وزیکول های خارج سلولی مشتق از جزایر پانکراسی انسانی، بیان انسولین را در تمایز سه بعدی کلاسترهای iPSC تعدیل می کنند
تاریخ انتشار: جمعه 26 آبان 1396
| امتیاز:
نشان داده شده است که وزیکول های خارج سلولی(EVs) می توانند ارنباط بین هورمون ها و متابولیت ها را درون بافت پانکراسی وساطت کنند. با این حال، اثر احتمالی وزیکول های خارج سلولی پانکراسی روی تمایز سلول های بنیادی به رده های پانکراسی مشخص نیست. در این جا، EVهای مشتق از جزایر انسانی(h-Islet-EVs) جداسازی و شناسایی شدند و سپس طی تمایز پانکراسی به کلاسترهای سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی اضافه شدند(iPSCs). وزیکول های خارج سلولی مشتق از جزایر انسانی میانگین اندازه نانومتری داشتند و برای بیان مارکرهای وزیکول خارج سلولی CD63و CD81 که بوسیله الیزا اندازه گیری شد، مثبت بودند. حضور mRNAی فاکتورهای رونویسی پانکراسی کلیدی مانند NDN3،MAFA و PDX1 و پروتئین های هورمون پانکراسی مانند C-پپتید و گلوکاگون در این وزیکول های خارج سلولی اثبات شد. کلاسترهای iPSC به حالت سوسپانیسون تمایز یافته و در مراحل انتهایی پروتکل تمایزی، بیان mRNAی فاکتورهای رونویسی پانکراسی اصلی و هورمون های پانکراسی افزایش یافت. وزیکول های خارج سلولی مشتق از جزایر پانکراسی انسانی در مراحل آخر تمایز به کلاسترهای iPSC اضافه شدند. مشاهده شد که این وزیکول های خارج سلولی قادر به افزایش سطح درون سلولی c-پپتید در کلاسترهای iPSC در یک روش وابسته به غلظت شد. اثر وزیکول های خارج سلولی مشتق از جزایر پانکراسی انسانی روی تمایز کلاسترهای iPSC کشت شده در هیدروژل های سه بعدی کلاژن نیز ارزیابی شد. اگرچه بیان mRNAی افزایش یافته برای مارکرهای پانکراسی زمانی که کلاسترهای iPSC در هیدروژل های سه بعدی کلاژن کشت شدند، افزایش یافت اما انتقال وزیکول های خارج سلولی روی محتوای درون سلولی انسولین و c-پپتید اثری نداشت. نتایج ما اطلاعات جدیدی را در مورد نقش وزیکول های خارج سلولی مشتق از جزایر پانکراسی انسانی در تنظیم بیان انسولین در کلاسترهای در حال تمایز iPSC ارائه می کند که برای مهندسی بافت پانکراسی بسیار کاربرد دارد.
PLoS One. 2017 Nov 8;12(11):e0187665. doi: 10.1371/journal.pone.0187665. eCollection 2017.
Human pancreatic islet-derived extracellular vesicles modulate insulin expression in 3D-differentiating iPSC clusters.
Ribeiro D1,2, Andersson EM3, Heath N4, Persson-Kry A1, Collins R5, Hicks R1, Dekker N1, Forslöw A1.
Abstract
It has been suggested that extracellular vesicles (EVs) can mediate crosstalk between hormones and metabolites within pancreatic tissue. However, the possible effect of pancreatic EVs on stem cell differentiation into pancreatic lineages remains unknown. Herein, human islet-derived EVs (h-Islet-EVs) were isolated, characterized and subsequently added to human induced pluripotent stem cell (iPSC) clusters during pancreatic differentiation. The h-islet-EVs had a mean size of 117±7 nm and showed positive expression of CD63 and CD81 EV markers as measured by ELISA. The presence of key pancreatic transcription factor mRNA, such as NGN3, MAFA and PDX1, and pancreatic hormone proteins such as C-peptide and glucagon, were confirmed in h-Islet-EVs. iPSC clusters were differentiated in suspension and at the end stages of the differentiation protocol, the mRNA expression of the main pancreatic transcription factors and pancreatic hormones was increased. H-Islet-EVs were supplemented to the iPSC clusters in the later stages of differentiation. It was observed that h-Islet-EVs were able to up-regulate the intracellular levels of C-peptide in iPSC clusters in a concentration-dependent manner. The effect of h-Islet-EVs on the differentiation of iPSC clusters cultured in 3D-collagen hydrogels was also assessed. Although increased mRNA expression for pancreatic markers was observed when culturing the iPSC clusters in 3D-collagen hydrogels, delivery of EVs did not affect the insulin or C-peptide intracellular content. Our results provide new information on the role of h-Islet-EVs in the regulation of insulin expression in differentiating iPSC clusters, and are highly relevant for pancreatic tissue engineering applications.
PMID: 29117231