پروتئوگلیکان های هپاران سولفات به عنوان عامل ایجاد پیش سازهای عصبی مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی
تاریخ انتشار: شنبه 22 اردیبهشت 1397
| امتیاز:
پیشینه: به دلیل جداسازی نسبتا آسان و پتانسیل تکثیر in vitro و ex vivo، سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی(hMSCs) کاندیدای جذابی کاربردهای درمانی در درمان آسیب های مغزی و بیماری های عصبی هستند. پروتئوگلیکان های هپاران سولفات(HSPGs) خانواده ای از پروتئین های یوبی کویئیتینه هستند که در شماری از فرایندهای سلولی حیاتی از جمله تکثیر و تمایز رده ای سلول های بنیادی دخیل هستند. روش ها: به دنبال تعیین این امر که سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی پتانسیل عصبی شان را طی یک دوره گسترده کشت آزمایشگاهی حفظ می کنند، ما نقش HSPGها را در میانجی گری پتانسیل عصبی سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی ارزیابی کردیم. مشخص شد که سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی کشت شده در شرایط پایه(کشت های تک لایه تمایز نیافته) به طور همزمان مارکرهای عصبی و HSPGها را در سرتاسر تکثیر بیان می کنند و با تعدیل نیچ in vitro از طریق اضافه کردن هپاران سولفات که روی HSPG سلولی و بیان مارکرهای عصبی تاثیر می گذارد. نتایج: تبدیل hMSCها به نوروسفیرهای القا شده از hMSCها(hMSCIN) رنگ آمیز HSPG متمرکز شده مجزایی را درون اسفیرها نشان داد که زمانی که با سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی تمایز نیافته مقایسه شد، بیان ژن تغییر یافته ای از پروتئین با هسته HSPG و آنزیم های بیوسنتزی نشان دادند. جمع بندی: مقایسه مارکرهای پرتوانی، خودنوزایی عصبی و تخصصی شدن رده ای عصبی بین کشت های نوروسفیرهای القا شده از سلول های بنیادی عصبی و سلول های بنیادی عصبی انسانی(hNSC H9)، نشان داد که نوروسفیرهی القا شده از سلول های بنیادی عصبی ممکن است یک نوع سلول نورون زای بینابینی مشابه با سلول های پیش ساز عصبی معمولی را ارائه کنند. علاوه براین، این داده ها نشان می دهد که HSPGها و ماشین بیوسنتزی آن ها با تشکیل نوروسفیرهای القا شده از سلول های بنیادی عصبی مرتبط هستند. شناسایی HSPGهای خاص عامل تخصصی شدن رده ای hMSCها، احتمالا مارکرهای جدیدی را ارائه می کند که اجازه استفاده بهتر از hMSCها در کاربردهای درمانی و بهبود درک ما از نورون زایی انسانی را می دهد.
Front Mol Neurosci. 2018 Apr 24;11:134. doi: 10.3389/fnmol.2018.00134. eCollection 2018.
Heparan Sulfate Proteoglycans as Drivers of Neural Progenitors Derived From Human Mesenchymal Stem Cells.
Okolicsanyi RK1, Oikari LE1, Yu C1, Griffiths LR1, Haupt LM1.
Abstract
Background: Due to their relative ease of isolation and their high ex vivo and in vitro expansive potential, human mesenchymal stem cells (hMSCs) are an attractive candidate for therapeutic applications in the treatment of brain injury and neurological diseases. Heparan sulfate proteoglycans (HSPGs) are a family of ubiquitous proteins involved in a number of vital cellular processes including proliferation and stem cell lineage differentiation. Methods: Following the determination that hMSCs maintain neural potential throughout extended in vitro expansion, we examined the role of HSPGs in mediating the neural potential of hMSCs. hMSCs cultured in basal conditions (undifferentiated monolayer cultures) were found to co-express neural markers and HSPGs throughout expansion with modulation of the in vitro niche through the addition of exogenous HS influencing cellular HSPG and neural marker expression. Results: Conversion of hMSCs into hMSC Induced Neurospheres (hMSC IN) identified distinctly localized HSPG staining within the spheres along with altered gene expression of HSPG core protein and biosynthetic enzymes when compared to undifferentiated hMSCs. Conclusion: Comparison of markers of pluripotency, neural self-renewal and neural lineage specification between hMSC IN, hMSC and human neural stem cell (hNSC H9) cultures suggest that in vitro generated hMSC IN may represent an intermediary neurogenic cell type, similar to a common neural progenitor cell. In addition, this data demonstrates HSPGs and their biosynthesis machinery, are associated with hMSC IN formation. The identification of specific HSPGs driving hMSC lineage-specification will likely provide new markers to allow better use of hMSCs in therapeutic applications and improve our understanding of human neurogenesis.
PMID: 29740281