Using quantitative proteomics methods for studying the secreteome of human mesenchymal stem cells during osteoblast differentiation: Ph.D. thesis

 

Betydningen af skelettet som et endokrint organ er et voksende felt indenfor knogle biologi.

Der er imidlertid begræset information tilgængelig vedrørende de faktorer der seceneres af osteoblaster under deres differentiering og tidligere rapporterede kandidater er primært baseret på indirekte mRNA mikroarray studier. For at karakterisere secenerede faktorer på protein niveau har vi anvendt stabil isotop mærkning af aminosyrer i celle kulturer (SILAC) til at lave kvantitative profiler af proteiner identificeret fra mediet fra humane mesenchymale stamceller (hMSC) under osteoblast differentiering. Desuden målte vi den procentvise indmærkning ved puls SILAC mærkning til selektivt at berige for ægte secenerede proteiner og for at måle det globale protein turnover i celle lysater under osteoblast differentiering.

                      Vi observerede en stærk korrelering mellem en høj procentvis indmærkning og både sesenerede proteiner og betydning for osteoblast differentiering. Preliminære data fra målinger af the globale protein turnover tyder på en global korreleret forbigående forøgelse in protein turnoveret på dag 4 og et moduleret niveau af protein turnover på dag 14 i løbet af osteoblast differentieringen.

                      Vi identificerede 466 potentielt secenerede proteiner der var kvantificeret i fem tidspunkter under osteoblast differentiering, herunder 315 der var reguleret mere en 2-fold. Blandt gruppen af regulerede proteinder havde 34 en kendt funktion med hensyn til osteoblast differentiering. Blandt de proteiner hvis expression under osteoblast differentieringen ikke var kendt i forvejen blev følgende udvalgt til en opfølgende analyse af deres rolle i begyndelsesfasen af denne process: Granulin pga. dens funktion som vækst faktor, stanniocalcin 2 pga. dens funktion som hormon, og selectin-like osteoblast-derived protein pga. dens umiddelbare osteoblast specificitet. Komplement faktor H var valgt til yderligere validering i forhold til slutfasen af osteoblast differentieringen pga. dens høje ekspression og indirekte forbindelse til osteoblast differentiering. Vores studie demonstrerer en nyskabende tilgangsvinkel til selektivt at identificere kendte og potentielle nye faktorer seceneret af osteoblaster og understøtter formodningen om at osteoblaster secenerer både lokalt virkende og endokrine faktorer.