شواهد رو به افزایش نشان داده اند که سلول های بنیادی مشتق از بافت چربی (ASCs) می توانند به سلول های شبه سلول های شوآن (SC) دگر تمایز یابند و امکان بازسازی اعصاب را افزایش دهند. این مشاهدات بیانگر پتانسیل روش های درمانی جدید برپایه پیوند سلولی جهت درمان آسیب های اعصاب محیطی و بیماری های تخریب کننده نورون ها می باشند. برای کاربردی کردن این نتایج در سطح بالینی، تثبیت تمایز ASCهای انسانی (hASCs) به فنوتیپ SC از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. در این مطالعه، ما hASCهای به دست آمده از بافت چربی زیر پوست دهنده های سالم را مورد مطالعه قرار دادیم. با استفاده از مخلوطی از فاکتورهای رشد گلیالی، ما سلول های مورد مطالعه را به سلول های شبه سلول های شوآن (dhASCs) تمایز دادیم. سپس ما به ارزیابی توانایی عملکرد آن ها به عنوان سلول های شوآن در شرایط آزمایشگاهی و بدن موجود زنده و نیز مقایسه آن ها با سلول های شوآن اولیه انسان (hSCs) پرداختیم. سنجش با آنتی بادی متصل به آنزیم نشان داد که dhASCها در سطحی قابل قیاس با hSCها، فاکتورهای رشد نورونی مشتق از مغز (BDNF) و فاکتور رشد عصبی (NGF) و در سطحی بالاتر از hSCها، فاکتور رشد نورونی مشتق از سلول های گلیال (GDNF) را ترشح می کنند. درحالیکه hASCهای تمایز نیافته (uhASCs) سطح بسیار پایینی از این فاکتورهای رشد نورونی را ترشح می کنند. در کشت های همزمان با سلول های عصبی NG108-15، ما دریافتیم که هر دو نوع سلول های dhASCها و hSCها به طور قابل توجهی درصد سلول های دارای ضمایم عصبی، طول این ضمایم و تعداد آن ها به ازای هر نورون را افزایش می دهند. درحالیکه uhASCها تنها درصد سلول های دارای ضمایم را افزایش دادند. در نهایت، ما hASCهای نشاندار شده با GFP را به عصب درشت نی خراش داده شده در موش های athymic nude پیوند زدیم. هشت هفته پس از پیوند، hASCهای پیوند شده یک ارتباط نزدیکی را با آکسون های PGP9.5 مثبت و میلین مثبت از نظر پروتئین پایه ای میلین (MBP) نشان دادند. آنالیزهای کمی نشان دادند که پیوند dhASCها منجر به بهبود قابل توجهی در بقا و سرعت تشکیل میلین در مقایسه با پیوند uhASCها می گردد. این یافته ها پیشنهاد می کنند که hASCها در جهت حمایت و میلینه کردن آکسون های در حال بازسازی عمل می کنند و بنابراین می توانند در بدن موجود زنده به طور کامل به سلول های گلیالی تمایز یابند. به عنوان نتیجه گیری، hASCها می توانند به سلول های شبه SC تمایز پیدا کنند که از توانایی ترشح فاکتورهای رشد نورونی و نیز تشکیل میلین در بدن موجود زنده برخوردار می باشند. این یافته ها بیانگر آنند که hASCها می توانند به عنوان منبع سلولی قابل توجهی در روش های درمان پیوند سلولی برای درمان انواع بیماری های اعصاب محیطی به کار گرفته شوند. 

Glial differentiation of human adipose-derived stem cells: implications for cell-based transplantation therapy.

Tomita K, Madura T, Sakai Y, Yano K, Terenghi G, Hosokawa K.

Source

Department of Plastic Surgery, Graduate School of Medicine, Osaka University, Osaka, Japan. Electronic address: ktomita9@hotmail.co.jp.

Abstract

Increasing evidence has shown that adipose-derived stem cells (ASCs) could transdifferentiate into Schwann cell (SC)-like cells to enhance nerve regeneration, suggesting potential new cell-based transplantation therapy for peripheral nerve injuries and neurodegenerative disorders. For implementation of these results to the clinical setting, it is of great importance to establish the differentiation of human ASCs (hASCs) into a SC phenotype. In this study, we studied hASCs obtained from subcutaneous fat tissue of healthy donors. By a mixture of glial growth factors we differentiated them into Schwann cell-like cells (dhASCs). We then assessed their ability to act as Schwann cells in vitro and in vivo and also compared them with primary human Schwann cells (hSCs). Enzyme-linked immunosorbent assay showed that dhASCs secreted brain-derived neurotrophic factor (BDNF) /nerve growth factor (NGF) at a comparable level, and glial cell-derived neurotrophic factor (GDNF) at a level even higher than hSCs, whereas undifferentiated hASCs (uhASCs) secreted low levels of these neurotrophic factors. In co-culture with NG108-15 neuronal cells we found that both dhASCs and hSCs significantly increased the percentage of cells with neurites, the neurite length, and the number of neurites per neuron, whereas uhASCs increased only the percentage of cells with neurites. Finally, we transplanted GFP-labeled hASCs into the crushed tibial nerve of athymic nude rats. The transplanted hASCs showed a close association with PGP9.5-positive axons and myelin basic protein (MBP)-positive myelin at 8 weeks after transplantation. Quantitative analysis revealed that dhASCs transplantation resulted in significantly improved survival and myelin formation rates (a 7-fold and a 10-fold increase, respectively) as compared with uhASCs transplantation. These findings suggest that hASCs took part in supporting and myelinating regenerating axons, and thus have achieved full glial differentiation in vivo. In conclusion, hASCs can differentiate into SC-like cells that possess a potent capacity to secrete neurotrophic factors as well as to form myelin in vivo. These findings make hASCs an interesting prospect for cell-based transplantation therapy for various peripheral nerve disorders.