கீல்வாதத்தின் பரிசோதனை மாதிரிகள்

குருத்தெலும்பு என்பது ஒரே ஒரு வகை செல்களை (காண்ட்ரோசைட்டுகள்) மட்டுமே கொண்ட மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்த திசு ஆகும், மேலும் இரத்தம் மற்றும் நிணநீர் நாளங்கள் இல்லாததால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. குருத்தெலும்பு முக்கியமாக சினோவியல் திரவத்திலிருந்து உறிஞ்சப்படுவதன் மூலம் வளர்க்கப்படுகிறது. காண்ட்ரோசைட் வளர்சிதை மாற்றம் காண்ட்ரோசைட்டுகள் மற்றும் சுற்றியுள்ள திசுக்களால் உள்ளூரில் உற்பத்தி செய்யப்படும் பல கரையக்கூடிய காரணிகளால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. காண்ட்ரோசைட் செயல்பாடு புற-செல்லுலார் சூழலின் கலவை (ஆக்ஸிஜன் பதற்றம், அயனி செறிவு, pH, முதலியன), ECM இன் கலவை, செல்கள் மற்றும் மேட்ரிக்ஸின் தொடர்பு மற்றும் இயற்பியல் சமிக்ஞைகளைப் பொறுத்தது. சோதனை மாதிரியாக்கத்தின் முக்கிய நோக்கம் முதிர்ந்த செல்களின் பினோடைப்பை மாற்றாமல் புற-செல்லுலார் சூழலில் கலாச்சாரங்களை உருவாக்குவதாகும். வேதியியல் மற்றும்/அல்லது உடல் சமிக்ஞைகளுக்கு காண்ட்ரோசைட்டுகளின் முன்கூட்டிய, தாமதமான, குறுகிய கால அல்லது நீண்டகால எதிர்வினையை ஆய்வு செய்ய கலாச்சாரங்களை உருவாக்குவதாகும். இன் விட்ரோ ஆய்வுகள் ஆஸ்டியோஆர்த்ரோசிஸில் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் நடத்தையைப் படிக்க ஒரு வாய்ப்பையும் வழங்குகின்றன. மூன்றாவது நோக்கம் மூட்டில் உள்ள பல்வேறு திசுக்களின் தொடர்புகளைப் படிக்க அனுமதிக்கும் கூட்டு வளர்ப்பு அமைப்புகளை உருவாக்குவதாகும். நான்காவது பணி அடுத்தடுத்த மாற்று அறுவை சிகிச்சைக்கு குருத்தெலும்பு உள்வைப்புகளைத் தயாரிப்பதாகும். இறுதியாக, ஐந்தாவது பணி, வளர்ச்சி காரணிகள், சைட்டோகைன்கள் அல்லது சிகிச்சை முகவர்கள் பற்றிய ஆய்வு ஆகும், அவை பழுதுபார்ப்பைத் தூண்டும் மற்றும்/அல்லது குருத்தெலும்பு மறுஉருவாக்கத்தைத் தடுக்கும் திறன் கொண்டவை.

கடந்த தசாப்தங்களில், மூட்டு குருத்தெலும்பு செல் கலாச்சாரங்களின் பல்வேறு மாதிரிகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன, அவற்றில் மோனோலேயர் கலாச்சாரங்கள், இடைநிறுத்தப்பட்ட கலாச்சாரங்கள், காண்ட்ரான் கலாச்சாரங்கள், விளக்கங்கள், கூட்டு கலாச்சாரங்கள் மற்றும் அழியாத செல் கலாச்சாரங்கள் ஆகியவை அடங்கும். ஒவ்வொரு கலாச்சாரமும் அதன் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் ஒவ்வொன்றும் காண்ட்ரோசைட் வளர்சிதை மாற்றத்தின் ஒரு குறிப்பிட்ட அம்சத்தைப் படிப்பதற்கு ஏற்றது. எனவே, குருத்தெலும்பு விளக்கங்கள் மேட்ரிக்ஸ் கூறுகளின் வருவாயைப் படிப்பதற்கான ஒரு சிறந்த மாதிரியாகும், இதற்கு உண்மையான செல் மேற்பரப்பு ஏற்பிகள் மற்றும் சாதாரண செல்-மேட்ரிக்ஸ் மற்றும் மேட்ரிக்ஸ்-செல் தொடர்புகள் தேவை. அதே நேரத்தில், தனிமைப்படுத்தப்பட்ட செல்களின் கலாச்சாரத்தில் காண்ட்ரோசைட் வளர்சிதை மாற்றத்தை ஒழுங்குபடுத்தும் மேட்ரிக்ஸ் வைப்புத்தொகைகள் அல்லது வழிமுறைகளைப் படிக்க பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. செல் வேறுபாட்டின் செயல்முறையைப் படிக்க குறைந்த அடர்த்தி கொண்ட மோனோலேயர் கலாச்சாரம் அவசியம். இயற்கையான அல்லது செயற்கை மேட்ரிக்ஸில் இடைநிறுத்தப்பட்ட கலாச்சாரங்கள் இயந்திர அழுத்தத்திற்கு காண்ட்ரோசைட்டுகளின் தகவமைப்பு பதிலை பகுப்பாய்வு செய்வதற்கான ஒரு மாதிரியாகும்.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

காண்ட்ரோசைட் கலாச்சாரங்கள்

இன் விட்ரோ ஆய்வுகளுக்கு குருத்தெலும்பு திசுக்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது பல முக்கியமான விஷயங்களை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும். காண்ட்ரோசைட்டுகளின் மேட்ரிக்ஸ் கலவை மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாடு மூட்டுகளுக்கு இடையில் வேறுபடுகிறது, மேலும் பிந்தையது திசுக்களில் உள்ள காண்ட்ரோசைட் இருப்பிடத்தின் ஆழத்தையும் சார்ந்துள்ளது. இந்தத் தரவுகள் பல சோதனைகளில் பெறப்பட்டன, இதில் வெவ்வேறு ஆழங்களின் குருத்தெலும்பு மண்டலங்களிலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட் துணை மக்கள்தொகைகள் ஆய்வு செய்யப்பட்டன. மூட்டு குருத்தெலும்பின் மேலோட்டமான மற்றும் ஆழமான அடுக்குகளில் அமைந்துள்ள வளர்ப்பு காண்ட்ரோசைட்டுகளுக்கு இடையே பல உருவவியல் மற்றும் உயிர்வேதியியல் வேறுபாடுகள் காணப்பட்டன. மேலோட்டமான செல்கள் ஒரு அரிதான, புரோட்டியோகிளிகான் இல்லாத ஃபைப்ரிலர் மேட்ரிக்ஸை ஒருங்கிணைக்கின்றன, அதேசமயம் ஆழமான செல்கள் ஃபைப்ரில்கள் மற்றும் புரோட்டியோகிளிகான்கள் நிறைந்த ஒரு மேட்ரிக்ஸை உருவாக்குகின்றன. மேலும், மேலோட்டமான செல்கள் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய திரட்டப்படாத புரோட்டியோகிளிகான்கள் மற்றும் ஹைலூரோனிக் அமிலத்தையும், ஆழமான காண்ட்ரோசைட்டுகளை விட ஒப்பீட்டளவில் குறைவான அக்ரிகான் மற்றும் கெரட்டன் சல்பேட்டையும் உருவாக்குகின்றன. வெவ்வேறு ஆழங்களின் குருத்தெலும்பு மண்டலங்களிலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளின் வளர்சிதை மாற்றத்தின் மற்றொரு முக்கியமான தனித்துவமான அம்சம் வெளிப்புற தூண்டுதலுக்கான பிரதிபலிப்பாகும். எம். அய்டெலோட் மற்றும் பலர் கருத்துப்படி, குருத்தெலும்புகளின் மேலோட்டமான மண்டலத்தைச் சேர்ந்த போவின் காண்ட்ரோசைட்டுகள் ஆழமான மண்டலத்தைச் சேர்ந்த செல்களை விட IL-1 க்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டவை.

உயிரணு நடத்தை திசு இருப்பிடத்தையும் சார்ந்துள்ளது. ஒரே விலங்கின் விலா எலும்பு மற்றும் காது குருத்தெலும்பிலிருந்து வரும் காண்ட்ரோசைட்டுகள் ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட் வளர்ச்சி காரணி (FGF) மற்றும் TGF-பீட்டா போன்ற வளர்ச்சி காரணிகளுக்கு வித்தியாசமாக பதிலளிக்கின்றன. FGF வளர்ப்பு விலா எலும்புகளில் தைமிடின், புரோலின் மற்றும் லியூசின் சேர்க்கையை அதிகரித்தது, ஆனால் காது காண்ட்ரோசைட்டுகளில் அல்ல. TGF-பீட்டா விலா எலும்பு மற்றும் காது குருத்தெலும்பு காண்ட்ரோசைட்டுகளில் தைமிடின் சேர்க்கையை அதிகரித்தது, ஆனால் காது காண்ட்ரோசைட்டுகளில் தைமிடின் மற்றும் புரோலின் சேர்க்கையில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தவில்லை. அதிக அழுத்தம் உள்ள பகுதிகளிலிருந்து வரும் குருத்தெலும்பு செல்கள் குருத்தெலும்பில் குறைந்த அழுத்தம் உள்ள பகுதிகளிலிருந்து வேறுபடுகின்றன. இதனால், மெனிஸ்கஸால் மூடப்படாத திபியாவின் மூட்டு மேற்பரப்பின் மையப் பகுதியிலிருந்து முதிர்ந்த செம்மறி ஆடுகளின் முழங்கால் மூட்டு குருத்தெலும்பின் காண்ட்ரோசைட்டுகள், உயிருள்ள நிலையில் மிகப்பெரிய சுமையைத் தாங்குகின்றன, குறைவான அக்ரிகானை ஒருங்கிணைக்கின்றன, ஆனால் மெனிஸ்கஸால் மூடப்பட்ட மண்டலங்களிலிருந்து வரும் செல்களை விட அதிக டெகோரின். மூட்டுகளின் செயற்கை செயல்பாட்டைப் படிக்கும்போது ஒரே மாதிரியான மூட்டு மண்டலங்களிலிருந்து குருத்தெலும்புகளைப் பயன்படுத்துவதன் முக்கியத்துவத்தையும் ஆசிரியர்கள் வலியுறுத்துகின்றனர்.

காண்ட்ரோசைட்டுகளின் வளர்சிதை மாற்றம் மற்றும் ஒழுங்குமுறை காரணிகளுக்கு அவற்றின் எதிர்வினை ஆகியவை நன்கொடையாளரின் வயது, அவற்றின் எலும்புக்கூடு வளர்ச்சி மற்றும் செல்கள் எடுக்கப்பட்ட மூட்டுகளின் நிலை ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. மனித காண்ட்ரோசைட்டுகளில், வயதுக்கு ஏற்ப பெருக்க மறுமொழியில் குறிப்பிடத்தக்க குறைவு காணப்படுகிறது. 40-50 வயது மற்றும் 60 வயதுக்கு மேற்பட்ட நன்கொடையாளர்களில் மிகப்பெரிய குறைவு காணப்படுகிறது. மேலும், வளர்ச்சி காரணிகளுக்கு (எ.கா., FGF மற்றும் TGF-பீட்டா) பெருக்க மறுமொழியின் தீவிரம் வயதானவுடன் குறைகிறது. காண்ட்ரோசைட் பெருக்கத்தில் அளவு மாற்றங்களுடன் கூடுதலாக, தரமான மாற்றங்களும் உள்ளன. இளம் நன்கொடையாளர்களிடமிருந்து (10-20 வயது) செல்கள் TGF-பீட்டாவை விட பிளேட்லெட்-பெறப்பட்ட வளர்ச்சி காரணிக்கு (PDGF) சிறப்பாக பதிலளிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் வயதுவந்த நன்கொடையாளர்களிடமிருந்து வரும் உயிரணுக்களில் எதிர்மாறாகக் காணப்படுகிறது. காண்ட்ரோசைட்டுகளின் செயற்கை செயல்பாட்டில் வயது சார்ந்த மாற்றங்கள் மற்றும் வளர்ச்சி காரணிகளுக்கு அவற்றின் எதிர்வினையை விளக்க பல வழிமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மேற்பரப்பு செல் ஏற்பிகளின் எண்ணிக்கை மற்றும் தொடர்பில் குறைவு, வளர்ச்சி காரணிகள் மற்றும் சைட்டோகைன்களின் தொகுப்பு மற்றும் உயிரியல் செயல்பாட்டில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மற்றும் பிந்தைய ஏற்பி சமிக்ஞைகளின் மாற்றம் ஆகியவை இதில் அடங்கும்.

மூட்டுகளின் நோயியல் நிலை, காண்ட்ரோசைட்டுகளின் உருவவியல் மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாட்டையும் மாற்றுகிறது. இவ்வாறு, ஜே. கூரி மற்றும் பலர் (1996) ஆஸ்டியோஆர்த்ரோசிஸில் குருத்தெலும்புகளில் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் மூன்று துணை மக்கள்தொகைகளை அடையாளம் கண்டனர். குருத்தெலும்பின் நடுப்பகுதியின் மேலோட்டமான மற்றும் மேல் பகுதியிலிருந்து வரும் காண்ட்ரோசைட்டுகள் கொத்துக்களை உருவாக்கி அதிக அளவு புரோட்டியோகிளிகான்கள் மற்றும் கொலாஜனை ஒருங்கிணைக்கின்றன. TGF-பீட்டா மற்றும் இன்சுலின் போன்ற வளர்ச்சி காரணி (IGF) காண்ட்ரோசைட்டுகளால் புரோட்டியோகிளிகான்களின் தொகுப்பைத் தூண்டவும், IL-1 மற்றும் TNF-a இன் விளைவுகளை ஓரளவு நடுநிலையாக்கவும் முடியும். ஆஸ்டியோஆர்த்ரோசிஸால் பாதிக்கப்பட்ட குருத்தெலும்பு மற்றும் ஆஸ்டியோஆர்த்ரோசிஸ் உள்ள நோயாளியின் குருத்தெலும்பிலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளின் எக்ஸ்பிளான்ட்கள் ஆரோக்கியமான குருத்தெலும்புகளின் காண்ட்ரோசைட்டுகளை விட TGF-பீட்டாவின் தூண்டுதலுக்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டவை. இந்த வேறுபாடுகள் பெரும்பாலும் மூட்டு குருத்தெலும்பின் மேல் அடுக்குகளில் உள்ள காண்ட்ரோசைட்டுகளில் ஏற்படும் பினோடைபிக் மாற்றங்களுடன் தொடர்புடையவை.

