القای سلول های بنیادی مزانشیمی بند ناف انسان به سلول های دوپامینرژیک با کارایی بالا برای درمان رت های مبتلا به همی پارکینسون
تاریخ انتشار: شنبه 19 مهر 1393
| امتیاز:
سابقه و هدف: میزان موفقیت تلاش های قبلی در تبدیل سلول های بنیادی مزانشیمی (HUMSCs) جدا شده از ژله وارتون بند ناف انسان به سلول های دوپامینرژیک فقط 12.7٪ بوده است. بنابراین مطالعه حاضر برای ایجاد روشی موثر برای عملکرد بهتر سلول های دوپامینرژیک با چنین تمایزی برای درمان مبتنی بر HUMSC بیماری پارکینسون انجام شد.
مواد و روش ها: به منظوربررسی اثرات افزایش بیان Nurr1 در سلول های بنیادی مزانشیمی بر تمایز آنها در شرایط in vitro، سلول ها با یک پروتکل تمایز سه مرحله ای پردازش شدند. ظرفیت این سلولها در سنتز و آزاد کردن دوپامین توسط HPLC اندازه گیری شد. اثرات درمانی سلول های بنیادی مزانشیمی با بیان افزایش یافته Nurr1 در موش های با نقص 6 هیدروکسی دوپامین بوسیله میزان تغییر درپاسخ به آمفتامین مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج: بیان افزایش یافته Nurr1 در سلول های بنیادی مزانشیمی سبب پیشبرد تمایز آنها به سلول های دوپامینرژیک در شرایط آزمایشگاهی از طریق کشت گام به گام در محیط کشت حاوی sonic hedgehog ، فاکتور رشد فیبروبلاستی 8 و محیط کشت نورونی شد. میزان موفقیت حدود 71٪ بود که با رنگ آمیزی ایمونوهیستوشیمی برای تیروزین هیدروکسیلاز تعیین شد، و حدود 94 نانومولار دوپامین (داخل سلولی و آزاد شده به محیط کشت) سنتز شد که توسط HPLC اندازه گیری شد. علاوه براین، پیوند این سلول ها به جسم مخطط موش های مبتلا به همی پارکینسون منجر به بهبود نقایص رفتاری آنها شد که با میزان تغییر درتحریک با آمفتامین اثبات شد. میزان زنده بودن سلول های پیوند شده به مدت حداقل 3 ماه به طول انجامید که توسط رنگ آمیزی تیروزین هیدروکسیلاز مثبت تأیید شد.
نتیجه گیری: Nurr1، FGF8، SHH و NCM می توانند به طور همزمان سبب افزایش تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به سلول های دوپامینرژیک شوند و ممکن است روشی را برای درمان های مبتنی بر HUMSCs بیماری پارکینسون ارائه کنند.
Cell Transplant. 2014 Oct 6. [Epub ahead of print]
A High Efficiency Induction of Dopaminergic Cells from Human Umbilical Mesenchymal Stem Cells for the Treatment of Hemiparkinsonian Rats.
Abstract
Background: The success rate in previous attempts at transforming human mesenchymal stem cells (HUMSCs) isolated from Wharton?s jelly of the umbilical cord to dopaminergic cells was a mere 12.7 %. The present study was therefore initiated to establish a more effective procedure for better yield of dopaminergic cells in such transformation for more effective HUMSC-based therapy for Parkinsonism.
Methods: To examine, in vitro, the effects of enhanced Nurr1 expression in HUMSCs on their differentiation, cells were processed through the three-stage differentiation protocol. The capacity of such cells to synthesize and release dopamine was measured by HPLC. The therapeutic effects of Nurr1-overexppressed HUMSCs were examined in 6-hydroxydopamine-lesioned rats by quantification of rotations in response to amphetamine.
Results: Enhanced Nurr1 expression in HUMSCs promoted the transformation into dopaminergic cells in vitro through stepwise culturing in sonic hedgehog, and fibroblast growth factor-8, neuron-conditioned medium. The success rate was about 71%, as determined by immunostaining for tyrosine hydroxylase, and around 94 nM dopamine synthesis (intracellular and released into the culture medium), as measured by HPLC. Additionally, transplantation of such cells into the striatum of hemiparkinsonian rats resulted in improvement of their behavioral deficits, as indicated by amphetamine-evoked rotation scores. Viability of the transplanted cells lasted for at least 3 months as verified by positive staining for tyrosine hydroxylase. Conclusions: Nurr1, FGF8, Shh and NCM can synergistically enhance the differentiation of HUMSCs into dopaminergic cells, and may pave the way for HUMSCs-based treatments for Parkinson?s disease.
PMID: 25289862