Stem cell–based regenerative strategies are promising for intervertebral disc degeneration. Stimulation of bone-marrow- and adipose-derived multipotent stem cells with recombinant human growth differentiation factor 6 (rhGDF6) promotes anabolic nucleus pulposus like phenotypes. In comparison to mesenchymal stem cells, adipose-derived multipotent stem cells exhibit greater NP-marker gene expression and proteoglycan-rich matrix production. To understand these response differences, we investigated bone morphogenetic protein receptor profiles in donor-matched human mesenchymal stem cells and adipose-derived multipotent stem cells, determined differences in rhGDF6 signalling and their importance in NP-like differentiation between cell populations. Bone morphogenetic protein receptor expression in mesenchymal stem cells and adipose-derived multipotent stem cells revealed elevated and less variable expression of BMPR2 in adipose-derived multipotent stem cells, which corresponded with increased downstream pathway activation (SMAD1/5/8, ERK1/2). Inhibitor studies demonstrated SMAD1/5/8 signalling was required for rhGDF6-induced nucleus-pulposus-like adipose-derived multipotent stem cell differentiation, while ERK1/2 contributed significantly to critical nucleus pulposus gene expression, aggrecan and type II collagen production. These data inform cell regenerative therapeutic choices for intervertebral disc degeneration regeneration and identify further potential optimisation targets.

基于干细胞的再生策略有望用于椎间盘退变。用重组人生长分化因子 6 (rhGDF6) 刺激骨髓和脂肪来源的多能干细胞促进合成代谢髓核样表型。与间充质干细胞相比，脂肪来源的多能干细胞表现出更高的 NP 标记基因表达和富含蛋白多糖的基质产生。为了了解这些反应差异，我们研究了供体匹配的人类间充质干细胞和脂肪来源的多能干细胞中的骨形态发生蛋白受体谱，确定了 rhGDF6 信号传导的差异及其在细胞群之间 NP 样分化中的重要性。间充质干细胞和脂肪源性多能干细胞中骨形态发生蛋白受体的表达显示脂肪源性多能干细胞中 BMPR2 表达升高且变化较小，这与下游通路激活增加（SMAD1/5/8、ERK1/2）相对应. 抑制剂研究表明，rhGDF6 诱导的髓核样脂肪来源的多能干细胞分化需要 SMAD1/5/8 信号传导，而 ERK1/2 对关键的髓核基因表达、蛋白聚糖和 II 型胶原蛋白的产生有显着贡献。这些数据为椎间盘退变再生的细胞再生治疗选择提供信息，并确定进一步的潜在优化目标。这与下游通路激活（SMAD1/5/8、ERK1/2）的增加相对应。抑制剂研究表明，rhGDF6 诱导的髓核样脂肪来源的多能干细胞分化需要 SMAD1/5/8 信号传导，而 ERK1/2 对关键的髓核基因表达、蛋白聚糖和 II 型胶原蛋白的产生有显着贡献。这些数据为椎间盘退变再生的细胞再生治疗选择提供信息，并确定进一步的潜在优化目标。这与下游通路激活（SMAD1/5/8、ERK1/2）的增加相对应。抑制剂研究表明，rhGDF6 诱导的髓核样脂肪来源的多能干细胞分化需要 SMAD1/5/8 信号传导，而 ERK1/2 对关键的髓核基因表达、蛋白聚糖和 II 型胶原蛋白的产生有显着贡献。这些数据为椎间盘退变再生的细胞再生治疗选择提供信息，并确定进一步的潜在优化目标。蛋白聚糖和 II 型胶原蛋白的产生。这些数据为椎间盘退变再生的细胞再生治疗选择提供信息，并确定进一步的潜在优化目标。蛋白聚糖和 II 型胶原蛋白的产生。这些数据为椎间盘退变再生的细胞再生治疗选择提供信息，并确定进一步的潜在优化目标。