புரோட்டியோலிடிக் என்சைம்களுடன் ECM இன் தொடர்ச்சியான சிகிச்சை மூலம் தனிப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளின் தனிமைப்படுத்தல் அடையப்படுகிறது. ECM இலிருந்து அவை வெளியான பிறகு, தனிமைப்படுத்தப்பட்ட செல்கள் மேட்ரிக்ஸ் கூறுகளின் புதிய தொகுப்பைப் படிப்பதற்கு ஏற்றவை. சில ஆசிரியர்கள் க்ளோஸ்ட்ரிடியல் கொலாஜனேஸை மட்டுமே பயன்படுத்துகின்றனர், மற்றவர்கள் டிரிப்சின், ப்ரோனேஸ், டினேஸ் மற்றும்/அல்லது ஹைலூரோனிடேஸுடன் குருத்தெலும்பை முன்கூட்டியே அடைகாக்கின்றனர். தனிமைப்படுத்தப்பட்ட செல்களின் எண்ணிக்கை பயன்படுத்தப்படும் என்சைம்களைப் பொறுத்தது. இவ்வாறு, கொலாஜனேஸுடன் மட்டும் சிகிச்சையளிக்கப்படும்போது, 1 கிராம் திசுக்களிலிருந்து 1.4-10 ⁶ காண்ட்ரோசைட்டுகளைப் பெறலாம், அதே நேரத்தில் ப்ரோனேஸ், ஹைலூரோனிடேஸ் மற்றும் கொலாஜனேஸைப் பயன்படுத்தும் போது - 4.3-10 ^6. கொலாஜனேஸுடன் சிகிச்சையளிக்கப்படும்போது, அக்ரிகான், புரதங்கள், IL-6 மற்றும் IL-8 ஆகியவை வெவ்வேறு நொதிகளுடன் தொடர்ச்சியான சிகிச்சையை விட கணிசமாக அதிக அளவில் செல் கலாச்சாரத்தில் இருக்கும். இரண்டு செல் கலாச்சாரங்களுக்கு இடையிலான இந்த வேறுபாடுகளுக்கு பல விளக்கங்கள் உள்ளன:

• செல் ஏற்பிகள் நொதிகளால் சேதமடைகின்றன அல்லது தடுக்கப்படுகின்றன, TGF-பீட்டா புதிதாக தனிமைப்படுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளில் (நாள் 1) DNA மற்றும் புரோட்டியோகிளைகான் தொகுப்பைத் தடுக்கிறது, அதேசமயம் ஒரு ஒற்றை அடுக்கில் (7 நாட்கள்) வளர்க்கப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளில் DNA மற்றும் புரோட்டியோகிளைகான் தொகுப்பு TGF-பீட்டாவால் தூண்டப்படுகிறது. இருப்பினும், பரிசோதனை தொடங்குவதற்கு முன்பு இந்த சவ்வு கூறுகளின் மறு வெளிப்பாட்டிற்கு போதுமான காலம் தேவைப்படுகிறது.
• வெளிப்புற புரோட்டீஸ்கள் இன்டெக்ரின்-மத்தியஸ்த செல்-மேட்ரிக்ஸ் தொடர்புகளை சீர்குலைக்கலாம். இன்டெக்ரின் குடும்பம் காண்ட்ரோசைட்டுகளை ECM மூலக்கூறுகளுடன் இணைப்பதை ஊக்குவிக்கிறது (ஷாகிபேய் எம். மற்றும் பலர்., 1997). இந்த இடையூறு மேட்ரிக்ஸ் மரபணுக்களின் வெளிப்பாட்டை பாதிக்கலாம்.
• மேட்ரிக்ஸ் கூறுகளின் எச்சங்கள் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் செயற்கை செயல்பாட்டை ஒழுங்குபடுத்த முடியும். இண்டிக்ரின்கள் ஈசிஎம் சிதைவின் தயாரிப்புகளை அடையாளம் காண முடிகிறது, இதனால் புரோட்டியோலிடிக் என்சைம்களின் செயல்பாட்டிற்குப் பிறகு திசு சரிசெய்தலில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. டி. லார்சன் மற்றும் பலர். (1989) செல் வளர்ப்பில் அப்படியே அல்லது துண்டு துண்டான புரோட்டியோகிளிகான்களைச் சேர்ப்பது புரதங்கள் மற்றும் புரோட்டியோகிளிகான்களின் தொகுப்பைத் தூண்டுகிறது என்று தெரிவித்தனர். இருப்பினும், ஹைலூரோனிக் அமிலத்தின் அதிக அளவு கோழி கருவின் காண்ட்ரோசைட்டுகள், பன்றியின் முதிர்ந்த காண்ட்ரோசைட்டுகள் மற்றும் எலி காண்ட்ரோசர்கோமா செல்கள் மூலம் புரோட்டியோகிளிகான்களின் தொகுப்பில் சல்பேட்டுகளைச் சேர்ப்பதில் குறிப்பிடத்தக்க குறைவை ஏற்படுத்துகிறது. மேலும், ஹைலூரோனிக் அமிலம் IL-1b, TNF-a, FGF முன்னிலையில் கூட செல்களிலிருந்து புரோட்டியோகிளிகான் வெளியீட்டைத் தடுக்கும் ஒரு தடுப்பானாகும், இது வளர்ச்சி காரணிகள் மற்றும் சைட்டோகைன்களின் முதல் உயிரியல் செயல்பாட்டின் எதிர்ப்பைக் குறிக்கிறது. ஹைலூரோனிக் அமிலத்தின் செயல்பாட்டின் அடிப்படையிலான சரியான வழிமுறை தெளிவாக இல்லை; சைட்டோசோலின் ஆக்டின் இழைகளுடன் தொடர்புடைய ஹைலூரோனிக் அமிலத்திற்கான ஏற்பியை காண்ட்ரோசைட்டுகள் கொண்டிருப்பதாக அறியப்படுகிறது. ஹைலூரோனிக் அமிலத்தை அதன் ஏற்பியுடன் பிணைப்பது புரத பாஸ்போரிலேஷனைத் தூண்டுகிறது. எனவே, இந்த தரவுகள் செல் சவ்வு ஏற்பிகளை செயல்படுத்துவதன் மூலம் மேட்ரிக்ஸ் புரதங்களின் துண்டு துண்டான அல்லது சொந்த மூலக்கூறுகளால் காண்ட்ரோசைட் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாட்டின் பண்பேற்றத்தை நிரூபிக்கின்றன.
• நொதிகளால் காண்ட்ரோசைட்டுகளால் மேட்ரிக்ஸ் புரதத் தொகுப்பின் விரைவான தூண்டுதல் காண்ட்ரோசைட் வடிவம் மற்றும்/அல்லது சைட்டோஸ்கெலிட்டல் மறுசீரமைப்பில் ஏற்படும் மாற்றங்களின் விளைவாக இருக்கலாம்.
• சில சைட்டோகைன்கள் (எ.கா., IL-8) மற்றும் வளர்ச்சி காரணிகள் (எ.கா., IGF-1, TGF-β) ECM இல் பிரிக்கப்படுகின்றன. சிறந்த உதாரணம் டெகோரின் மூலம் TGF-β பிணைப்பு ஆகும், இதன் விளைவாக சீன வெள்ளெலி கருப்பை செல்களில் செல் வளர்ச்சியைத் தூண்டும் முந்தைய திறன் குறைகிறது. குருத்தெலும்புகளில் டெகோரின் உள்ளடக்கம் வயதுக்கு ஏற்ப அதிகரிக்கிறது என்பதைக் கண்டுபிடிப்பது, வயதானவுடன் TGF-β உயிர் கிடைக்கும் தன்மை குறைவதைக் குறிக்கிறது. வளர்ச்சி காரணிகள் மற்றும் சைட்டோகைன்கள் வளர்ப்பின் போது மேட்ரிக்ஸ் குப்பைகளிலிருந்து விடுவிக்கப்பட்டு, பின்னர் காண்ட்ரோசைட் செயல்பாட்டை மாற்றியமைக்கலாம்.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

காண்ட்ரோசைட்டுகளின் ஒற்றை அடுக்கு கலாச்சாரம்

காண்ட்ரோசைட்டுகளின் வேறுபட்ட பினோடைப் முதன்மையாக வகை II கொலாஜன் மற்றும் திசு-குறிப்பிட்ட புரோட்டியோகிளிகான்களின் தொகுப்பு மற்றும் குறைந்த அளவிலான மைட்டோடிக் செயல்பாடு ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு ஒற்றை அடுக்கில் நீடித்த செல் வளர்ப்பு மற்றும் பல முறை மீண்டும் மீண்டும் செல் பத்திகளுக்குப் பிறகு, காண்ட்ரோசைட்டுகள் அவற்றின் கோள வடிவங்களை இழந்து நீளமான, ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட் போன்ற வடிவத்தைப் பெறுகின்றன என்பதற்கான சான்றுகள் உள்ளன. இத்தகைய ஃபைப்ரோபிளாஸ்டிக் மெட்டாபிளாசியாவுடன், செல்களின் செயற்கை செயல்பாடும் மாற்றியமைக்கப்படுகிறது, இது II, IX மற்றும் XI வகை கொலாஜன்களின் தொகுப்பில் படிப்படியாகக் குறைவு மற்றும் I, III மற்றும் Y வகை கொலாஜன்களின் தொகுப்பில் அதிகரிப்பு ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. சிறிய திரட்டப்படாத புரோட்டியோகிளிகான்கள் செயல்பாட்டு அக்ரிகான் காரணமாக ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன. கேதெப்சின் B மற்றும் L இன் தொகுப்பு வேறுபட்ட செல்களில் மிகவும் குறைவாக உள்ளது, ஆனால் வேறுபாட்டை இழக்கும் செயல்பாட்டில் அதிகரிக்கிறது. கொலாஜனேஸ்-1 வேறுபட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது; நீடித்த சாகுபடியுடன், அதன் வெளிப்பாடு குறைகிறது, அதே நேரத்தில் மெட்டாலோபுரோட்டீஸின் (TIMPs) திசு தடுப்பான்களின் உற்பத்தி அதிகரிக்கிறது.

வேறுபட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகள், ஒற்றை அடுக்கிலிருந்து இடைநிறுத்தப்பட்ட கலாச்சாரத்திற்கு மாற்றப்படும்போது, வேறுபட்ட பினோடைப்பின் கொலாஜனை மீண்டும் வெளிப்படுத்துகின்றன. வேறுபாடு செயல்முறை செல் வடிவத்துடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம். ஆட்டோலோகஸ் காண்ட்ரோசைட்டுகளுடன் குறைபாடுள்ள ஒட்டுண்ணிகளைப் படிக்கும் ஆராய்ச்சியாளர்களால் இந்தப் பண்பு தொடர்ந்து பயன்படுத்தப்படுகிறது. பயாப்ஸி பொருட்களிலிருந்து பெறப்பட்ட ஒரு சிறிய எண்ணிக்கையிலான செல்களை ஒற்றை அடுக்கு கலாச்சாரத்தில் விரிவுபடுத்தலாம், பின்னர் மாற்று அறுவை சிகிச்சைக்கு முன் முப்பரிமாண மேட்ரிக்ஸில் மீண்டும் அறிமுகப்படுத்தலாம். அகரோஸ் கலாச்சாரத்திற்கு மாற்றப்பட்ட வேறுபடுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகள் மூலம் ஒரு குறிப்பிட்ட பினோடைப்பின் மறு வெளிப்பாடு TGF-β, ஒசைன்-ஹைட்ராக்ஸிபடைட் காம்ப்ளக்ஸ் மற்றும் அஸ்கார்பிக் அமிலத்தால் தூண்டப்படலாம்.

வளர்ச்சி காரணிகள் மற்றும் சைட்டோகைன்களுக்கு பதிலளிக்கும் விதமாக, வேறுபடுத்தும் செயல்பாட்டின் போது காண்ட்ரோசைட்டுகள் மாற்றியமைக்கப்படுகின்றன. சைட்டோகைன்கள் மற்றும் வளர்ச்சி காரணிகளுக்கான செல்லுலார் பதில் வேறுபடுத்தப்படாத மற்றும் வேறுபடுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளுக்கு இடையில் வேறுபடுகிறது. IL-1 ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட் பெருக்கத்தைத் தூண்டுகிறது, அதேசமயம் வேறுபடுத்தப்படாத காண்ட்ரோசைட்டுகளின் வளர்ச்சி IL-1 ஆல் தடுக்கப்படுகிறது. நீளமான ஆனால் தட்டையான காண்ட்ரோசைட்டுகளில் டிஎன்ஏ தொகுப்பு IGF-1 ஆல் தூண்டப்படுகிறது. வேறுபடுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளில், புரோகொல்லாஜனேஸ் உற்பத்தியில் IL-1beta மற்றும் TNF-a இன் தூண்டுதல் விளைவுகள் வேறுபடுத்தப்படாத காண்ட்ரோசைட்டுகளை விட அதிகமாகக் காணப்படுகின்றன.

