È stato documentato che i campi elettromagnetici pulsati (PEMF) promuovono la guarigione delle fratture ossee nelle mancate unioni e aumentano i tassi di fusione spinale lombare. Tuttavia, i meccanismi molecolari mediante i quali PEMF stimola la differenziazione delle cellule stromali del midollo osseo umano (hBMSC) in osteoblasti non sono ben compresi. In questo studio gli effetti PEMF su hBMSC sono stati studiati mediante analisi di microarray. La stimolazione PEMF del numero di cellule delle hBMSC ha influenzato principalmente i geni della regolazione del ciclo cellulare, della struttura cellulare e dei recettori della crescita o delle vie della chinasi. Nelle fasi di differenziazione e mineralizzazione, PEMF ha regolato l'espressione genica dei preosteoblasti e, in particolare, il fattore di crescita trasformante-beta (TGF-
β) via di segnalazione e microRNA 21 (miR21) erano più altamente regolati. Il PEMF ha stimolato l'attivazione dell'espressione di Smad2 e miR21-5p negli osteoblasti differenziati e la segnalazione del TGF-
β era essenziale per la stimolazione del PEMF dell'espressione dell'mRNA della fosfatasi alcalina. Smad7, un antagonista della via di segnalazione del TGF-
β , è risultato essere il presunto gene bersaglio di miR21-5p e il PEMF ha causato una diminuzione dell'espressione di Smad7. L'espressione di Runx2 è stata aumentata dal trattamento PEMF e l'inibitore miR21-5p ha impedito la stimolazione PEMF dell'espressione di Runx2 nelle cellule differenzianti. Pertanto, PEMF potrebbe mediare i suoi effetti sul metabolismo osseo mediante l'attivazione della via di segnalazione TGF-
β e la stimolazione dell'espressione di miR21-5p negli hBMSC.
Nagarajan Selvamurugan
,
1 Zhiming He
,
2 Daniel Rifkin ,
3 Branka Dabovic ,
3 e
Nicola C. Partridge2 1 Dipartimento di Biotecnologie, Scuola di Bioingegneria, SRM University, Kattankulathur, Tamil Nadu, India
2 Dipartimento di scienze di base e biologia craniofacciale, New York University College of Dentistry, New York, NY, USA
3 Dipartimento di Biologia Cellulare, New York University School of Medicine, New York, NY, USA
Direttore accademico: Elisabetta A. Cavalcanti-Adam
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