خلاصه:

بیماری پارکینسون (PD) از تخریب مزمن نورون­های دوپامین ساز ناشی می­شود. امکان جایگزینی این نورون­ها، می­تواند یک روش درمانی در سطح بالینی و یا درمانی ماندگار برای علائم بیماری را ارائه دهد. سلول­های بنیادی چندتوان مشتق از خون بند ناف انسانی (CB-SCs) برخی خصوصیات سلول­های بنیادی جنینی شامل تمایز به انواع رده­های سلولی را نشان می­دهند. به­منظور کشف پتانسیل درمانی آن­ها در درمان PD، ما بررسی کردیم که آیا CB-SCها در حضور آل-ترانس-رتینوئیک اسید (ATRA) می­توانند به نورون­های دوپامین ساز تمایز پیدا کنند. پیش از تیمار، CB-SCها mRNA و پروتئین فاکتورهای رونویسی دوپامین­سازی مانند Nurr1، Wnt1 و En1 را بیان می­کردند. پس از تیمار با 10 میکرومولار ATRA به مدت 12 روز، CB-SCها موفولوژی شبه نورونی با ضمایمی طویل را نشان می­دهند. نتایج ایمنوسیتوشیمی نشان دادند که  48 ±  11 درصد از سلول­های تیمار شده با ATRA از نظر تیروزین هیدرولاز (TH) مثبت بودند و 36±  9 درصد از سلول­ها از نظر ناقل دوپامین (DAT) مثبت بودند. در مقابل، CB-SCهای کنترل (کشت در تنها محیط کشت) تنها سطح پایه­ای از TH و DAT را بیان می­کردند. در نهایت، CB-SCهای تیمار شده با ATRA در مقایسه با کنترل، سطح بالایی از دوپامین را به واسطه­ی کانال­های پتاسیم آزاد می­کردند. این اطلاعات بیانگر این هستند که ATRA تمایز CB-SCها را به نورون­های دوپامین ساز القا می­کند. این یافته ممکن است به توسعه راهکاری جایگزینی برای درمان بیماری پارکینسون با استفاده از سلول­های بنیادی منجر شود. 

Human cord blood-derived multipotent stem cells (CB-SCs) treated with all-trans-retinoic acid (ATRA) give rise to dopamine neurons.

Source

Department of Neurology, Jinan Central Hospital, Shandong University, 105 Jiefang Road, Jinan 250013, PR China.

Abstract

Parkinson's disease (PD) results from the chronic degeneration of dopaminergic neurons. A replacement for these neurons has the potential to provide a clinical cure and/or lasting treatment for symptoms of the disease. Human cord blood-derived multipotent stem cells (CB-SCs) display embryonic stem cell characteristics, including multi-potential differentiation. To explore their therapeutic potential in PD, we examined whether CB-SCs could be induced to differentiate into dopamine neurons in the presence of all-trans retinoic acid (ATRA). Prior to treatment, CB-SCs expressed mRNA and protein for the key dopaminergic transcription factors Nurr1, Wnt1, and En1. Following treatment with 10 μM ATRA for 12 days, CB-SCs displayed elongated neuronal-like morphologies. Immunocytochemistry revealed that 48 ± 11% of ATRA-treated cells were positive for tyrosine hydroxylase (TH), and 36 ± 9% of cells were positive for dopamine transporter (DAT). In contrast, control CB-SCs (culture medium only) expressed only background levels of TH and DAT. Finally, ATRA-treated CB-SCs challenged with potassium released increased levels of dopamine compared to control. These data demonstrate that ATRA induces differentiation of CB-SCs into dopaminergic neurons. This finding may lead to the development of an alternative approach to stem cell therapy for Parkinson's disease.