காண்ட்ரோசைட் சாகுபடி

திரவ ஊடகத்தில் அல்லது இயற்கையான அல்லது செயற்கை முப்பரிமாண அணியில் காண்ட்ரோசைட்டுகளை சஸ்பென்ஷனில் வளர்ப்பது காண்ட்ரோசைட் பினோடைப்பை நிலைப்படுத்துகிறது. செல்கள் அவற்றின் கோள வடிவத்தைத் தக்கவைத்து, திசு-குறிப்பிட்ட புரதங்களை ஒருங்கிணைக்கின்றன. புதிய பெரிசெல்லுலர் மேட்ரிக்ஸின் உருவாக்கத்தைப் படிப்பதற்காக காண்ட்ரோசைட்டுகளின் இடைநீக்கம் செய்யப்பட்ட கலாச்சாரம் பொதுவாக பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. கூட்டு குருத்தெலும்பு திசுக்களின் மீளுருவாக்கத்தைத் தூண்டுவதற்காக குருத்தெலும்பு குறைபாடுகளில் செல்களைப் பொருத்துவதற்கு செயற்கை அல்லது இயற்கை உறிஞ்சக்கூடிய பாலிமர்களில் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் கலாச்சாரங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பொருத்தப்பட்ட செல்களுக்கான செயற்கை அல்லது இயற்கை ஊடகம் பல தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்:

• செல் ஒட்டுதல் மற்றும் வளர்ச்சிக்கு உள்வைப்புகள் ஒரு நுண்துளை அமைப்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்,
• பாலிமரோ அல்லது அதன் சிதைவுப் பொருட்களோ உயிரியல் ரீதியாகப் பொருத்தப்படும்போது வீக்கம் அல்லது நச்சு எதிர்வினைகளை ஏற்படுத்தக்கூடாது,
• ஒட்டு தாங்கி அருகிலுள்ள குருத்தெலும்பு அல்லது துணை காண்டிரல் எலும்புடன் பிணைக்கும் திறனைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்,
• இயற்கையான அல்லது செயற்கை அணி உறிஞ்சும் திறனைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், அதன் சிதைவு திசு மீளுருவாக்கம் மூலம் சமப்படுத்தப்பட வேண்டும்,
• குருத்தெலும்பு பழுதுபார்ப்பை எளிதாக்க, மேட்ரிக்ஸின் வேதியியல் அமைப்பு மற்றும் துளை கட்டமைப்பு, செல்லுலார் பினோடைப்பைப் பராமரிப்பதையும், அதில் வைக்கப்பட்டுள்ள காண்ட்ரோசைட்டுகளால் திசு-குறிப்பிட்ட புரதங்களின் தொகுப்பையும் எளிதாக்க வேண்டும்.
• உயிருள்ள நிலையிலேயே பொருத்தும் போது, செயற்கை அல்லது இயற்கை அணி இயந்திர பண்புகளை ஆய்வு செய்வது அவசியம்.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

திரவ நிலையில் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் இடைநீக்கம்

காண்ட்ரோசைட்டுகள் வளர்க்கப்படும் பிளாஸ்டிக் பாத்திரங்களுடன் செல்கள் இணைவதைத் தடுக்கலாம், அவற்றின் சுவர்களில் மெத்தில்செல்லுலோஸ், அகரோஸ், ஹைட்ரோஜெல் (பாலி-2-ஹைட்ராக்ஸிஎதில் மெதக்ரிலேட்) அல்லது கொலாஜன்-அகரோஸ் கலவை ஆகியவற்றின் கரைசலைப் பூசுவதன் மூலம் தடுக்கலாம். இந்த நிலைமைகளின் கீழ், காண்ட்ரோசைட்டுகள் கொத்துக்களை உருவாக்கி முக்கியமாக அக்ரிகான் மற்றும் திசு-குறிப்பிட்ட கொலாஜன்களை (II, IX, XI வகைகள்) ஒருங்கிணைக்கின்றன. பொதுவாக இரண்டு வகையான செல்கள் காணப்படுகின்றன. மையத்தில் அமைந்துள்ள செல்கள் ஒரு கோள வடிவத்தைத் தக்கவைத்து, நன்கு வளர்ந்த ECM ஆல் சூழப்பட்டுள்ளன, இது ஹிஸ்டோகெமிக்கல் மற்றும் அல்ட்ராஸ்ட்ரக்சரல் ஆய்வுகள் மூலம் உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது. சுற்றளவில், காண்ட்ரோசைட்டுகள் வட்ட வடிவ வெளிப்புறங்களைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் ஒரு அரிதான ECM ஆல் சூழப்பட்டுள்ளன; அத்தகைய செல்களின் செயல்பாட்டு பண்புகள் பற்றி அதிகம் அறியப்படவில்லை.

தொங்கலில் பராமரிக்கப்படும் நுண்காவிகளில் காண்ட்ரோசைட்டுகளை வளர்ப்பது சாத்தியமாகும்; டெக்ஸ்ட்ரான் மணிகள் (சைட்டோடெக்ஸ்), கொலாஜன்-பூசப்பட்ட டெக்ஸ்ட்ரான் மணிகள் (சைட்டோடெக்ஸ் III) மற்றும் வகை I கொலாஜன் (செல்லஜென்) இன் நுண்துளை இல்லாத நுண்கோளங்கள் நுண்காவிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த வளர்ப்பு நிலைமைகளின் கீழ், காண்ட்ரோசைட்டுகள் நுண்காவியின் மேற்பரப்பில் இணைகின்றன, அவற்றின் கோள வடிவத்தைத் தக்கவைத்து, ஒரு மேட்ரிக்ஸ் போன்ற பொருளை உருவாக்குகின்றன. மேலும், செல்லஜனின் பயன்பாடு காண்ட்ரோசைட் பெருக்கத்தையும் சாதாரண பினோடைப்பின் மறு வெளிப்பாட்டையும் ஊக்குவிக்கிறது. எனவே, செல்லஜென் நுண்காவிகளில் காண்ட்ரோசைட்டுகளை வளர்ப்பது, மாற்று அறுவை சிகிச்சைக்கு முன் செல் பினோடைப்பை மீட்டெடுக்கப் பயன்படுகிறது.

^{திரவ ஊடகத்தில் காண்ட்ரோசைட் இடைநீக்கத்தை வளர்ப்பதற்கான மற்றொரு முறை, மையவிலக்கு மூலம் பெறப்பட்ட செல்கள் (0.5-1 * 10 b} ) கொண்ட அடர்த்தியான பந்துகளின் வடிவத்தில் அவற்றை வளர்ப்பதாகும். இத்தகைய காண்ட்ரோசைட்டுகள் அதிக அளவு புரோட்டியோகிளிகான்களைக் கொண்ட ஒரு மேட்ரிக்ஸை உருவாக்கும் திறன் கொண்டவை, கொலாஜன் வகை II, ஆனால் கொலாஜன் வகை I அல்ல, இது ஹிஸ்டாலஜிக்கல், இம்யூனோஹிஸ்டோகெமிக்கல் மற்றும் அளவு முறைகள் மூலம் உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது.

இயற்கையான ECM இல் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் இடைநீக்கம்

காண்ட்ரோசைட்டுகளை முப்பரிமாண அணியில் (மென்மையான அகார், அகாரோஸ், கொலாஜன் ஜெல் அல்லது கடற்பாசி, ஹைலூரோனிக் அமிலம், ஃபைப்ரின் பசை, ஆல்ஜினேட் மணிகள்) தொங்கவிடப்பட்ட நிலையில் வளர்க்கலாம்.

அகரோஸில் வளர்க்கப்படும் காண்ட்ரோசைட்டுகள் அவற்றின் இயல்பான பினோடைப்பைத் தக்கவைத்து, வகை II கொலாஜன் மற்றும் திசு-குறிப்பிட்ட அக்ரிகான் திரட்டுகளை ஒருங்கிணைக்கின்றன. அகரோஸில் வளர்க்கப்படும்போது, செல் மூலம் தொகுக்கப்பட்ட புரோட்டியோகிளைகான்கள் 50 நாட்களுக்கு ஊடகத்தில் வெளியிடப்படுகின்றன. ஒப்பிடுகையில், ஒரு ஒற்றை அடுக்கு கலாச்சாரத்தில், செல்லுலார் கட்டம் சாகுபடியின் முதல் 5-6 நாட்களில் ஏற்கனவே கிளைகோசமினோகிளைகான்களால் அதிகமாக நிரப்பப்படுகிறது; ஊடகத்தில் வளர்க்கப்படும்போது, முதல் 8-10 நாட்களில் கிளைகோசமினோகிளைகான்களின் அதிகரித்த தொகுப்பு மற்றும் வெளியீட்டிற்குப் பிறகு, அவற்றின் நேரத்தைச் சார்ந்த குறைவு ஏற்படுகிறது. இருப்பினும், அகரோஸில் வளர்க்கப்படும்போது காண்ட்ரோசைட்டுகளின் நடத்தை உயிருள்ளவற்றிலிருந்து வேறுபடுகிறது. அகரோஸில், அதிக எண்ணிக்கையிலான ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட அக்ரிகான் திரட்டுகள் உயிருள்ளவற்றில் விட சிறிய மூலக்கூறுகளையும் குறைவான மூலக்கூறுகளையும் கொண்டிருக்கின்றன. TGF-β விளக்கத்தில் புரோட்டியோகிளைகான் தொகுப்பைத் தூண்டுகிறது, ஆனால் அகரோஸில் அக்ரிகான் தொகுப்பைக் குறைக்கிறது.

^{ஆல்ஜினேட் என்பது பழுப்பு நிற கடற்பாசியிலிருந்து பெறப்பட்ட ஒரு நேரியல் பாலிசாக்கரைடு ஆகும். Ca 2+} அயனிகள் போன்ற டைவலன்ட் கேஷன்களின் முன்னிலையில், இந்த பாலிமர் ஒரு ஜெல்லாக மாறுகிறது. ஆல்ஜினேட்டில் சிக்கியுள்ள ஒவ்வொரு காண்ட்ரோசைட்டும் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பாலிசாக்கரைடுகளின் மேட்ரிக்ஸால் சூழப்பட்டுள்ளது, இதன் துளைகள் ஹைலைன் குருத்தெலும்புகளில் உள்ள துளைகளுடன் ஒப்பிடத்தக்கவை. ஆல்ஜினேட் மணிகளில் உள்ள காண்ட்ரோசைட்டுகளால் உருவாகும் மேட்ரிக்ஸ் இரண்டு பெட்டிகளைக் கொண்டுள்ளது - மூட்டு குருத்தெலும்புகளின் பெரிசெல்லுலர் மற்றும் பிராந்திய மேட்ரிக்ஸுடன் தொடர்புடைய செல்-தொடர்புடைய மேட்ரிக்ஸின் மெல்லிய அடுக்கு மற்றும் பூர்வீக திசுக்களில் உள்ள இன்டர்டெரிட்டோரியலுக்கு சமமான தொலைதூர மேட்ரிக்ஸ். வளர்ப்பின் 30வது நாளில், செல்கள் மற்றும் ஒரு ஆல்ஜினேட் மணியில் உள்ள இரண்டு பெட்டிகளில் ஒவ்வொன்றும் ஆக்கிரமித்துள்ள ஒப்பீட்டு மற்றும் முழுமையான அளவு பூர்வீக குருத்தெலும்புகளில் உள்ளவற்றுடன் கிட்டத்தட்ட முற்றிலும் ஒத்ததாக இருக்கும். கிட்டத்தட்ட 30 நாட்களுக்கு, காண்ட்ரோசைட்டுகள் அவற்றின் கோள வடிவத்தைத் தக்கவைத்து அக்ரிகேனை உருவாக்குகின்றன, அவற்றின் ஹைட்ரோடைனமிக் பண்புகள் மூட்டு குருத்தெலும்பு மேட்ரிக்ஸில் உள்ள அக்ரிகேன் மூலக்கூறுகளின் பண்புகளையும், II, IX மற்றும் XI வகைகளின் கொலாஜன் மூலக்கூறுகளையும் ஒத்திருக்கும். அதே நேரத்தில், மற்ற சஸ்பென்ஷன் கலாச்சாரங்களைப் போலவே, ஆல்ஜினேட் மணிகளின் மேற்பரப்பில் தட்டையான செல்கள் உள்ளன, அவை வகை I இன் கொலாஜன் மூலக்கூறுகளை ஒரு சிறிய அளவு உருவாக்குகின்றன, அவை நேரடியாக ஊடகத்தில் வெளியிடப்படுகின்றன மற்றும் ECM இல் இணைக்கப்படவில்லை. ஆல்ஜினேட் மணிகளில் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் மிதமான பெருக்கம் காணப்படுகிறது. ஆல்ஜினேட் ஜெல்லில் 8 மாதங்கள் பயிரிட்ட பிறகு, முதிர்ந்த காண்ட்ரோசைட்டுகள் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாட்டை இழக்காது மற்றும் திசு-குறிப்பிட்ட கொலாஜன் வகை II மற்றும் அக்ரிகானை ஒருங்கிணைக்கத் தொடர்கின்றன.

எச். தனகா மற்றும் பலர் (1984) ஆல்ஜினேட்டில் உள்ள பல்வேறு இயற்கை மூலக்கூறுகளின் பரவல் பண்புகளை ஆராய்ந்து, 70 kDa க்கும் அதிகமான மூலக்கூறுகள் ஆல்ஜினேட் வழியாக பரவவில்லை என்பதைக் கண்டறிந்தனர். இதனால், ஆல்ஜினேட்டில் உள்ள செல் வளர்ப்பு மேட்ரிக்ஸ் உயிரியக்கவியல் மற்றும் ECM அமைப்பின் ஒழுங்குமுறையைப் படிப்பதற்கு ஏற்றது. ஆல்ஜினேட்டில் வளர்க்கப்பட்ட செல்கள் கிடைப்பது, டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல், பிந்தைய டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் மற்றும் மொழிபெயர்ப்பு நிலைகளில் பெப்டைட் ஒழுங்குமுறை காரணிகள் மற்றும் மருந்தியல் முகவர்களின் செயல்பாட்டைப் படிக்க அனுமதிக்கிறது.

