پاساژهای پایین سلول های بنیادی مزانشیمی حساسیت پرتویی کاهش یافته و فعالیت ترمیم DNA افزایش یافته ای را نشان می دهند
تاریخ انتشار: شنبه 27 خرداد 1396
| امتیاز:
سلول درمانی های با استفاده از سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی(MSCs) در یک دهه گذشته توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در راه رسیدن به پتانسیل درمانی سلول های بنیادی مزانشیمی، تکثیر سلولی برای تولید شمار زیاد سلول های با فنوتیپ و عملکرد دلخواه لازم است. با این حال، تکثیر بلند مدت آزمای) در سلول های بنیادی مزانشیمی تکثیر شده، مسیر های DDR بدنبال پرتودرمانی در MSCهای مغز استخوانی که در پاساژهای پایین یا بالا بودند مشخص شد. هفتاد و دو ساعت بعد از پرتودرمانی، درضد سلول های sub-G1 در MSCهای پاساژ پایین تغییر معناداری نداشت. رنگ آمیزی TUNELکاهش یافته در MSCهای پاساژ پایین در مقایسه با MSCهای پاساژ بالا در 4 ساعت بعد از پرتودرمانی مشاهده شد. سنجش Comet نیز نشان داد که MSCهای پاساژ پایین در مقایسه با MSCهای پاساژ بالا به پرتودرمانی و آسیب DNA ناشی از عوامل ژنوتوکسیک مقاوم تر هستند. فسفریلاسیون ATM و γ-H2AX و فسفو-p53 در MSCهای پاساژ پایین افزایش یافت و این در حالی بود که در MSCهای پاساژ بالا کاهش داشت. از طریق مهار بوسیله KU55993، مشخص شد که مسیر DDR در MSCهای پاساژ پایین به ATM وابسته است. سطوح بالاتر پلی(ADPریبوز) پلیمراز1(PARP-1) و سنتز PAR در MSCهای پاساژ پایین در مقایسه با MSCهای پاساژ بالا مشاهده شد. ناک دان کردن PARP-1در MSCهای پاساژ پایین منجر به حساس شدن به آپوپتوز ناشی از پرتوتابی می شود. بیش بیان PARP-1 در MSCهای پاساژ بالا می تواند منجر به مقاومت پرتویی شود. فعالیت پایین تر DDR در MSCهای پاساژ پایین با تحلیل رفتن پروتئازومی سریع PARP-1 همراه است. در مجموع، MSCهای پاساژ پایین بیشتر به پرتودرمانی مقاوم هستند و فعالیت DDR افزایش یافته ای شامل PARP-1، ATM و سیگنال های پایین دست شان دارند.
Stem Cells Transl Med. 2017 Jun;6(6):1504-1514. doi: 10.1002/sctm.15-0394.
Early Passage Mesenchymal Stem Cells Display Decreased Radiosensitivity and Increased DNA Repair Activity.
Wu PK1,2,3, Wang JY2,3,4, Chen CF1,2,3, Chao KY3, Chang MC2, Chen WM1,2,3, Hung SC1,2,3,5,6.
Abstract
Cell therapies using human mesenchymal stem cells (MSCs) have received much attention in the past decade. In pursuit of the therapeutic potential of MSCs, cell expansion is required to generate a great number of cells with desired phenotype and functionality. Long-term expansion in vitro, however, can lead to altered functions. To explore the changes in DNA damage responses (DDR) in MSCs expanded, DDR pathways following irradiation were characterized in early- and late-passage bone marrow MSCs. Seventy-two hours after irradiation, the percentage of sub-G1 cells in early-passage MSCs did not change significantly. Reduced TUNEL staining was observed in early-passage MSCs compared to late-passage MSCs 4 h after irradiation. Comet assay also revealed that early-passage MSCs were more resistant to irradiation or DNA damages induced by genotoxic agents than late-passage MSCs. ATM phosphorylation and γ-H2AX and phospho-p53 increased in early-passage MSCs while decreased in late-passage MSCs. Through inhibition by KU55933, DDR pathway in early-passage MSCs was shown to be ATM-dependent. Higher levels of poly (ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) and PAR synthesis were observed in early-passage MSCs than in late-passage MSCs. Knockdown of PARP-1 in early-passage MSCs resulted in sensitization to irradiation-induced apoptosis. Overexpression of PARP-1 in late passage MSCs could render irradiation resistance. Lower activity of DDR in late-passage MSCs was associated with rapid proteasomal degradation of PARP-1. In conclusion, early-passage MSCs are more irradiation-resistant and have increased DDR activity involving PARP-1, ATM and their downstream signals. Stem Cells Translational Medicine 2017;6:1504-1514.
PMID: 28544661