پیوند پیش سازهای عصبی مشتق از سلول های iPS با بیش بیان SDF-1α، بازسازی و ریکاوری عملکردی بعد از سکته ایسکمی را افزایش می دهد
تاریخ انتشار: شنبه 25 آذر 1396
| امتیاز:
سکته ایسکمی دلیل اصلی مرگ ها و ناتوانی انسانی هستند و این در حالی است که درمان های بالینی محدودی وجود دارد. مغز بالغین دارای فعالیت های بازسازی کنندگی درونی است که ممکن است به ترمیم بعد از سکته کمک کنند. فاکتورهای تروفیک مانند فاکتور مشتق از سلول های استرومایی یک الفا(SDF-1α) در مغز ایسکمی افزایش می یابند و بازسازی اندوژن را پیش می برند. با این حال، پاسخ بازسازی کنندگی به طور طبیعی کافی نیست. مشخص شده است که پیوند سلول های اگزوژن می تواند یک درمان بازسازی کننده باشد. یک نوع سلول امیدوار کننده برای پیوند، سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) هستند که که سلول هایی هستند که حاصل بازبرنامه ریزی ژنتیکی سلول های سوماتیک بالغ هستند. ما تصور می کنیم که پیوند سلول های پیش ساز عصبی مشتق از سلول های iPS یا iPS-NSCs می تواند جایگزین سلولی و حمایت تروفیک را ارائه دهد. فاکتور تروفیک SDF-1α با استفاده از ترانسداکشن لنتی ویروسی در iPS-NPCها بیش بیان شد تا ارزیابی شود که آیا SDF-1α می تواند بازسازی را در مغز ایسکمیک افزایش دهد یا خیر. این SDF-1α-iPS-NPCها به صورت آزمایشگاهی تمایز یافتند تا مارکرهای عصبی و سیناپسی بالغ را بیان کنند. سلول های تمایز یافته کانال های یونی سدیمی و پتاسیمی دارای عملکرد را بیان کردند و دارای پتانسیل عمل شدند. در تست فقدان اکسیژن گلوکز(OGD)، SDF-1α-iPS-NPCها در مقایسه با iPS-NPCهای کنترل به طور قابل توجهی بهتر زنده ماندند. در موش هایی که دچار ایسکمی مغزی کانونی در قشر حسی حرکتی شدند، iPS-NPCها و SDF-1α-iPS-NPCها هفت روز بعد از سکته به صورت درون جمجمه ای به درون قشر ایسکمیک پیوند شدند. تمایز عصبی سلول های بنیادی 14 روز بعد از پیوند با استفاده از NeuN شناسایی شد. موش هایی که SDF-1α-iPS-NPCها را دریافت کردند، تعداد سلول های لیبل شده همزمان با NeuN/Brdu و Glut-1/Brdu بیشتری را در پیرامون ناحیه انفارکته نشان دادند و در مقایسه با پیوند iPS-NPC کنترل حرکت بهبود یافته ای را نشان دادند. بنابراین، تنظیم افزایشی SDF-1α در سلول های پیوند شده ممکن است یک استراتژی درمانی برای تقویت ترمیم عصبی عروقی اندوژن بعد از سکته ایسکمیک در موش های بالغ باشد.
Oncotarget. 2017 Oct 31;8(57):97537-97553. doi: 10.18632/oncotarget.22180. eCollection 2017 Nov 14.
Transplantation of iPS cell-derived neural progenitors overexpressing SDF-1α increases regeneration and functional recovery after ischemic stroke.
Chau M1, Deveau TC1, Song M1, Wei ZZ1, Gu X1, Yu SP1, Wei L1.
Abstract
Ischemic stroke is a leading cause of human death and disability while clinical treatments are limited. The adult brain possesses endogenous regenerative activities that may benefit tissue repair after stroke. Trophic factors such as stromal cell-derived factor 1 alpha (SDF-1α) are upregulated in the ischemic brain, which promote endogenous regeneration. The regenerative response, however, is normally insufficient. Transplantation of exogenous cells has been explored as regenerative therapies. One promising cell type for transplantation is induced pluripotent stem (iPS) cells which are cells genetically reprogrammed from adult somatic cells. We hypothesized that transplanting neural progenitor cells derived from iPS cells (iPS-NPCs) could provide cell replacement and trophic support. The trophic factor SDF-1α was overexpressed in iPS-NPCs by lentiviral transduction to test if SDF-1α could increase regeneration in the ischemic brain. These SDF-1α-iPS-NPCs were differentiated in vitro to express mature neuronal and synaptic markers. Differentiated cells expressed functional Na+ and K+ channels, and fired action potentials. In the oxygen glucose deprivation (OGD) test, SDF-1α-iPS-NPCs survived significantly better compared to control iPS-NPCs. In mice subjected to focal cerebral ischemia in the sensorimotor cortex, iPS-NPCs and SDF-1α-iPS-NPCs were intracranially transplanted into the ischemic cortex 7 days after stroke. Neuronal differentiation of transplanted cells was identified using NeuN 14 days after transplantation. Mice that received SDF-1α-iPS-NPCs had greater numbers of NeuN/BrdU and Glut-1/BrdU co-labeled cells in the peri-infarct area and improved locomotion compared to the control iPS-NPC transplantation. Thus, SDF-1α upregulation in transplanted cells may be a therapeutic strategy to enhance endogenous neurovascular repair after ischemic stroke in adult mice.
PMID: 29228630