خصوصیات خودنوسازی و تمایز یک سلول بنیادی در کاربرد آن در طب ترمیمی بسیار حائز اهمیت هستند. توان تکثیر، پتانسیل تمایز و خصوصیات اپی ژنتیکی سلول های بنیادی منابع مختلف با هم تفاوت دارند. مطالعات نشان داده اند که پتانسیل سلول های بنیادی در برنامه ریزی مجدد iPS بسیار بالا می باشد. به منظور بررسی این موضوع، ما پتانسیل تمایزی و خاصیت بنیادینگی چهار نوع سلول بنیادی بالغ حاصل از منابع سلولی متداول را بررسی کردیم. ما ارتباط بین وضعیت پرتوانی و تمایز هر سلول بنیادی را با اطلاعات موجود در مورد کارایی برنامه ریزی مجدد آن ها نشان می دهیم.  چهار سلول بنیادی بالغ انسانی شامل سلول های بنیادی مزانشیمی بافت چربی (AT-MSC)، سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان (BM-MSCs)، پروژنیتورهای چندتوان مشتق از پره بینی (NSP) و سلول های بنیادی خون بند ناف (USSCs) جدا شدند و خصوصیات آن ها تعیین شد. پتانسیل تمایز و خودنوسازی هر گروه از سلول های بنیادی ارزیابی گشت. فاکتورهای رونویسی خاصیت بنیادینگی و پتانسیل تکثیری تمامی سلول ها مورد بررسی قرار گرفت. علاوه براین، پتانسیل تمایزی نیز با استفاده از تیمار با فاکتورهای القایی و بررسی پروفایل microRNAهای اختصاصی ارزیابی گردید. نتایج Real-time PCR نشان دادند که سلول های بنیادی ما فاکتورهای تمایزی ذاتی شامل miR145 و Let7g را بیان می کنند که این فاکتورها خاصیت بنیادینگی و نیز پتانسیل برنامه ریزی مجدد در سلول های بنیادی را تنظیم می کنند. جهت تکمیل مشاهدات، ما توان تکثیری و تمایزی سلول ها را از طریق ارتباط بیان ژن های دخیل در بنیادینگی با MicroRNAهای تمایزی و نیز اثر مستقیم این فاکتورها بر برنامه ریزی مجدد، مقایسه کردیم. نتایج ما پیشنهاد می کنند که پتانسیل سلول های بنیادی بافت چربی جهت کاربردهای بالینی مناسب و کافی است. نتایج ما نشاندهنده خطر پایین استفاده از AT-MSCها به عنوان سلول های مورد استفاده در تولید iPS  می باشند. اگرچه اثرات let7g و mir145 در تحریک تمایز به خوبی شناخته شده اند اما آن ها بیشتر به عنوان یک سیستم تنظیم کننده دقیق وضعیت خودنوسازی و تمایز سلول عمل می کنند.

A comparison of pluripotency and differentiation status of four mesenchymal adult stem cells.

Adegani FJ, Langroudi L, Arefian E, Shafiee A, Dinarvand P, Soleimani M.

Source

Department of Molecular Medicine, Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin, Iran.

Abstract

The self-renewal and differentiation status of a stem cell is very important in the applications concerning regenerative medicine. Proliferation capacity, differentiation potentials and epigenetic properties of stem cells differ between sources. Studies have shown the high potentials of stem cells in iPS reprogramming. To examine this; we have compared the stem-ness and differential potential of four adult stem cells from common sources. We show a correlation between pluripotency and differentiation status of each stem cell with available data on the reprogramming efficiency. Four human adult stem cells including, adipose tissue-mesenchymal stem cells (AT-MSC), bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSCs), nasal septum derived multipotent progenitors (NSP) and umbilical cord blood stem cells (USSCs) were isolated and characterized. The self- renewal and differentiation potentials of each stem cell were assessed. Stem-ness transcription factors and the propagation potentials of all cells were analyzed. Furthermore the differentiation potentials were evaluated using treatment with induction factors and specific MicroRNA profile. Real-time PCR results showed that our stem cells express innate differentiation factors, miR145 and Let7g, which regulate the stem-ness and also the reprogramming potentials of each stem cell. To complete our view, we compared the propagation and differentiation potentials by correlating the stem-ness gene expression with differentiation MicroRNAs, also the direct effect of these factors on reprogramming. Our results suggest that the potentials of adipose tissue stem cells for GMP (Good Manufacturing Practice) compliant starting material are adequate for clinical applications. Our results indicate a low risk potential for AT-MSCs as starting material for iPS production. Although let7g and mir145 are well known for their differentiation promoting effects, but function more of a fine tuning system between self-renewal and differentiation status.