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Wnt signaling behaves as a "master regulator" in the osteogenic and adipogenic commitment of human amniotic fluid mesenchymal stem cells.
D'Alimonte, Iolanda; Lannutti, Angela; Pipino, Caterina; Di Tomo, Pamela; Pierdomenico, Laura; Cianci, Eleonora; Antonucci, Ivana; Marchisio, Marco; Romano, Mario; Stuppia, Liborio; Caciagli, Francesco; Pandolfi, Assunta; Ciccarelli, Renata.
Afiliação
  • D'Alimonte I; Department of Experimental and Clinical Sciences, University "G. D'Annunzio" of Chieti-Pescara, Chieti, Italy.
Stem Cell Rev Rep ; 9(5): 642-54, 2013 Oct.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-23605563
ABSTRACT
Human amniotic fluid mesenchymal stem cells (huAFMSCs) are emerging as a promising therapeutic option in regenerative medicine. Here, we characterized huAFMSC phenotype and multipotentiality. When cultured in osteogenic medium, huAFMSC displayed a significant increase in Alkaline Phosphatase (ALP) activity and mRNA expression, Alizarin Red S staining and Runx2 mRNA expression; whereas maintaining these cells in an adipogenic culture medium gave a time-dependent increase in PPARγ and FABP4 mRNA expression, glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPDH) activity and positivity to Oil Red Oil staining. These results confirm that huAFMSCs can differentiate toward osteogenic and adipogenic phenotypes. The canonical Wnt/ßcatenin signaling pathway appears to trigger huAFMSC osteoblastogenesis, since during early phases of osteogenic differentiation, the expression of Dishevelled-2 (Dvl-2), of the non-phosphorylated form of ß-catenin, and the phosphorylation of glycogen synthase kinase-3ß (GSK3ß) at serine 9 were upregulated. On the contrary, during adipogenic differentiation Dvl-2 expression decreased, whereas that of ß-catenin remained unchanged. This was associated with a late increase in GSK3ß phosphorylation. Consistent with this scenario, huAFMSCs exposure to Dickkopf-1, a selective inhibitor of the Wnt signaling, abolished Runx2 and ALP mRNA upregulation during huAFMSC osteogenic differentiation, whereas it enhanced FABP4 expression in adipocyte-differentiating cells. Taken together, these results unravel novel molecular determinants of huAFMSC commitment towards osteoblastogenesis, which may represent potential targets for directing the differentiation of these cells and improving their use in regenerative medicine.
Assuntos
Adipogenia/fisiologia; Células-Tronco Mesenquimais/metabolismo; Osteogênese/fisiologia; Via de Sinalização Wnt/fisiologia; Proteínas Adaptadoras de Transdução de Sinal/genética; Proteínas Adaptadoras de Transdução de Sinal/metabolismo; Adipogenia/genética; Fosfatase Alcalina/genética; Fosfatase Alcalina/metabolismo; Líquido Amniótico/citologia; Western Blotting; Diferenciação Celular/genética; Diferenciação Celular/fisiologia; Células Cultivadas; Subunidade alfa 1 de Fator de Ligação ao Core/genética; Subunidade alfa 1 de Fator de Ligação ao Core/metabolismo; Proteínas Desgrenhadas; Proteínas de Ligação a Ácido Graxo/genética; Proteínas de Ligação a Ácido Graxo/metabolismo; Feminino; Regulação da Expressão Gênica no Desenvolvimento/efeitos dos fármacos; Glicerolfosfato Desidrogenase/genética; Glicerolfosfato Desidrogenase/metabolismo; Quinase 3 da Glicogênio Sintase/metabolismo; Glicogênio Sintase Quinase 3 beta; Humanos; Imuno-Histoquímica; Peptídeos e Proteínas de Sinalização Intercelular/farmacologia; Células-Tronco Mesenquimais/citologia; Osteoblastos/citologia; Osteoblastos/metabolismo; Osteogênese/genética; PPAR gama/genética; PPAR gama/metabolismo; Fosfoproteínas/genética; Fosfoproteínas/metabolismo; Fosforilação/efeitos dos fármacos; Gravidez; Reação em Cadeia da Polimerase Via Transcriptase Reversa; Via de Sinalização Wnt/efeitos dos fármacos; Via de Sinalização Wnt/genética; beta Catenina/metabolismo

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Osteogênese / Adipogenia / Células-Tronco Mesenquimais / Via de Sinalização Wnt Idioma: En Revista: Stem Cell Rev Rep Ano de publicação: 2013 Tipo de documento: Article País de afiliação: Itália

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Osteogênese / Adipogenia / Células-Tronco Mesenquimais / Via de Sinalização Wnt Idioma: En Revista: Stem Cell Rev Rep Ano de publicação: 2013 Tipo de documento: Article País de afiliação: Itália