Sasselli V, Micci MA, Kahrig KM, Pasricha PJ
BMC Gastroenterol, 2012 Jun 26;12(1):81

خلاصه:

 پیش زمینه:

 اخیراً درمان با سلول­های بنیادی برای درمان بی­نظمی­های سیستم عصبی گوارشی (ENS) کشف شده­اند. سلول­های بنیادی جنینی پرتوان منبع سلولی جذابی محسوب می­­شوند. هرچند، درحال حاضر اطلاعات بسیار کمی درمورد نحوه پاسخ­دهی سلول­های ES به محیط روده­ای وجود دارد. در این مطالعه، ما توانایی سلول­های ES در پاسخ به سیگنال­های محیطی حاصل از ENS و بافت­های اطراف را در هر دو شرایط in vitro و in vivo بررسی کردیم.

 روش­ها:

نورسفرهای (کلنی­های سلولی عصبی) از سلول­های ES موش (ES-NS) تولید شدند و با نمونه­های ارگانوتیپی بافت روده­ای شامل لایه­های ماهیچه­­های طولی همراه با شبکه عصب myenteric چسبنده (LM-MP) کشت داده شدند. 

 نتایج:

کشت همزمان LM-MP به افزایش قابل توجه بیان تمام مارکر­های عصبی (بتا-توبولین III و PGP 9.5) و نیز مارکرهای اختصاصی تری (Peripherin و nNOS) در ES-NS در هر دو سطح پروتئین و رونویسی منجر گردید. افزایش بیان به افزایش تکثیر سلولی ارتباطی نداشت که این امر تاییدی بر یک اثر نورون­زایی حقیقی بود. نمونه­های LM-MP برروی ES-NS دارای اثر عضله زایی هرچند به میزان کمتر نیز بود. پس از پیوند به ناحیه ابتدای معده، ES-NS پیوندی حداقل تا یک هفته پس از پیوند نتوانستند فنوتیپ مشخصی کسب کنند.

 نتیجه­گیری:

در این مطالعه برای اولین بار گزارش شد که پیوندهای روده­ای می­توانند تمایز عصبی سلول­های ES را در شرایط in vitro القا کند و بیان یک مولکول کلیدی در تنظیم  موتیلیتی گوارشی به نام nNOS را القا می­کند. عدم توانایی ES-NS در کسب فنوتیپ عصبی پس از پیوند در لوله­ی گوارشی به نظر می­رسد به دلیل حضور اثرات مهاری موضعی است که از تمایز ES-NS در شرایط in vivo جلوگیری می­کنند.   

ABSTRACT:
BACKGROUND:
Stem cell-based therapy has recently been explored for the treatment of disorders of the enteric nervous system (ENS). Pluripotent embryonic stem (ES) cells represent an attractive cell source; however, little or no information is currently available on how ES cells will respond to the gut environment. In this study, we investigated the ability of ES cells to respond to environmental cues derived from the ENS and related tissues, both in vitro and in vivo.
METHODS:
Neurospheres were generated from mouse ES cells (ES-NS) and co-cultured with organotypic preparations of gut tissue consisting of the longitudinal muscle layers with the adherent myenteric plexus (LM-MP).
RESULTS:
LM-MP co-culture led to a significant increase in the expression of pan-neuronal markers (betaIII-tubulin, PGP 9.5) as well as more specialized markers (peripherin, nNOS) in ES-NS, both at the transcriptional and protein level. The increased expression was not associated with increased proliferation, thus confirming a true neurogenic effect. LM-MP preparations exerted also a myogenic effect on ES-NS, although to a lesser extent. After transplantation in vivo into the mouse pylorus, grafted ES-NS failed to acquire a distinct phenotype al least 1 week following transplantation.
CONCLUSIONS:
This is the first study reporting that the gut explants can induce neuronal differentiation of ES cells in vitro and induce the expression of nNOS, a key molecule in gastrointestinal motility regulation. The inability of ES-NS to adopt a neuronal phenotype after transplantation in the gastrointestinal tract is suggestive of the presence of local inhibitory influences that prevents ES-NS differentiation in vivo.