காண்ட்ரோசைட்டுகள் I மற்றும் II வகைகளின் கொலாஜன் இழைகளின் மேட்ரிக்ஸிலும் வளர்க்கப்படுகின்றன. எஸ். நெஹ்ரர் மற்றும் பலர் (1997) பல்வேறு வகையான கொலாஜன்களைக் கொண்ட நுண்துளை கொலாஜன்-புரோட்டியோகிளிகான் பாலிமர் மெட்ரிக்ஸில் நாய் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் செயல்பாட்டை ஒப்பிட்டனர். கொலாஜன் வகைகள் I மற்றும் II ஐக் கொண்ட கொலாஜன் மெட்ரிக்ஸில் வளர்க்கப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளின் உயிரியல் செயற்கை செயல்பாட்டின் உருவ அமைப்பில் முக்கியமான வேறுபாடுகளைக் கண்டறிந்தனர். கொலாஜன் வகை II இன் மேட்ரிக்ஸில் உள்ள செல்கள் அவற்றின் கோள வடிவத்தைத் தக்கவைத்துக் கொண்டன, அதே நேரத்தில் கொலாஜன் வகை I இல் அவை ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட் போன்ற உருவ அமைப்பைக் கொண்டிருந்தன. மேலும், கொலாஜன் வகை II இன் மேட்ரிக்ஸில், காண்ட்ரோசைட்டுகள் அதிக அளவு கிளைகோசமினோகிளைகான்களை உற்பத்தி செய்தன. ஜே. வான் சுசாண்டே மற்றும் பலர் (1995) ஆல்ஜினேட் மற்றும் கொலாஜன் (வகை I) ஜெல்லில் வளர்க்கப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளின் பண்புகளை ஒப்பிட்டனர். கொலாஜன் ஜெல்லில் உள்ள செல்களின் எண்ணிக்கையில் குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்பை ஆசிரியர்கள் கண்டறிந்தனர், ஆனால் சாகுபடியின் 6 வது நாளிலிருந்து செல்கள் அவற்றின் சிறப்பியல்பு பினோடைப்பை இழந்து, ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட் போன்ற செல்களாக மாறின. ஆல்ஜினேட் ஜெல்லில், செல்களின் எண்ணிக்கையில் குறைவு காணப்பட்டது, ஆனால் காண்ட்ரோசைட்டுகள் அவற்றின் இயல்பான பினோடைப்பைத் தக்கவைத்துக் கொண்டன. கொலாஜன் ஜெல்லில், ஒரு செல்லுக்கு புரோட்டியோகிளைகான்களின் எண்ணிக்கை ஆல்ஜினேட்டை விட கணிசமாக அதிகமாக இருந்தது, ஆனால் ஜெல்லில் மேட்ரிக்ஸ் கூறுகளின் தொகுப்பில் குறைவு காணப்பட்டது, இது சாகுபடியின் 6 வது நாளிலிருந்து தொடங்கியது, அதே நேரத்தில் ஆல்ஜினேட்டில் தொகுப்பு தொடர்ந்து அதிகரித்தது.

திட முப்பரிமாண ஃபைப்ரின் மேட்ரிக்ஸ் என்பது ஒரு இயற்கையான பொருளாகும், இது வேறுபட்ட பினோடைப்பில் இடைநிறுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளை ஆதரிக்கிறது. காண்ட்ரோசைட் மாற்று அறுவை சிகிச்சையில் முப்பரிமாண ஃபைப்ரின் மேட்ரிக்ஸை ஒரு கேரியராகவும் பயன்படுத்தலாம். ஃபைப்ரினின் நன்மைகள் சைட்டோடாக்ஸிசிட்டி இல்லாதது, இடத்தை நிரப்பும் திறன் மற்றும் ஒட்டும் திறன் ஆகும். ஹிஸ்டாலஜிக்கல் மற்றும் உயிர்வேதியியல் ஆய்வுகள், ஆட்டோரேடியோகிராபி மற்றும் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி ஆகியவை ஃபைப்ரின் ஜெல்லில் உள்ள காண்ட்ரோசைட்டுகள் 2 வார சாகுபடிக்குப் பிறகும் அவற்றின் உருவ அமைப்பைத் தக்கவைத்து, பெருக்கி, மேட்ரிக்ஸை உருவாக்குகின்றன என்பதைக் காட்டுகின்றன. இருப்பினும், ஜி. ஹோமிங்கா மற்றும் பலர் (1993) ஃபைப்ரின் சிதைவு 3 நாட்கள் சாகுபடிக்குப் பிறகு தொடங்குகிறது என்றும், காண்ட்ரோசைட் டிஃபெரண்டேஷன் முன்னேறுகிறது என்றும் தெரிவித்தனர்.

செயற்கை (செயற்கை) ECM இல் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் இடைநீக்கம்

மறுசீரமைப்பு அல்லது எலும்பியல் அறுவை சிகிச்சைக்கான குருத்தெலும்பு உள்வைப்புகளை, செயற்கை உயிரி இணக்கமான மேட்ரிக்ஸில் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளை விட்ரோவில் வளர்ப்பதன் மூலம் பெறலாம்.

பாலிகிளைகோலிக் அமிலத்தில் வளர்க்கப்படும் காண்ட்ரோசைட்டுகள், 8 வாரங்களுக்கு சாதாரண உருவவியல் மற்றும் பினோடைப்பைப் பெருக்கி பராமரிக்கின்றன. காண்ட்ரோசைட்-பாலிகிளைகோலிக் அமில வளாகத்தில் செல்கள், கிளைகோசமினோகிளைகான்கள், கொலாஜன்கள் உள்ளன, மேலும் வெளிப்புற கொலாஜன் காப்ஸ்யூலும் உள்ளது. இருப்பினும், அத்தகைய உள்வைப்புகளில் இரண்டு வகையான கொலாஜன் மூலக்கூறுகள் உள்ளன - I மற்றும் II. தொடர்ச்சியான பத்திகளால் வேறுபடுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளிலிருந்து உள்வைப்புகள், முதன்மையாக வேறுபடுத்தப்படாத காண்ட்ரோசைட்டுகளிலிருந்து உள்வைப்புகளை விட அதிக அளவு கிளைகோசமினோகிளைகான்கள் மற்றும் கொலாஜன்களைக் கொண்டுள்ளன.

எல். ஃப்ரீட் மற்றும் பலர் (1993b) ஃபைப்ரஸ் பாலிகிளைகோலிக் அமிலம் (FPGA) மற்றும் நுண்துளை பாலிலாக்டிக் அமிலம் (PPLA) ஆகியவற்றில் மனித மற்றும் போவின் காண்ட்ரோசைட் கலாச்சாரங்களின் நடத்தையை ஒப்பிட்டனர். FPGA அல்லது PPLA இல் போவின் காண்ட்ரோசைட்டுகளை 6-8 வாரங்களுக்கு வளர்ப்பதற்குப் பிறகு, ஆசிரியர்கள் குருத்தெலும்பு மேட்ரிக்ஸின் செல் பெருக்கம் மற்றும் மீளுருவாக்கத்தைக் கவனித்தனர். FPGA இல், காண்ட்ரோசைட்டுகள் ஒரு கோள வடிவத்தைக் கொண்டிருந்தன மற்றும் குருத்தெலும்பு மேட்ரிக்ஸால் சூழப்பட்ட இடைவெளிகளில் அமைந்திருந்தன. 8 வாரங்கள் இன் விட்ரோ வளர்ப்பிற்குப் பிறகு, மீளுருவாக்கம் செய்யப்பட்ட திசுக்களில் 50% வரை உலர்ந்த பொருள் இருந்தது (4% செல்லுலார் நிறை, 15% கிளைகோசமினோகிளைக்கான்கள் மற்றும் 31% கொலாஜன்கள்). PPLA இல், செல்கள் சுழல் வடிவ வடிவத்தையும் சிறிய அளவு கிளைகோசமினோகிளைக்கான்கள் மற்றும் கொலாஜனையும் கொண்டிருந்தன. FPGA இல், செல் வளர்ச்சி PPLA ஐ விட 2 மடங்கு அதிகமாக இருந்தது. உயிரியல் ரீதியாக, VPGK மற்றும் PPLC இல் வளர்க்கப்படும் காண்ட்ரோசைட்டுகள் 1-6 மாதங்களுக்குள் குருத்தெலும்புக்கு ஹிஸ்டாலஜிக்கல் முறையில் ஒத்த திசுக்களை உற்பத்தி செய்தன. உள்வைப்புகளில் கிளைகோசமினோகிளைகான்கள், கொலாஜன்கள் வகை I மற்றும் II ஆகியவை இருந்தன.

போவின் கரு காண்ட்ரோசைட்டுகள் நுண்துளைகள் கொண்ட உயர் அடர்த்தி ஹைட்ரோபோபிக் மற்றும் ஹைட்ரோஃபிலிக் பாலிஎதிலினில் வளர்க்கப்பட்டன. இரண்டு அடி மூலக்கூறுகளிலும் 7 நாட்கள் அடைகாத்த பிறகு, செல்கள் ஒரு கோள வடிவத்தைத் தக்கவைத்து, முக்கியமாக வகை II கொலாஜனைக் கொண்டிருந்தன. 21 நாட்கள் சாகுபடிக்குப் பிறகு, ஹைட்ரோஃபிலிக் மேட்ரிக்ஸில் ஹைட்ரோபோபிக் மேட்ரிக்ஸை விட வகை II கொலாஜன் அதிகமாக இருப்பது கண்டறியப்பட்டது.

மில்லிசெல்-CM வடிகட்டிகளில் ஒரு ஒற்றை அடுக்கில் வளர்ப்பதன் மூலமும் குருத்தெலும்பு திசுக்களைப் பெறலாம். காண்ட்ராய்டின்களை இணைப்பதற்கு கொலாஜனுடன் வடிகட்டிகளை முன்கூட்டியே பூசுவது அவசியம். கலாச்சாரத்தின் ஹிஸ்டாலஜிக்கல் பரிசோதனை, புரோட்டியோகிளிகான்கள் மற்றும் வகை II கொலாஜன் கொண்ட ECM இல் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் திரட்சியைக் காட்டுகிறது. அத்தகைய கலாச்சாரத்தில் வகை I கொலாஜன் கண்டறியப்படவில்லை. பெறப்பட்ட குருத்தெலும்பு திசுக்களில் உள்ள காண்ட்ரோசைட்டுகள் கோள வடிவத்தில் உள்ளன, ஆனால் திசுக்களின் மேற்பரப்பில் அவை ஓரளவு தட்டையானவை. புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட திசுக்களின் தடிமன் காலப்போக்கில் அதிகரித்தது மற்றும் செல் ஒற்றை அடுக்கின் ஆரம்ப அடர்த்தியைப் பொறுத்தது. உகந்த வளர்ப்பு நிலைமைகளின் கீழ், குருத்தெலும்பு திசுக்களின் தடிமன் 110 μm ஐ எட்டியது, அதன் செல்கள் மற்றும் கொலாஜனை மேலோட்டமான மற்றும் ஆழமான அடுக்குகளாக ஒழுங்கமைப்பது மூட்டு குருத்தெலும்புக்கு ஒத்ததாகும். ECM தோராயமாக 3 மடங்கு அதிகமான கொலாஜன் மற்றும் புரோட்டியோகிளிகான்களைக் கொண்டுள்ளது. 2 வார சாகுபடிக்குப் பிறகு, மேட்ரிக்ஸ் குவிப்பு காணப்பட்டது, இது திசுக்களை வடிகட்டியிலிருந்து பிரித்தெடுத்து மாற்று அறுவை சிகிச்சைக்கு பயன்படுத்த அனுமதித்தது.

சிம்ஸ் மற்றும் பலர் (1996) பாலிஎதிலீன் ஆக்சைடு ஜெல்லில் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் சாகுபடியை ஆய்வு செய்தனர், இது ஒரு உறைந்த பாலிமர் மேட்ரிக்ஸ் ஆகும், இது ஊசி மூலம் அதிக எண்ணிக்கையிலான செல்களை மாற்ற அனுமதிக்கிறது. அதிமிக் எலிகளின் தோலடி திசுக்களில் செலுத்தப்பட்ட ஆறு வாரங்களுக்குப் பிறகு, புதிய குருத்தெலும்பு உருவாக்கப்பட்டது, இது ஹைலீன் குருத்தெலும்பைப் போன்ற வெள்ளை ஒளிபுகாநிலையால் உருவவியல் ரீதியாக வகைப்படுத்தப்பட்டது. ஹிஸ்டாலஜிக்கல் மற்றும் உயிர்வேதியியல் தரவு ECM ஐ உருவாக்கும் தீவிரமாக பெருகும் காண்ட்ரோசைட்டுகள் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.

