اثر مدت زمان کشت سلول در شرایط آزمایشگاهی روی بلوغ کاردیومیوسیت های انسانی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی با منشا عضله
تاریخ انتشار: دوشنبه 25 تیر 1397
| امتیاز:
بیماری قلبی ایسکمی که آن را تحت عوان بیماری شریان کرونر(CAD) نیز می شناسند، دارای چالش هایی برای طب بازساختی است. تکنولوژی iPSCها به دلیل احتمال تمایز سلولی هدایت شده و انتقال منبع سلولی جدید و قوی از کاردیومیوسیت های اتولوگ انسانی، منجر به پیشرفت های زیادی شده اند. یکی از فاکتورهای حمایت کننده بلوغ مناسب سلولی، مدت زمان کشت آزمایشگاهی است. در این مطالعه، میوبلاست های اولیه عضلات اسکلتی انسانی به عنوان یک منبع سلولی عضله زا برای بازبرنامه ریزی ژنتیکی iPSCها استفاده شدند. میوبلاست های عضلات اسکلتی انتوژنی مشابهی از مسیرهای جنین زایی(میوبلاست ها در برابر کاردیومیوسیت ها) دارا هستند و بنابراین، شانس بیشتری دارند که در تکوین میوکارد مورد ستفاده قرار گیرند و مشخصه های بدست آمده سلول های قلبی میوژن را حفظ کنند. آنالیز تغییرات ریختی و ساختاری سلولی، بیان ژن(مارکرهای قلبی) و تست های عملکردی(شار کلسیم درون سلولی) در دو دوره زمانی کشت آزمایشگاهی مربوط به مراحل اولیه تکوین قلب(روز20 در برابر روز 40 کشت آزمایشگاهی سلولی)، توانایی سلول های میوژن بدست آمده برای بدست آوردن ویژگی های بلولغ کاردیومیوسیت های تمایز یافته را نشان داد. کاردیومیوسیت های مشتق از iPSCها در روز 40، هایپرتروفی سلولی پیشرونده ای را نشان دادند که شامل دستگاه های انقباضی به خوبی تکوین یافته، بیان ژن های مارکر مشابه با سلول های بطنی میوکاردی انسانی افزایش یافته و از نظر آماری معنادار مانند CX43، سوئیج ایزوفرم MHC و شار ایزوفرم تروپونین I، مدیریت موثرتر کلسیم درون سلولی و پاسخ قوی تر به محرک های بتا-آدرنرژیک بود.
Cell Transplant. 2018 Jan 1:963689718779346. doi: 10.1177/0963689718779346. [Epub ahead of print]
The impact of in vitro cell culture duration on the maturation of human cardiomyocytes derived from induced pluripotent stem cells of myogenic origin.
Lewandowski J1, Rozwadowska N1, Kolanowski TJ1, Malcher A1, Zimna A1, Rugowska A1, Fiedorowicz K1, Łabędź W2,3, Kubaszewski Ł2,3, Chojnacka K4, Bednarek-Rajewska K5, Majewski P5, Kurpisz M1.
Abstract
Ischemic heart disease, also known as coronary artery disease (CAD), poses a challenge for regenerative medicine. iPSC technology might lead to a breakthrough due to the possibility of directed cell differentiation delivering a new powerful source of human autologous cardiomyocytes. One of the factors supporting proper cell maturation is in vitro culture duration. In this study, primary human skeletal muscle myoblasts were selected as a myogenic cell type reservoir for genetic iPSC reprogramming. Skeletal muscle myoblasts have similar ontogeny embryogenetic pathways (myoblasts vs. cardiomyocytes), and thus, a greater chance of myocardial development might be expected, with maintenance of acquired myogenic cardiac cell characteristics, from the differentiation process when iPSCs of myoblastoid origin are obtained. Analyses of cell morphological and structural changes, gene expression (cardiac markers), and functional tests (intracellular calcium transients) performed at two in vitro culture time points spanning the early stages of cardiac development (day 20 versus 40 of cell in vitro culture) confirmed the ability of the obtained myogenic cells to acquire adult features of differentiated cardiomyocytes. Prolonged 40-day iPSC-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs) revealed progressive cellular hypertrophy; a better-developed contractile apparatus; expression of marker genes similar to human myocardial ventricular cells, including a statistically significant CX43 increase, an MHC isoform switch, and a troponin I isoform transition; more efficient intercellular calcium handling; and a stronger response to β-adrenergic stimulation.
PMID: 29947252