Mesenchymal stromal cells (MSCs) have the potential to differentiate into a variety of mature cell types and are a promising source of regenerative medicine. The success of regenerative medicine using MSCs strongly depends on their differentiation potential. In this study, we sought to identify marker genes for predicting the osteogenic differentiation potential by comparing ilium MSC and fibroblast samples. We measured the mRNA levels of 95 candidate genes in nine ilium MSC and four fibroblast samples before osteogenic induction, and compared them with alkaline phosphatase (ALP) activity as a marker of osteogenic differentiation after induction. We identified 17 genes whose mRNA expression levels positively correlated with ALP activity. The chondrogenic and adipogenic differentiation potentials of jaw MSCs are much lower than those of ilium MSCs, although the osteogenic differentiation potential of jaw MSCs is comparable with that of ilium MSCs. To select markers suitable for predicting the osteogenic differentiation potential, we compared the mRNA levels of the 17 genes in ilium MSCs with those in jaw MSCs. The levels of 7 out of the 17 genes were not substantially different between the jaw and ilium MSCs, while the remaining 10 genes were expressed at significantly lower levels in jaw MSCs than in ilium MSCs. The mRNA levels of the seven similarly expressed genes were also compared with those in fibroblasts, which have little or no osteogenic differentiation potential. Among the seven genes, the mRNA levels of IGF1 and SRGN in all MSCs examined were higher than those in any of the fibroblasts. These results suggest that measuring the mRNA levels of IGF1 and SRGN before osteogenic induction will provide useful information for selecting competent MSCs for regenerative medicine, although the effectiveness of the markers is needed to be confirmed using a large number of MSCs, which have various levels of osteogenic differentiation potential.

中文翻译：

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用于预测间充质基质细胞成骨分化潜能的标记基因的鉴定。

间充质基质细胞 (MSCs) 具有分化成多种成熟细胞类型的潜力，是再生医学的有前途的来源。使用 MSC 进行再生医学的成功很大程度上取决于它们的分化潜力。在这项研究中，我们试图通过比较髂 MSC 和成纤维细胞样本来确定预测成骨分化潜能的标记基因。我们在成骨诱导前测量了 9 个髂 MSC 和 4 个成纤维细胞样品中 95 个候选基因的 mRNA 水平，并将它们与诱导后成骨分化标志物的碱性磷酸酶 (ALP) 活性进行比较。我们确定了 17 个基因，其 mRNA 表达水平与 ALP 活性呈正相关。颌骨间充质干细胞的成软骨和成脂分化潜能远低于髂骨间充质干细胞，尽管颌骨 MSCs 的成骨分化潜能与髂骨 MSCs 相当。为了选择适合预测成骨分化潜能的标记，我们比较了髂骨 MSCs 和颌骨 MSCs 中 17 个基因的 mRNA 水平。17 个基因中有 7 个的水平在颌骨和髂骨 MSCs 之间没有显着差异，而其余 10 个基因在颌骨 MSCs 中的表达水平明显低于髂骨 MSCs。还将七个相似表达基因的 mRNA 水平与成纤维细胞中的水平进行了比较，成纤维细胞几乎没有或没有成骨分化潜能。在这 7 个基因中，mRNA 水平 为了选择适合预测成骨分化潜能的标记，我们比较了髂骨 MSCs 和颌骨 MSCs 中 17 个基因的 mRNA 水平。17 个基因中有 7 个的水平在颌骨和髂骨 MSCs 之间没有显着差异，而其余 10 个基因在颌骨 MSCs 中的表达水平明显低于髂骨 MSCs。还将七个相似表达基因的 mRNA 水平与成纤维细胞中的水平进行了比较，成纤维细胞几乎没有或没有成骨分化潜能。在这 7 个基因中，mRNA 水平 为了选择适合预测成骨分化潜能的标记，我们比较了髂骨 MSCs 和颌骨 MSCs 中 17 个基因的 mRNA 水平。17 个基因中有 7 个的水平在颌骨和髂骨 MSCs 之间没有显着差异，而其余 10 个基因在颌骨 MSCs 中的表达水平明显低于髂骨 MSCs。还将七个相似表达基因的 mRNA 水平与成纤维细胞中的水平进行了比较，成纤维细胞几乎没有或没有成骨分化潜能。在这 7 个基因中，mRNA 水平 而其余 10 个基因在颌骨 MSCs 中的表达水平明显低于髂骨 MSCs。还将七个相似表达基因的 mRNA 水平与成纤维细胞中的水平进行了比较，成纤维细胞几乎没有或没有成骨分化潜能。在这 7 个基因中，mRNA 水平 而其余 10 个基因在颌骨 MSCs 中的表达水平明显低于髂骨 MSCs。还将七个相似表达基因的 mRNA 水平与成纤维细胞中的水平进行了比较，成纤维细胞几乎没有或没有成骨分化潜能。在这 7 个基因中，mRNA 水平所有检查的 MSC 中的IGF1和SRGN均高于任何成纤维细胞中的。这些结果表明，在成骨诱导之前测量IGF1和SRGN的 mRNA 水平将为选择有能力的 MSCs 用于再生医学提供有用的信息，尽管需要使用大量具有不同水平的 MSCs 来确认这些标志物的有效性。成骨分化潜能。