விரிவாக்கம்

குருத்தெலும்பு திசுக்களின் விரிவாக்கம், அதில் உள்ள அன- மற்றும் கேடபாலிசம் செயல்முறைகள், ஹோமியோஸ்டாசிஸை பராமரித்தல், மறுஉருவாக்கம் மற்றும் பழுதுபார்ப்பு ஆகியவற்றை ஆய்வு செய்யப் பயன்படுகிறது. குருத்தெலும்பு விளக்கங்களில் உள்ள காண்ட்ரோசைட்டுகள், மூட்டு குருத்தெலும்பில் உள்ளதைப் போன்ற ஒரு சாதாரண பினோடைப் மற்றும் ECM கலவையை பராமரிக்கின்றன. சீரம் முன்னிலையில் 5 நாட்கள் வளர்ப்பிற்குப் பிறகு, ஒரு நிலையான அளவிலான தொகுப்பு மற்றும் இயற்கையான சிதைவு செயல்முறைகள் அடையப்படுகின்றன. IL-IB, TNF-a, பாக்டீரியா லிப்போபோலிசாக்கரைடுகள், ரெட்டினோயிக் அமில வழித்தோன்றல்கள் அல்லது செயலில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் தீவிரவாதிகள் போன்ற பல முகவர்களைப் பயன்படுத்தி சீரம் சேர்ப்பதன் மூலம் திசு மறுஉருவாக்கத்தை பிரதான கலாச்சாரத்திலும் கலாச்சாரத்திலும் துரிதப்படுத்தலாம். குருத்தெலும்பு பழுதுபார்ப்பைப் படிக்க, அதன் சேதம் கரையக்கூடிய அழற்சி மத்தியஸ்தர்களால் (H ₂ O ₂, IL-1, TNF-a) அல்லது மேட்ரிக்ஸின் உடல் முறிவு மூலம் தூண்டப்படுகிறது.

காண்ட்ரோசைட்டுகள் மற்றும் சுற்றியுள்ள மேட்ரிக்ஸில் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட வெளிப்புற காரணிகளின் விளைவுகள் குறித்த இன் விட்ரோ ஆய்வுகளுக்கு ஆர்கனோடைபிக் கலாச்சார முறை ஒரு மாதிரியாகும். உயிரியல் ரீதியாக, காண்ட்ரோசைட்டுகள் ECM இல் அரிதாகவே அமைந்துள்ளன மற்றும் ஒன்றையொன்று தொடர்பு கொள்ளவில்லை. மூட்டு குருத்தெலும்பு விளக்க கலாச்சாரம் இந்த கட்டமைப்பு அமைப்பையும், காண்ட்ரோசைட்டுகளுக்கும் சுற்றியுள்ள புற-செல்லுலார் சூழலுக்கும் இடையிலான குறிப்பிட்ட தொடர்புகளையும் பாதுகாக்கிறது. இயந்திர அழுத்தம், மருந்தியல் முகவர்கள், வளர்ச்சி காரணிகள், சைட்டோகைன்கள் மற்றும் ஹார்மோன்கள் குருத்தெலும்பு வளர்சிதை மாற்றத்தில் ஏற்படுத்தும் விளைவுகளை ஆய்வு செய்வதற்கும் இந்த மாதிரி பயன்படுத்தப்படுகிறது.

குருத்தெலும்பு திசு விளக்கத்தின் மற்றொரு நன்மை, புரோட்டியோலிடிக் நொதிகள் அல்லது இயந்திர காரணிகளின் செயல்பாட்டின் கீழ் காண்ட்ரோசைட்டுகளுக்கு சேதம் இல்லாதது, இது செல்களை தனிமைப்படுத்தும்போது தவிர்க்க முடியாதது. ஏற்பிகள் மற்றும் பிற சவ்வு புரதங்கள் மற்றும் கிளைகோபுரோட்டின்கள் சேதப்படுத்தும் காரணிகளிலிருந்து பாதுகாக்கப்படுகின்றன.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ]

காண்ட்ரான் வளர்ப்பு

காண்ட்ரான் என்பது மூட்டு குருத்தெலும்பின் கட்டமைப்பு, செயல்பாட்டு மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற அலகு ஆகும், இது ஒரு காண்ட்ரோசைட், அதன் பெரிசெல்லுலார் மேட்ரிக்ஸ் மற்றும் சிறிய இழை காப்ஸ்யூல் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் மேட்ரிக்ஸ் ஹோமியோஸ்டாசிஸுக்கு பொறுப்பாகும். காண்ட்ரான்கள் குருத்தெலும்பிலிருந்து இயந்திரத்தனமாக பிரித்தெடுக்கப்பட்டு பல தொடர்ச்சியான குறைந்த வேக ஒத்திசைவுகளைப் பயன்படுத்தி சேகரிக்கப்படுகின்றன. வெவ்வேறு குருத்தெலும்பு ஆழங்களின் மண்டலங்களிலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்ட காண்ட்ரான்களை நான்கு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: ஒற்றை காண்ட்ரான், ஜோடி காண்ட்ரான்கள், பல (மூன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட) நேரியல் முறையில் அமைக்கப்பட்ட காண்ட்ரான்கள் (காண்ட்ரான் நெடுவரிசைகள்) மற்றும் காண்ட்ரான் கொத்துகள்.

ஒற்றை காண்ட்ரான்கள் பொதுவாக அப்படியே உள்ள குருத்தெலும்புகளின் நடு அடுக்குகளில் காணப்படுகின்றன, ஜோடி காண்ட்ரான்கள் நடுத்தர மற்றும் ஆழமான அடுக்குகளின் எல்லையில் காணப்படுகின்றன, நேர்கோட்டில் அமைக்கப்பட்ட பல காண்ட்ரான்கள் அப்படியே உள்ள குருத்தெலும்புகளின் ஆழமான அடுக்குகளுக்கு பொதுவானவை. இறுதியாக, காண்ட்ரான் கொத்துகள் ஒற்றை மற்றும் ஜோடி காண்ட்ரான்களின் சீரற்ற முறையில் ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட குழுக்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை ஒரே மாதிரியான நிலைக்குப் பிறகு ஒரு ஒருங்கிணைந்த நிலையைத் தக்கவைத்துக்கொள்கின்றன. காண்ட்ரான் கொத்துகள் குருத்தெலும்புகளின் பெரிய துண்டுகள் ஆகும், அவை பொதுவாக பல காண்ட்ரான்கள் மற்றும் ரேடியலாக அமைக்கப்பட்ட கொலாஜன் ஃபைப்ரில்களைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது, மேட்ரிக்ஸின் ஆழமான அடுக்குகளின் ஒரு பொதுவான அமைப்பு பண்பு. காண்ட்ரான்கள் வெளிப்படையான அகரோஸில் அசையாமல் உள்ளன, இது அவற்றின் அமைப்பு, மூலக்கூறு கலவை மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாடு பற்றிய ஆய்வுகளை அனுமதிக்கிறது. காண்ட்ரான்-அகரோஸ் அமைப்பு குருத்தெலும்புகளின் நுண் மாதிரியாகக் கருதப்படுகிறது, இது இயற்கையான நுண்ணிய சூழல் பாதுகாக்கப்படுகிறது, மேலும் அதை ஒருங்கிணைத்து ஒன்று சேர்க்க வேண்டிய அவசியமில்லை. காண்ட்ரான் கலாச்சாரம் என்பது சாதாரண மற்றும் நோயியல் நிலைமைகளின் கீழ் மூட்டு குருத்தெலும்புகளில் செல்கள் மற்றும் மேட்ரிக்ஸின் தொடர்புகளைப் படிப்பதற்கான ஒரு மாதிரியாகும்.

[ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ]

அழியாத காண்ட்ரோசைட்டுகளின் கலாச்சாரம்

மறுசீரமைப்பு டிஎன்ஏ அல்லது ஒரு செல்லை "அழியாததாக" மாற்றும் திறன் கொண்ட ஆன்கோஜீன் கொண்ட வைரஸ்கள் நிரந்தர செல் வரிசைகளை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அழியாத காண்ட்ரோசைட்டுகள் ஒரு நிலையான பினோடைப்பைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில் முடிவில்லாமல் பெருகும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. எஃப். மல்லீன்-ஜெரின் மற்றும் பலர் (1995), SV40T ஆன்கோஜீன் எலி காண்ட்ரோசைட்டுகளின் பெருக்கத்தைத் தூண்டுகிறது என்பதைக் காட்டியது, அவை கொலாஜன் வகைகள் II, IX மற்றும் XI, அத்துடன் மூட்டு அக்ரிகான் மற்றும் பிணைப்பு புரதத்தையும் தொடர்ந்து வெளிப்படுத்துகின்றன. இருப்பினும், அத்தகைய செல் வரிசை ஒரு மோனோலேயர் கலாச்சாரத்தில் அல்லது ஒரு அகரோஸ் ஜெல்லில் வளர்க்கும்போது கொலாஜன் வகை I ஐ ஒருங்கிணைக்கும் திறனைப் பெறுகிறது.

டபிள்யூ. ஹார்டன் மற்றும் பலர் (1988) வகை II கொலாஜன் mRNA இன் குறைந்த அளவிலான வெளிப்பாட்டைக் கொண்ட அழியாத செல்களின் வரிசையை விவரித்தனர். இந்த செல்கள் I-myc- மற்றும் y-ra-ஆன்கோஜீன்களைக் கொண்ட ஒரு சுட்டி ரெட்ரோவைரஸுடன் அவற்றின் உருமாற்றத்தின் மூலம் பெறப்பட்டன. இந்த வகை செல்கள் வகை II கொலாஜன் இல்லாத நிலையில் மூட்டு மேட்ரிக்ஸின் தொடர்புகளைப் படிப்பதற்கும், வகை II கொலாஜன் தொகுப்பின் ஒழுங்குமுறைக்கும் ஒரு தனித்துவமான மாதிரியைக் குறிக்கின்றன.

பிறழ்ந்த அல்லது நீக்கப்பட்ட மரபணுக்களைக் கொண்ட காண்ட்ரோபிரைட்டுகளின் வளர்ப்பு அவற்றின் உடலியல் செயல்பாட்டைப் படிப்பதற்கான ஒரு வசதியான மாதிரியாகும். குருத்தெலும்பு மேட்ரிக்ஸின் அமைப்பில் குறிப்பிட்ட மூலக்கூறுகளின் பங்கைப் படிப்பதற்கோ அல்லது குருத்தெலும்பு வளர்சிதை மாற்றத்தில் பல்வேறு ஒழுங்குமுறை காரணிகளின் விளைவுகளை ஆராய்வதற்கோ இந்த மாதிரி மிகவும் பொருத்தமானது. வகை IX கொலாஜனுக்கான நீக்கப்பட்ட மரபணுவைக் கொண்ட காண்ட்ரோசைட்டுகள் இயல்பை விட அகலமான கொலாஜன் ஃபைப்ரில்களை ஒருங்கிணைக்கின்றன, இது வகை IX கொலாஜன் ஃபைப்ரில்களின் விட்டத்தை ஒழுங்குபடுத்துகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. அத்தியாயம் 1 இல் குறிப்பிட்டுள்ளபடி, முதன்மை பொதுமைப்படுத்தப்பட்ட கீல்வாதம் உள்ள குடும்பங்களில் COLAI மரபணு குறியாக்க வகை II கொலாஜனில் ஒரு பிறழ்வு சமீபத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளது. மூட்டு மேட்ரிக்ஸில் பிறழ்ந்த வகை II கொலாஜனின் விளைவை ஆய்வு செய்ய, ஆர். தர்மர்வரம் மற்றும் பலர் (1997) குறைபாடுள்ள COL ₂ AI ஐ (நிலை 519 இல் உள்ள அர்ஜினைன் சிஸ்டைனால் மாற்றப்படுகிறது) மனித கரு காண்ட்ரோசைட்டுகளுக்கு இன் விட்ரோவில் மாற்றினர்.

கூட்டு வளர்ப்பு அமைப்பு. மூட்டில், குருத்தெலும்பு, மூட்டு சவ்வு, மூட்டு திரவம், தசைநார்கள் மற்றும் துணை காண்டிரல் எலும்பு ஆகியவற்றில் உள்ள பிற வகை செல்களுடன் தொடர்பு கொள்கிறது. பட்டியலிடப்பட்ட செல்களால் தொகுக்கப்பட்ட பல்வேறு கரையக்கூடிய காரணிகளால் காண்டிரோசைட்டுகளின் வளர்சிதை மாற்றம் பாதிக்கப்படலாம். இதனால், கீல்வாதத்தில், மூட்டு குருத்தெலும்பு புரோட்டியோலிடிக் நொதிகள் மற்றும் மூட்டு செல்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஃப்ரீ ரேடிக்கல்களால் அழிக்கப்படுகிறது. எனவே, குருத்தெலும்பு மற்றும் சுற்றியுள்ள திசுக்களுக்கு இடையிலான சிக்கலான தொடர்புகளை ஆய்வு செய்ய மாதிரிகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன, அவை கூட்டு வளர்ப்பு என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

எஸ். லாகோம்பே-கிளீஸ் மற்றும் பலர் (1995) முயல் காண்ட்ரோசைட்டுகள் மற்றும் ஆஸ்டியோபிளாஸ்ட்களை ஒரு கூட்டு வளர்ப்பு அமைப்பில் (COSTAR) வளர்த்தனர், இதில் செல்கள் ஒரு நுண்துளை சவ்வு (0.4 μm) மூலம் பிரிக்கப்பட்டன, இது எந்த நேரடி தொடர்புகளும் இல்லாமல் இரண்டு செல் வகைகளுக்கு இடையில் பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கிறது. இந்த ஆய்வு கரையக்கூடிய மத்தியஸ்தர்கள் மூலம் காண்ட்ரோசைட் வளர்ச்சியைத் தூண்டும் ஆஸ்டியோபிளாஸ்ட்களின் திறனை நிரூபித்தது.

ஏ.எம். மால்ஃபைட் மற்றும் இணை ஆசிரியர்கள் (1994) புற இரத்த மோனோசைட்டுகளுக்கும் காண்ட்ரோசைட்டுகளுக்கும் இடையிலான உறவை ஆய்வு செய்தனர். அழற்சி மூட்டுவலிகளில் (முடக்கு வாதம், செரோநெகட்டிவ் ஸ்போண்டிலோ ஆர்த்ரைடிடுகள், முதலியன) சைட்டோகைன்-மத்தியஸ்த செயல்முறைகளைப் படிக்க இந்த மாதிரி வசதியானது. மாதிரியின் ஆசிரியர்கள் 0.4 μm விட்டம் கொண்ட துளைகளைக் கொண்ட புரத-பிணைப்பு சவ்வு மூலம் செல்களைப் பிரித்தனர். லிப்போபோலிசாக்கரைடுடன் தூண்டப்பட்ட மோனோசைட்டுகள் IL-1 மற்றும் TNF-a ஐ உற்பத்தி செய்ததாக ஆய்வு காட்டுகிறது, இது காண்ட்ரோசைட்டுகளால் அக்ரிகானின் தொகுப்பைத் தடுக்கிறது மற்றும் ஏற்கனவே ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட அக்ரிகான் திரட்டுகளின் சிதைவுக்கு பங்களித்தது.

