity of marrow-derived stem cells. Gene Ther. 2002; 9(11): Phinney DG. Biochemical heterogeneity of mesenchymal stem cell populations. Cell Cycle ; 6 (23 ): Majumdar KM., Thiede MA, Mosca JD, Moorman M, Gerson SL. Phenotypic and functional comparison of cultures of marrowderived mesenchymal stem cells (MSCs) and stromal cells. Journal of Cellular Physiology. 1998; 176 : Caplan AI, Dennis JE, Mesenchymal stem cells as trophic mediators. J. Cell Biochem. 2006; 1;98 (5 ): Jiang Y, Jahagirdar BN, Reinhardt RL. Pluripotency of mesenchymal stem cells derived from adult marrow. Nature. 2002; 418: Beksaç M. Kordon kanı ve kök hücre. Kadın Hastalıkları ve Doğum Kitabı. Güneş Kitabevi Huang X, Cho S,Spangrude GJ. Hematopoietic stem cells generation and selfrenewal. Cell Death and Differentiation. 2007; 14: Jingang X, Xiaojuan Y, Wei J,Weihua G, Qince S, Yunfeng L, Lei Liu W, Meng WT. Adipogenic and osteogenic differentiation of Lin2CD271+Sca-1+adipose-derived stem cells. Mol Cell Biochem Silvana G, Lucimar PF, Jerônimo PF, Lydia MF. Characterization of human adiposederived stem cells. Acta Cirúrgica Brasileira. 2012; Vol. 27 (7) Giampiero LR, Melania LI, Tiziana C, Simona C, Felicia F, Rita A. Human Wharton's Jelly Mesenchymal Stem Cells Maintain the Expression of Key Immunomodulatory Molecules When Subjected to Osteogenic,Adipogenic and Chondrogenic Differentiation In Vitro. New Perspectives for Cellular Therapy Current Stem Cell Research & Therapy.2013; 8, Sollip K, Won-Ki M, Sail C, Soo JC, Jong-Il Y. Protein Expresion Profiles During Osteogenic Differantiation of Mesenchymal Stem Cells Derived from Human Umblical Cord Blood. Thoku J Exp. Med. 2010; 221, Letizia P, Renata V, Stefania B, Elisabetta L, Elena T, Alessandro C,Tiziana F, Giorgio C,Fortunato V, Roberta P. Influence of obstetric factors on osteogenic potential of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells. Reproductive Biology and Endocrinology.2009;7:106

8 15. Cheng-ZH, Hai-YC, Juan W, Wei L, Ying-XZ, Li P, Wei-HW, Shuang FC,Da WW, Le-XW. Effect of diabetic osteoblasts on osteogenic differentiationof human umbilical cord mesenchymal stem cells. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub. X:X /bp WahWah TH, Hockin HK. Collagen-Calcium Phosphate Cement Skaffolds Seeded with Umbilical Cord Stem Cells for Bone Tissue Engineering. Tissue Eng Part A Dec; 17(23-24): So-RJ, No-JS, Dong KY, Yong-JC, Byung-JK, Joung-WH, Ui JY, Dong-GJ, Young ML, Soo YC,Kye WP. Silk proteins stimulate osteoblast differentiation by suppressing the Notch signaling pathway in mesenchymal stem cells. Nutrition Reserch. 2013; Dan DL, Jin-CZ, Qun Z, Shu-XW, Meng-Su Yang TGF-b/BMP Signaling Pathway Is Involved in Cerium-Promoted Osteogenic Differentiation of Mesenchymal Stem Cells. Journal of Cellular Biochemistry. 2013; 114: Ramona L, Olafur ES. The Effect of Recombinant Human Interleukin-6 on Osteogenic Differentiation and YKL-40 Expressionin Human, Bone Marrow Derived Mesenchymal Stem Cells. Biores Open Access Feb 1;3(1): doi: Zhao WI, JiangSW, Lıjun L, JingWZ, Mıng S. Effects of BMP2 and VEGF165 on the osteogenic differentiationof rat bone marrow derived mesenchymal stem cells. Experimantal and Therapeutic Medicine. 2014; 7: Qiaoli G, Yan C, Chen H, Qin Sh, Huilin Y. Curcumin increases rat mesenchymal stem cell osteoblast differentiation but inhibits adipocyte differentiation. Pharmacogn Mag. 2012; 8(31): Silvana G, Lucimar PF, Jerônimo PF, Lydia MF. Characterization of human adiposederived stem cells. Acta Cirúrgica Brasileira. Vol. 2012; 27 (7) Zhang X, Yang M, Lin, Chen P, Ma K T, Zhou C Y, Ao Y F. Runx2 Overexpression Enhances Osteoblastic Differentiation andmineralization in Adipose - Derived Stem Cells in vitro and in vivo. Calcif Tissue Int ;79: Jingang X, Xiaojuan Y, Wei J, Weihua G, Qince S,Yunfeng L, Lei Liu W, Meng WT. Adipogenic and osteogenic differentiation of Lin2CD271+Sca-1+adipose-derived stem cells. Mol Cell Biochem. 2013; 377(1-2): Zhong F, Qin Y, Wei X, Guang HL, Hui L, Jun X, Feng Li. Effect of CGRP-Adenoviral Vector Transduction on the Osteoblastic Differentiation of Rat Adipose-Derived Stem Cells. PLoS One Aug 30;8(8):e doi: Mon JL, Hui TC, Mei LH, Chung HC, Shu CC, Sung CH, Yin CF, Gwo JW, Lin K. PPARc silencing enhances osteogenic differentiation of human adipose-derived mesenchymal stem cells. J Cell Mol Med. 2013; 17(9): Vicky N, Mei MW, Andia NR, Adel E, Dilair FB, Lynn MW, Andrew PC, Nicole JH. Monocytes Induce STAT3 Activation in HumanMesenchymal Stem Cells to Promote Osteoblast Formation. PLoS One. 2012;7(7):e doi: