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Erschienen in: Calcified Tissue International 5/2021

12.01.2021 | Original Research

Mechanism of Cyclic Tensile Stress in Osteogenic Differentiation of Human Periodontal Ligament Stem Cells

verfasst von: Xiayi Wu, Yi Li, Zeyuan Cao, Yunyi Xie, Chuanqiang Fu, Huan Chen

Erschienen in: Calcified Tissue International | Ausgabe 5/2021

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Abstract

Human periodontal ligament stem cells (hPDLSCs) can undergo osteogenic differentiation under induction conditions. Cyclic tensile stress (CTS) can stimulate stem cell osteogenic differentiation. The present study explored the mechanism of CTS in hPDLSC osteogenic differentiation. The hPDLSCs of the 4th passage were selected. hPDLSCs were subjected to CTS with deformation of 10% elongation at 0.5 Hz for 1, 4, 8, 12 and 24 h. ALP activity and staining, ARS staining and detection of expressions of osteogenesis-related genes (RUNX2, OPN, Sp7 and OCN) were used to assess hPDLSC osteogenic differentiation ability. microRNA (miR)-129-5p and BMP2 expression and p-Smad1/5 level were detected under CTS stimulation. The binding relationship between miR-129-5p and BMP2 was predicted and verified. The osteogenic differentiation ability of CTS-treated hPDLSCs was evaluated after intervention of miR-129-5p and BMP2. CTS induced hPDLSC osteogenic differentiation, as manifested by increased ALP activities, osteogenesis-related gene expressions and mineralized nodules, together with positive ALP staining. CTS inhibited miR-129-5p expression, and promoted BMP2 expression and p-Smad1/5 level in hPDLSCs. miR-129-5p targeted BMP2. Overexpressed miR-129-5p or silenced BMP2 prevented hPDLSC osteogenic differentiation ability. We demonstrated that CTS inhibited miR-129-5p expression, and then activated the BMP2/Smad pathway, thereby showing stimulative effects on hPDLSC osteogenic differentiation.
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Metadaten
Titel
Mechanism of Cyclic Tensile Stress in Osteogenic Differentiation of Human Periodontal Ligament Stem Cells
verfasst von
Xiayi Wu
Yi Li
Zeyuan Cao
Yunyi Xie
Chuanqiang Fu
Huan Chen
Publikationsdatum
12.01.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Calcified Tissue International / Ausgabe 5/2021
Print ISSN: 0171-967X
Elektronische ISSN: 1432-0827
DOI
https://doi.org/10.1007/s00223-020-00789-x

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