K. Tada et al. (1994) ஒரு கூட்டு வளர்ப்பு மாதிரியை உருவாக்கினார், அதில் ஒரு கொலாஜன் (வகை I) ஜெல்லில் உள்ள எண்டோடெலியல் செல்கள் வெளிப்புற அறையிலிருந்து பிரிக்கப்பட்ட உள் அறையில் வைக்கப்பட்டு, 0.4 μm துளை அளவு கொண்ட வடிகட்டி மூலம் காண்ட்ரோசைட்டுகள் அதில் வைக்கப்பட்டுள்ளன. வெளிப்புற அறையிலிருந்து முழுமையாக தனிமைப்படுத்தப்பட்ட நிலையில், மனித எண்டோடெலியல் செல்கள் EGF அல்லது TGF-a முன்னிலையில் ஒரு கொலாஜன் ஜெல்லில் குழாய்களை உருவாக்கின. இரண்டு வகையான செல்களும் ஒரே நேரத்தில் வளர்க்கப்பட்டபோது, எண்டோடெலியல் செல்கள் மூலம் TGF-a- சார்ந்த குழாய் உருவாக்கம் தடுக்கப்பட்டது. காண்ட்ரோசைட்டுகளால் இந்த செயல்முறையைத் தடுப்பது TGF-பீட்டா எதிர்ப்பு ஆன்டிபாடிகளால் ஓரளவு நீக்கப்பட்டது. காண்ட்ரோசைட்டுகளால் உற்பத்தி செய்யப்படும் TGF-பீட்டா குருத்தெலும்பின் வாஸ்குலரைசேஷனைத் தடுக்கிறது என்று கருதலாம்.

எஸ். க்ரூட் மற்றும் பலர் (1994) 16 நாள் வயதுடைய எலி கருவின் எலும்பின் ஹைபர்டிராஃபிக் மற்றும் பெருக்க மண்டலங்களிலிருந்து காண்ட்ரோசைட்டுகளை மூளை திசுக்களின் துண்டுகளுடன் ஒரே நேரத்தில் வளர்த்தனர். 4 நாட்கள் சாகுபடிக்குப் பிறகு, காண்ட்ரோசைட்டுகளை ஆஸ்டியோபிளாஸ்ட்களாக மாற்றுவதும், ஆஸ்டியோயிட் உருவாக்கம் தொடங்குவதும் காணப்பட்டது. 11 நாட்கள் சாகுபடிக்குப் பிறகு, குருத்தெலும்பின் ஒரு பகுதி எலும்பு திசுக்களால் மாற்றப்பட்டது மற்றும் எலும்பு மேட்ரிக்ஸ் ஓரளவு கால்சியமாக்கப்பட்டது. மூளை திசுக்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் சில நியூரோபெப்டைடுகள் மற்றும் நியூரோட்ரான்ஸ்மிட்டர்கள் ஆஸ்டியோபிளாஸ்ட்களின் வளர்சிதை மாற்றத்தை பாதிக்கின்றன அல்லது அவற்றுக்கான ஏற்பிகளைக் கொண்டுள்ளன. அவற்றில் நோர்பைன்ப்ரைன், வாசோஆக்டிவ் குடல் பெப்டைட், கால்சிட்டோனின் மரபணு தொடர்பான பெப்டைட், பொருள் பி மற்றும் சோமாடோஸ்டாடின் ஆகியவை அடங்கும். காண்ட்ரோசைட்டுகளுடன் சேர்ந்து வளர்க்கப்படும் மூளை திசுக்களின் துண்டுகள், காண்ட்ரோசைட்டுகளை ஆஸ்டியோபிளாஸ்ட்களாக மாற்றும் செயல்முறையைத் தூண்டும் திறன் கொண்ட பட்டியலிடப்பட்ட சில காரணிகளை உருவாக்க முடியும்.

[ 28 ], [ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ]

காண்ட்ரோசைட் கலாச்சாரத்தில் வெளிப்புற காரணிகளின் தாக்கம்

காண்ட்ரோசைட் வளர்சிதை மாற்றத்தில் ஆக்ஸிஜன் பதற்றத்தின் தாக்கம்

பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், வளிமண்டல ஆக்ஸிஜன் பதற்றத்தின் நிலைமைகளின் கீழ் காண்ட்ரோசைட் கலாச்சாரங்கள் உருவாகின்றன. இருப்பினும், உயிருள்ள காண்ட்ரோசைட்டுகள் ஹைபோக்சிக் நிலைமைகளின் கீழ் உள்ளன என்பது அனைவரும் அறிந்ததே, மேலும் பல்வேறு நோயியல் நிலைமைகளின் கீழ் ஆக்ஸிஜன் பதற்றம் மாறுபடும். முதிர்ச்சி செயல்பாட்டின் போது, எபிஃபைஸ்களுக்கு இரத்த விநியோகத்தில் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றங்கள் காணப்படுகின்றன. வளர்ச்சித் தட்டின் வெவ்வேறு மண்டலங்களில் வாஸ்குலரைசேஷன் மாறுபடுவதால், அவற்றில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் பதற்றமும் மாறுபடும். சி. பிரைட்டன் மற்றும் ஆர். ஹெப்பன்ஸ்டால் (1971) முயல்களின் டைபியல் தட்டில், ஹைபர்டிராஃபிக் மண்டலத்தில் ஆக்ஸிஜன் பதற்றம் சுற்றியுள்ள குருத்தெலும்பை விட குறைவாக இருப்பதை நிரூபித்தனர். சில வளர்சிதை மாற்ற அளவுருக்களின் அளவீடுகள், காண்ட்ரோசைட்டுகள் ஆக்ஸிஜன் செறிவில் உள்ள உள்ளூர் மாற்றங்களுக்கு விரைவாக பதிலளிக்க முடியும் என்பதைக் காட்டியது. முதலாவதாக, குறைந்த ஆக்ஸிஜன் பதற்றத்தில், காண்ட்ரோசைட்டுகளால் அதன் நுகர்வு குறைகிறது. ஆக்ஸிஜன் பதற்றம் 21 முதல் 0.04% வரை குறைவதால், குளுக்கோஸ் பயன்பாடு அதிகரிக்கிறது, கிளைகோலைடிக் நொதிகளின் செயல்பாடு மற்றும் லாக்டிக் அமிலத்தின் தொகுப்பு அதிகரிக்கிறது. குறைந்த ஆக்ஸிஜன் பதற்றத்தில் கூட, ATP, ADP மற்றும் AMP இன் முழுமையான அளவு நிலையாக இருக்கும். இந்த தரவுகள் காண்ட்ரோசைட் வளர்சிதை மாற்றம் அதிகபட்ச ஆற்றல் பாதுகாப்பை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது. இருப்பினும், செயற்கை செயல்பாடு, எனவே பழுதுபார்க்கும் செயல்முறைகள், ஹைபோக்சிக் நிலைமைகளின் கீழ் மாறுகின்றன.

அதிக ஆக்ஸிஜன் பதற்றம் காண்ட்ரோசைட் வளர்சிதை மாற்றத்தையும் பாதிக்கிறது, இதனால் புரோட்டியோகிளைகான் மற்றும் டிஎன்ஏ தொகுப்பு குறைகிறது மற்றும் குருத்தெலும்பு மேட்ரிக்ஸின் சிதைவு ஏற்படுகிறது. இந்த விளைவுகள் பொதுவாக இலவச ஆக்ஸிஜன் ரேடிக்கல்களின் உற்பத்தியுடன் சேர்ந்துள்ளன.

காண்ட்ரோசைட் செயல்பாட்டில் அயனி செறிவு மற்றும் சுற்றுச்சூழலின் ஆஸ்மோடிக் அழுத்தத்தின் தாக்கம்.

இயற்கையான குருத்தெலும்புகளில், அயனிகளின் செறிவு மற்ற திசுக்களில் இருந்து கணிசமாக வேறுபடுகிறது: புற-செல்லுலார் ஊடகத்தில் சோடியம் உள்ளடக்கம் 250-350 மிமீல், மற்றும் அதன் ஆஸ்மோலாரிட்டி 350-450 மோஸ்மோல் ஆகும். காண்ட்ரோசைட்டுகள் ECM இலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்டு நிலையான ஊடகத்தில் (DMEM (டல்பெக்கோவின் குறைந்தபட்ச அத்தியாவசிய ஊடகம்), ஆஸ்மோலாரிட்டி 250-280.7 மோஸ்மோல்) அடைகாக்கப்படும்போது, செல்களைச் சுற்றியுள்ள சூழல் வியத்தகு முறையில் மாறுகிறது. கூடுதலாக, நிலையான ஊடகங்களில் கால்சியம் மற்றும் பொட்டாசியத்தின் செறிவு இயற்கையான திசுக்களை விட கணிசமாகக் குறைவாக உள்ளது, மேலும் அயனிகளின் செறிவு கணிசமாக அதிகமாக உள்ளது.

ஊடகத்தில் சுக்ரோஸைச் சேர்ப்பது அதன் சவ்வூடுபரவலை அதிகரிக்கிறது மற்றும் சைட்டோசோலில் H ⁺ மற்றும் கால்சியம் அயனிகளின் செறிவில் ஒரு நிலையற்ற உள்செல்லுலார் அதிகரிப்பைத் தூண்டுகிறது. இத்தகைய உள்செல்லுலார் மாற்றங்கள் காண்ட்ரோசைட் வேறுபாட்டின் செயல்முறைகளையும் அவற்றின் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாட்டையும் பாதிக்கலாம். ஜே. அர்பன் மற்றும் பலர். (1993), நிலையான DMEM இல் 2-4 மணிநேரம் அடைகாக்கப்பட்ட தனிமைப்படுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளால் ³⁵ 8-சல்பேட் மற்றும் ³ H-புரோலின் சேர்க்கை பூர்வீக திசுக்களில் 10% மட்டுமே என்பதைக் கண்டறிந்தனர். புதிதாக தனிமைப்படுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளிலும் குருத்தெலும்பு திசு விரிவாக்கங்களிலும் 350-400 மாஸ்மோலின் புற-செல்லுலார் ஊடகத்தின் சவ்வூடுபரவலில் தொகுப்பின் தீவிரம் அதிகபட்சத்தை அடைந்தது. மேலும், குறிப்பிட்ட ஆஸ்மோலாரிட்டியின் நிலையான DMEM இல் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட செல்களை வைத்த பிறகு காண்ட்ரோசைட்டுகளின் அளவு 30-40% அதிகரித்தது. இருப்பினும், 12-16 மணிநேரங்களுக்கு உடலியல் அல்லாத சவ்வூடுபரவல் நிலைமைகளின் கீழ் காண்ட்ரோசைட்டுகளை வளர்க்கும்போது, செல்கள் புதிய நிலைமைகளுக்கு ஏற்ப மாறி, புற-செல்லுலார் சூழலின் சவ்வூடுபரவல் மாற்றத்திற்கு ஏற்ப உயிரியக்கத் தொகுப்பின் தீவிரத்தைக் குறைக்கின்றன.

பி. போர்கெட்டி மற்றும் பலர் (1995) பன்றி காண்ட்ரோசைட்டுகளின் வளர்ச்சி, உருவவியல் மற்றும் உயிரியல் தொகுப்பு ஆகியவற்றில் புற-செல்லுலார் நடுத்தர ஆஸ்மோலாரிட்டியின் விளைவை ஆய்வு செய்தனர். 0.28 மற்றும் 0.38 மாஸ்மோல் ஆஸ்மோலாரிட்டியுடன் ஊடகங்களில் வளர்க்கப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளின் ஒத்த உயிர்வேதியியல் மற்றும் உருவவியல் அம்சங்களை ஆசிரியர்கள் நிரூபித்தனர். 0.48 மாஸ்மோல் நடுத்தர ஆஸ்மோலாரிட்டியில், சாகுபடியின் முதல் 4-6 மணிநேரங்களில் செல் பெருக்கம் மற்றும் புரதத் தொகுப்பில் குறைவு காணப்பட்டது, ஆனால் இந்த அளவுருக்கள் பின்னர் மீண்டு இறுதியில் கட்டுப்பாட்டு மதிப்புகளை அடைந்தன. 0.58 மாஸ்மோல் ஆஸ்மோலாரிட்டி கொண்ட ஒரு ஊடகத்தில் காண்ட்ரோசைட்டுகள் பயிரிடப்பட்டபோது, செல்கள் பெருக்க செயல்முறைகளின் உடலியல் தீவிரத்தை பராமரிக்கும் திறனை இழந்தன, மேலும் 6 நாட்களுக்குப் பிறகு காண்ட்ரோசைட்டுகளின் எண்ணிக்கை கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்டது. 0.58 மாஸ்மோல் நடுத்தர ஆஸ்மோலாரிட்டியில், புரதத் தொகுப்பின் ஆழமான தடுப்பு காணப்பட்டது. கூடுதலாக, 0.28-0.38 mOsm சவ்வூடுபரவல் கொண்ட ஊடகங்களில் வளர்க்கப்படும்போது, காண்ட்ரோசைட்டுகள் அவற்றின் உடலியல் பினோடைப்பைத் தக்கவைத்துக்கொள்கின்றன; அதிக சவ்வூடுபரவல் (0.48-0.58 mOsm) இல், செல் உருவ அமைப்பில் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன, இது சிறப்பியல்பு பினோடைப்பின் இழப்பு, காண்ட்ரோசைட்டுகளை ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட் போன்ற செல்களாக மாற்றுதல் மற்றும் மேட்ரிக்ஸ் புரோட்டியோகிளிகான்களை இணைக்கும் செல்கள் திறன் இழப்பு ஆகியவற்றால் வெளிப்படுகிறது. இந்த ஆய்வின் முடிவுகள், புற-செல்லுலார் சூழலின் சவ்வூடுபரவலில் வரையறுக்கப்பட்ட ஏற்ற இறக்கங்களுக்கு காண்ட்ரோசைட்டுகள் பதிலளிக்கும் திறனைக் குறிக்கின்றன.

மற்ற அயனிகளின் செறிவில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் காண்ட்ரோசைட்டுகளில் உயிரியல் தொகுப்பு செயல்முறைகளையும் பாதிக்கலாம். இதனால், பொட்டாசியம் அயனிகளின் செறிவு 5 மிமீல் (நிலையான DM EM ஊடகத்தில் செறிவு) இலிருந்து 10 மிமீல் (இன் விவோவில் ECM இல் செறிவு) ஆக அதிகரிப்பதன் மூலம் ³⁵ S (சல்பேட்) சேர்க்கையின் அளவு பாதியாக அதிகரிக்கிறது. 0.5 மிமீலுக்குக் குறைவான கால்சியம் செறிவுகள் முதிர்ந்த போவின் காண்ட்ரோசைட்டுகளால் கொலாஜன் உற்பத்தியை ஊக்குவித்தன, அதே நேரத்தில் 1-2 மிமீல் செறிவு (நிலையான DM EM ஊடகத்தில் செறிவுக்கு ஒத்திருக்கிறது) கொலாஜன் தொகுப்பில் குறிப்பிடத்தக்க குறைவை ஏற்படுத்தியது. அதிக கால்சியம் அளவுகளில் (2-10 மிமீல்) உயிரியல் தொகுப்பில் மிதமான அதிகரிப்பு காணப்பட்டது. பல்வேறு கேஷன்கள் காண்ட்ரோசைட்டுகளை ECM புரதங்களுடன் இணைப்பதில் பங்கேற்கின்றன. இதனால், மெக்னீசியம் மற்றும் மாங்கனீசு அயனிகள் ஃபைப்ரோனெக்டின் மற்றும் வகை II கொலாஜனுடன் இணைப்பை வழங்குகின்றன, அதே நேரத்தில் கால்சியம் அயனிகள் புரதங்களுடன் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் இணைப்பில் பங்கேற்காது. இவ்வாறு, விவரிக்கப்பட்ட ஆய்வுகளின் முடிவுகள், நிலையான ஊடகங்களில் அடைகாக்கப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளின் உயிரியக்கவியல் செயல்பாட்டில் பொட்டாசியம், சோடியம், கால்சியம் மற்றும் ஊடகத்தின் சவ்வூடுபரவல் ஆகியவற்றின் புற-செல்லுலார் அயனிகளில் ஏற்படும் மாற்றங்களின் செல்வாக்கைக் குறிக்கின்றன.

காண்ட்ரோசைட் வளர்சிதை மாற்றத்தில் இயந்திர அழுத்தத்தின் விளைவு

மூட்டு அசையாமை மீளக்கூடிய குருத்தெலும்பு சிதைவை ஏற்படுத்துகிறது, இது ECM இல் இயல்பான வளர்சிதை மாற்ற செயல்முறைகளுக்கு இயந்திர தூண்டுதல்களின் தேவையைக் குறிக்கிறது. பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், பயன்படுத்தப்படும் செல் வளர்ப்பு மாதிரிகள் சாதாரண வளிமண்டல அழுத்தத்தின் கீழ் உள்ளன. எம். ரைட் மற்றும் பலர். (1996) இயந்திர சூழல் காண்ட்ரோசைட் வளர்சிதை மாற்றத்தை பாதிக்கிறது என்பதைக் காட்டியது, செல் பதில் அமுக்க ஏற்றுதலின் தீவிரம் மற்றும் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது. இன் விட்ரோவில் அப்படியே மூட்டு குருத்தெலும்புகளின் எக்ஸ்ப்ளாண்ட்களில் ஏற்றுவதற்கான சோதனைகள் நிலையான ஏற்றுதலின் செயல்பாட்டின் கீழ் புரதங்கள் மற்றும் புரோட்டியோகிளிகான்களின் தொகுப்பில் குறைவைக் காட்டின, அதே நேரத்தில் டைனமிக் லோடிங் இந்த செயல்முறைகளைத் தூண்டுகிறது. குருத்தெலும்புகளில் இயந்திர ஏற்றுதலின் விளைவின் சரியான வழிமுறைகள் சிக்கலானவை மற்றும் மேட்ரிக்ஸ் மூலக்கூறுகளுக்கான செல் சிதைவு, ஹைட்ரோஸ்டேடிக் அழுத்தம், ஆஸ்மோடிக் அழுத்தம், மின் ஆற்றல் மற்றும் மேற்பரப்பு செல்லுலார் ஏற்பிகளுடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம். இந்த அளவுருக்கள் ஒவ்வொன்றின் விளைவையும் ஆய்வு செய்ய, ஒரு அளவுருவை சுயாதீனமாக மாற்றக்கூடிய ஒரு அமைப்பை உருவாக்குவது அவசியம். எடுத்துக்காட்டாக, செல் சிதைவைப் படிப்பதற்கு எக்ஸ்ப்ளாண்ட் கலாச்சாரம் பொருத்தமானதல்ல, ஆனால் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாட்டில் அழுத்தத்தின் பொதுவான விளைவைப் படிக்க இதைப் பயன்படுத்தலாம். குருத்தெலும்புகளின் சுருக்கம் செல் சிதைவுக்கு வழிவகுக்கிறது, மேலும் ஹைட்ரோஸ்டேடிக் அழுத்த சாய்வு, மின் ஆற்றல், திரவ ஓட்டம் மற்றும் மேட்ரிக்ஸில் உள்ள நீர் உள்ளடக்கம், மின் சார்ஜ் அடர்த்தி மற்றும் ஆஸ்மோடிக் அழுத்த நிலை போன்ற இயற்பியல் வேதியியல் அளவுருக்களில் ஏற்படும் மாற்றங்களுடனும் இது நிகழ்கிறது. அகரோஸ் அல்லது கொலாஜன் ஜெல்லில் மூழ்கிய தனிமைப்படுத்தப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளைப் பயன்படுத்தி செல் சிதைவை ஆய்வு செய்யலாம்.

காண்ட்ரோசைட் கலாச்சாரத்தில் இயந்திர தூண்டுதலின் விளைவை ஆய்வு செய்ய பல அமைப்புகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. சில ஆராய்ச்சியாளர்கள் வாயு கட்டத்தின் மூலம் செல் கலாச்சாரத்திற்கு அழுத்தம் கொடுக்கப்படும் அமைப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர். இதனால், JP Veldhuijzen et al. (1979), 15 நிமிடங்களுக்கு குறைந்த அதிர்வெண் (0.3 Hz) உடன் வளிமண்டலத்திற்கு மேலே 13 kPa அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தி, cAMP மற்றும் புரோட்டியோகிளிகான்களின் தொகுப்பில் அதிகரிப்பு மற்றும் DNA தொகுப்பில் குறைவு ஆகியவற்றைக் கவனித்தனர். R. Smith et al. (1996), முதன்மை போவின் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் கலாச்சாரத்தை 4 மணிநேரத்திற்கு 1 Hz அதிர்வெண் கொண்ட ஹைட்ரோஸ்டேடிக் அழுத்தத்திற்கு (10 MPa) இடைவிடாமல் வெளிப்படுத்துவது அக்ரிகான் மற்றும் வகை II கொலாஜனின் தொகுப்பில் அதிகரிப்பை ஏற்படுத்தியது, அதேசமயம் நிலையான அழுத்தம் இந்த செயல்முறைகளைப் பாதிக்கவில்லை. இதேபோன்ற அமைப்பைப் பயன்படுத்தி, ரைட் மற்றும் பலர் (1996) செல் கலாச்சாரத்தில் சுழற்சி அழுத்தம் காண்ட்ரோசைட் செல் சவ்வின் ஹைப்பர்போலரைசேஷன் மற்றும் Ca ²⁺ சார்ந்த பொட்டாசியம் சேனல்களை செயல்படுத்துவதோடு தொடர்புடையது என்று தெரிவித்தனர். இதனால், சுழற்சி அழுத்தத்தின் விளைவுகள் காண்ட்ரோசைட் சவ்வில் உள்ள நீட்சி-செயல்படுத்தப்பட்ட அயன் சேனல்களால் மத்தியஸ்தம் செய்யப்படுகின்றன. ஹைட்ரோஸ்டேடிக் அழுத்தத்திற்கு காண்ட்ரோசைட்டுகளின் பதில் செல் வளர்ப்பு நிலைமைகள் மற்றும் பயன்படுத்தப்பட்ட சுமையின் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது. இதனால், சுழற்சி ஹைட்ரோஸ்டேடிக் அழுத்தம் (5 MPa) 0.05, 0.25 மற்றும் 0.5 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணில் காண்ட்ரோசைட் மோனோலேயரில் சல்பேட் சேர்க்கையைக் குறைக்கிறது, அதேசமயம் 0.5 ஹெர்ட்ஸுக்கு அதிகமான அதிர்வெண்ணில், குருத்தெலும்பு விளக்கத்தில் சல்பேட் சேர்க்கை அதிகரிக்கிறது.

எம். புஷ்மேன் மற்றும் பலர் (1992), அகரோஸ் ஜெல்களில் உள்ள காண்ட்ரோசைட்டுகள், வளர்ப்பு நிலையாக இல்லாத உறுப்பைப் போலவே நிலையான மற்றும் மாறும் இயந்திர ஏற்றுதலுக்கு பதிலளிக்கும் விதமாக உயிரியக்கத் தொகுப்பை மாற்றுகின்றன என்று தெரிவித்தனர். இயந்திர ஏற்றுதல் காண்ட்ரோசைட்டுகளில் pH இல் அடுத்தடுத்த குறைவுடன் ஒரு ஹைப்பரோஸ்மோடிக் தூண்டுதலை உருவாக்குகிறது என்று ஆசிரியர்கள் கண்டறிந்தனர்.

இயந்திர நீட்சியின் விளைவை ஒரு ஜெல்லில் மூழ்கியிருக்கும் செல் கலாச்சாரத்தில் ஆய்வு செய்யலாம். கணினியால் கட்டுப்படுத்தப்படும் வெற்றிடத்தைப் பயன்படுத்தி நீட்சி விசையை உருவாக்க முடியும். அமைப்பு ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான வெற்றிடத்தின் கீழ் இருக்கும்போது, செல் கலாச்சாரத்துடன் கூடிய பெட்ரி டிஷின் அடிப்பகுதி அறியப்பட்ட அளவு நீட்டிக்கப்படுகிறது, டிஷின் அடிப்பகுதியின் விளிம்புகளில் சிதைவு அதிகபட்சமாகவும் மையத்தில் குறைந்தபட்சமாகவும் இருக்கும். நீட்சி பெட்ரி டிஷில் வளர்க்கப்பட்ட காண்ட்ரோசைட்டுகளுக்கும் பரவுகிறது. இந்த முறையைப் பயன்படுத்தி, கே. ஹோல்ம்-வால் மற்றும் பலர். (1995) ஒரு கொலாஜன் (வகை II) ஜெல்லில் வளர்க்கப்பட்ட காண்ட்ரோசர்கோமா செல்களில், 2-இன்டெக்ரின் mRNA இன் வெளிப்பாடு அதிகரிக்கிறது என்பதைக் காட்டியது _{.ஒரு 2 βஇன்டெக்ரின்} வகை II கொலாஜனுடன் பிணைக்க முடியும். இது ஒரு மெக்கானோரெசெப்டராகக் கருதப்படுகிறது, ஏனெனில் இது ஆக்டின்-பிணைப்பு புரதங்களுடன் தொடர்பு கொள்கிறது, இதனால் ECM மற்றும் சைட்டோஸ்கெலட்டனை இணைக்கிறது.

காண்ட்ரோசைட் வளர்சிதை மாற்றத்தில் pH இன் விளைவு

குருத்தெலும்பு திசுக்களின் ECM இன் இடைநிலை திரவத்தின் pH மற்ற திசுக்களை விட அதிக அமிலத்தன்மை கொண்டது. A. Maroudas (1980) மூட்டு குருத்தெலும்பு மேட்ரிக்ஸின் pH ஐ 6.9 இல் தீர்மானித்தார். B. Diamant et al. (1966) நோயியல் நிலைமைகளின் கீழ் 5.5 pH ஐக் கண்டறிந்தார். காண்ட்ரோசைட்டுகள் குறைந்த PO2 இல் வாழ்கின்றன என்பது அறியப்படுகிறது, இது இந்த செல்களின் வளர்சிதை மாற்றத்தில் கிளைகோலிசிஸின் (அனைத்து குளுக்கோஸ் வளர்சிதை மாற்றத்திலும் 95%) முக்கிய பங்கைக் குறிக்கிறது; கிளைகோலிசிஸுடன் அதிக அளவு லாக்டிக் அமிலம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.

கிளைகோலிசிஸ் தயாரிப்புகளால் சுற்றுச்சூழலை அமிலமாக்குவதோடு மட்டுமல்லாமல், மேட்ரிக்ஸ் கூறுகளும் அதிக முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை. புரோட்டியோகிளிகான்களில் அதிக அளவு நிலையான எதிர்மறை மின்னூட்டம் புற-செல்லுலார் அயனி கலவையை மாற்றியமைக்கிறது: அதிக அளவு இலவச கேஷன்கள் (எ.கா., H ⁺, Na ⁺, K ⁺ ) மற்றும் குறைந்த அளவு அனான்கள் (எ.கா., O2, HCO3) காணப்படுகின்றன. கூடுதலாக, இயந்திர ஏற்றுதலின் செல்வாக்கின் கீழ், ECM இலிருந்து நீர் வெளியேற்றப்படுகிறது, இது நிலையான எதிர்மறை மின்னூட்டங்களின் செறிவு அதிகரிப்பதற்கும் மேட்ரிக்ஸில் அதிக கேஷன்களை ஈர்ப்பதற்கும் வழிவகுக்கிறது. இது புற-செல்லுலார் சூழலின் pH இல் குறைவுடன் சேர்ந்துள்ளது, இது உள்-செல்லுலார் pH ஐ பாதிக்கிறது, இதன் மூலம் காண்ட்ரோசைட்டுகளின் வளர்சிதை மாற்றத்தை மாற்றியமைக்கிறது. R. Wilkin மற்றும் A. Hall (1995) தனிமைப்படுத்தப்பட்ட போவின் காண்ட்ரோசைட்டுகளால் மேட்ரிக்ஸின் உயிரியக்கத் தொகுப்பில் புற-செல்லுலார் மற்றும் உள்-செல்லுலார் சூழலின் pH இன் விளைவை ஆய்வு செய்தனர். pH குறைவுடன் மேட்ரிக்ஸ் தொகுப்பின் இரட்டை மாற்றத்தை அவர்கள் கவனித்தனர். pH (7.435 SO ₄ மற்றும் ³ H-புரோலின் காண்ட்ரோசைட்டுகளில் சேர்க்கப்படுவதை அதிகரித்தது, அதே நேரத்தில் ஊடகத்தின் ஆழமான அமிலமயமாக்கல் (pH<7.1) கட்டுப்பாட்டுடன் ஒப்பிடும்போது தொகுப்பை 75% தடுத்தது. அம்மோனியம் அயனிகளைப் பயன்படுத்தி குறைந்த pH (6.65) ஐ உருவாக்குவது மேட்ரிக்ஸ் தொகுப்பில் 20% மட்டுமே குறைவதற்கு காரணமாக அமைந்தது. பெறப்பட்ட முடிவுகள், மேட்ரிக்ஸ் தொகுப்பின் புற-செல்லுலார் ஊடகத்தின் pH ஐ மாற்றுவதை உள்-செல்லுலார் ஊடகத்தின் pH இல் ஏற்படும் மாற்றங்களால் மட்டுமே விளக்க முடியாது என்பதைக் குறிக்கிறது. மேலும், காண்ட்ரோசைட்டுகள் Na ⁺, H ⁺ -exchanger, Ka ⁺ -சார்ந்த Cl ^_ -НСОС3 -transporter மற்றும் H ⁺ /ATPase ஐப் பயன்படுத்தி உள்-செல்லுலார் pH ஐ ஒழுங்குபடுத்தும் திறனைக் கொண்டுள்ளன.

[ 34 ], [ 35 ], [ 36 ], [ 37 ], [ 38 ], [ 39 ], [ 40 ]

காண்ட்ரோசைட்டுகளின் வளர்சிதை மாற்றத்தில் கலாச்சார ஊடகத்தின் கலவையின் தாக்கம்

காண்ட்ரோசைட்டுகளை வளர்ப்பதற்கான ஊடகம் சோதனை நிலைமைகளுக்கு ஒத்திருக்க வேண்டும். சமீபத்திய ஆண்டுகளில், வளர்ப்பு நிலைமைகளை மேம்படுத்த கன்று சீரம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இருப்பினும், சீரம் பயன்படுத்தும் போது, பல முக்கியமான விஷயங்களை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும்:

• உறுப்பு வளர்ப்புகளில் திசுக்களின் சுற்றளவில் இருந்து செல்களின் வெளிப்புற வளர்ச்சி,
• வெவ்வேறு தொடர்களின் சீரம்களின் கலவையில் மாறுபாடு,
• அவற்றில் அறியப்படாத கூறுகள் இருப்பது,
• உயிரணுக்களின் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாட்டில் பல்வேறு உயிரியல் காரணிகளின் செல்வாக்கைப் படிக்கும்போது குறுக்கீடு மற்றும் கலைப்பொருட்களின் அதிகரித்த ஆபத்து.

எலிகளில் குருத்தெலும்பு காண்ட்ரோசைட்டுகளில் EGF இன் விளைவைப் பற்றிய ஆய்வு இதற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு. EGF ³ H-தைமிடின் சேர்க்கையைத் தூண்டியது மற்றும் கலாச்சாரத்தில் DNA உள்ளடக்கத்தில் அதிகரிப்பைத் தூண்டியது. குறைந்த சீரம் செறிவுகளில் (<1%) இந்த விளைவு அதிகமாகக் காணப்பட்டது, ஆனால் அதிக செறிவுகளில் (>7.5%) விளைவு மறைந்துவிட்டது.

கன்று சீரம் உடன் கூடுதலாக வழங்கப்படும் DMEM இல் தொகுப்பு மற்றும் சிதைவின் அளவுகள், இன் விவோ நிலைமைகளுடன் ஒப்பிடும்போது கணிசமாக அதிகரிக்கின்றன என்பது அனைவரும் அறிந்ததே. இன் விவோ மற்றும் இன் விட்ரோ வளர்சிதை மாற்றத்திற்கு இடையிலான வேறுபாடுகள் சினோவியல் திரவத்திற்கும் செல்கள் வளர்க்கப்படும் ஊடகத்திற்கும் இடையிலான வேறுபாடுகள் காரணமாக இருக்கலாம். லீ மற்றும் பலர். (1997) 20% கன்று சீரம் மற்றும் அதிக அளவு சாதாரண அலோஜெனிக் சினோவியல் திரவத்துடன் கூடுதலாக வழங்கப்படும் DMEM கொண்ட ஊட்டச்சத்து ஊடகத்தைப் பயன்படுத்தி அகரோஸில் இளம் பசு காண்ட்ரோசைட்டுகளை வளர்ப்பது. ஊடகத்தில் சினோவியல் திரவம் இருப்பது புரோட்டியோகிளிகான்களின் அளவு அதிகரிப்பைத் தூண்டியது, மொத்த சினோவியல் திரவத்தில் 80% வரை. இந்த முடிவுகள், கலாச்சாரத்தில் உள்ள சினோவியல் திரவம், அதிக அளவு கிளைகோசமினோகிளைகான் தொகுப்பு மற்றும் குறைந்த அளவிலான செல் பிரிவோடு, இன் விவோவில் உள்ளதைப் போன்ற வளர்சிதை மாற்ற அளவைத் தூண்டுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது.

G. Verbruggen et al. (1995), சீரம் இல்லாத DMEM இல் அகரோஸில் வளர்க்கப்பட்ட மனித காண்ட்ரோசைட்டுகளால் ³⁵ S-arrpeKaHa தொகுப்பு, 10% கால்ஃப் சீரம் உடன் கூடுதலாக DMEM இல் காணப்பட்ட தொகுப்பு அளவின் 20-30% ஆகும் என்பதைக் காட்டியது. சீரம் இல்லாத ஊடகத்தில் IGF-1, IGF-2, TGF-R, அல்லது இன்சுலின் எந்த அளவிற்கு அக்ரிகான் உற்பத்தியை மீட்டெடுத்தது என்பதை ஆசிரியர்கள் தீர்மானித்தனர். 100 ng/ml இன்சுலின், IGF-1, அல்லது IGF-2 ஆகியவை அக்ரிகான் தொகுப்பை கட்டுப்பாட்டு மட்டத்தில் 39-53% ஆக ஓரளவு மீட்டெடுத்ததாக ஆசிரியர்கள் முடிவு செய்தனர். பட்டியலிடப்பட்ட காரணிகளின் கலவையுடன் சினெர்ஜிசம் அல்லது குவிப்பு எதுவும் காணப்படவில்லை. அதே நேரத்தில், 100 ng/ml இன்சுலின் முன்னிலையில் 10 ng/ml TGF-R, அக்ரிகான் தொகுப்பை குறிப்பு மட்டத்தின் 90% அல்லது அதற்கு மேற்பட்டதாக தூண்டியது. இறுதியாக, மனித சீரம் டிரான்ஸ்ஃபெரின், தனியாகவோ அல்லது இன்சுலினுடன் இணைந்துவோ, அக்ரிகான் தொகுப்பைப் பாதிக்கவில்லை. கன்று சீரம் போவின் சீரம் அல்புமினுடன் மாற்றப்பட்டபோது, அக்ரிகான் திரட்டுகளின் உள்ளடக்கம் கணிசமாகக் குறைந்தது. இன்சுலின், IGF அல்லது TGF-R உடன் வளர்ப்பு ஊடகத்தின் செறிவூட்டல், செல்கள் அக்ரிகான் திரட்டுகளை உற்பத்தி செய்யும் திறனை ஓரளவு மீட்டெடுத்தது. மேலும், IGF-1 மற்றும் இன்சுலின் செல் கலாச்சாரங்களில் ஹோமியோஸ்டாசிஸைப் பராமரிக்க முடிகிறது. 10-20 ng/ml IGF-1 உடன் செறிவூட்டப்பட்ட ஒரு ஊடகத்தில் 40 நாட்கள் சாகுபடிக்குப் பிறகு, புரோட்டியோகிளைகான் தொகுப்பு 20% கன்று சீரம் கொண்ட ஊடகத்துடன் ஒப்பிடும்போது அதே மட்டத்தில் அல்லது அதிகமாக பராமரிக்கப்பட்டது. 0.1% அல்புமின் கரைசலுடன் செறிவூட்டப்பட்ட ஊடகத்தை விட IGF-1 உடன் செறிவூட்டப்பட்ட ஊடகத்தில் கேடபாலிக் செயல்முறைகள் மெதுவாக நடந்தன, ஆனால் 20% சீரம் மூலம் செறிவூட்டப்பட்ட ஊடகத்தில் ஓரளவு வேகமாக நடந்தன. நீண்ட காலம் வாழும் கலாச்சாரங்களில், 20 ng/ml IGF-1 செல்களின் நிலையான நிலையைப் பராமரிக்கிறது.

D. Lee et al. (1993), குருத்தெலும்பு திசு எக்ஸ்ப்ளாண்ட் கலாச்சாரம், ஒரு மோனோலேயர் கலாச்சாரம் மற்றும் அகரோஸ் இடைநீக்கம் ஆகியவற்றில் டிஎன்ஏ தொகுப்பு மீதான வளர்ப்பு ஊடக கலவையின் (DMEM, DMEM+20% கால்ஃப் சீரம், DMEM+20 ng/ml IGF-1) விளைவை ஒப்பிட்டனர். சீரம் முன்னிலையில் அகரோஸில் வளர்ப்பு செய்யும் போது, காண்ட்ரோசைட்டுகள் பெரிய கொத்துக்களாக குழுவாக்கும் போக்கை ஆசிரியர்கள் கவனித்தனர். சீரம் இல்லாமல் அல்லது IGF-1 உடன் வளர்க்கப்பட்ட செல்கள் அகரோஸில் வட்ட வடிவத்தைத் தக்கவைத்து, சிறிய குழுக்களாக சேகரிக்கப்பட்டன, ஆனால் பெரிய திரட்டுகளை உருவாக்கவில்லை. ஒரு மோனோலேயரில், IGF-1 உடன் செறிவூட்டப்பட்ட ஊடகத்தை விட சீரம் கொண்ட ஊடகத்தில் DNA தொகுப்பு கணிசமாக அதிகமாக இருந்தது; பிந்தையதில் DNA தொகுப்பு செறிவூட்டப்படாத ஊடகத்தை விட கணிசமாக அதிகமாக இருந்தது. செறிவூட்டப்படாத ஊடகத்திலும் IGF-1 உடன் ஒரு ஊடகத்திலும் அகரோஸ் இடைநீக்கத்தில் காண்ட்ரோசைட்டுகள் வளர்க்கப்பட்டபோது DNA தொகுப்பில் வேறுபாடுகள் எதுவும் காணப்படவில்லை. அதே நேரத்தில், சீரம்-செறிவூட்டப்பட்ட ஊடகத்தில் அகரோஸில் காண்ட்ரோசைட் இடைநீக்கங்களை வளர்ப்பது மற்ற ஊடகங்களுடன் ஒப்பிடும்போது ரேடியோநியூக்ளியோடைடு ^{3 H-தைமிடின் அதிகரித்த சேர்க்கையுடன் சேர்ந்துள்ளது.}

கொலாஜன் ஃபைப்ரில்களின் நிலையான ஹெலிகல் கட்டமைப்பை உருவாக்குவதில் ஈடுபடும் நொதிகளை செயல்படுத்துவதற்கு வைட்டமின் சி அவசியம். அஸ்கார்பிக் அமிலம் குறைபாடுள்ள காண்ட்ரோசைட்டுகள், ஹைட்ராக்சிலேட்டட் அல்லாத ஹெலிகல் கொலாஜன் முன்னோடிகளை ஒருங்கிணைக்கின்றன, அவை மெதுவாக சுரக்கப்படுகின்றன. அஸ்கார்பிக் அமிலத்தின் நிர்வாகம் (50 μg/ml) கொலாஜன் வகை II மற்றும் IX இன் ஹைட்ராக்சிலேஷனை ஏற்படுத்துகிறது மற்றும் அவற்றின் சுரப்பை சாதாரண அளவில் ஏற்படுத்துகிறது. வைட்டமின் சி சேர்ப்பது புரோட்டியோகிளிகான் தொகுப்பின் அளவை பாதிக்கவில்லை. எனவே, கொலாஜன் சுரப்பு புரோட்டியோகிளிகான் சுரப்பிலிருந்து சுயாதீனமாக கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

[ 41 ], [ 42 ], [ 43 ], [ 44 ], [ 45 ], [ 46 ], [ 47 ]