کشت هیپوکسی تکثیر سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان رتی را از طریق مسیرهای تنظیمی تقسیم و آپوپتوز سلولی تقویت می کند
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 03 مهر 1397
| امتیاز:
این مطالعه درصدد بود که رفتار تکثیر کنندگی و مکانیسم های مولکولی سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان رت(rBMSCs) کشت شده تحت سه غلظت اکسیژن مختلف را ارزیابی کند.rBMSCهای پاساژ داده شده در غلظت های یک و پنج درصد اکسیژن، در مقایسه با آن هایی که در غلظت 18 درصد اکسیژن کشت داده شده بودند، نرخ تکثیر به مراتب بالاتری را نشان دادند و سلول های قرار گرفته در معرض یک درصد اکسیژن بالاترین پتانسیل تکثیر شوندگی را نشان دادند که بوسیله منحنی های رشد، کارایی تشکیل کلونی و میزان جذب CCK-8 نشان داده شد. rBMSCهای رشد کرده تحت شرایط کشت هیپوکسی(یک و پنج درصد اکسیژن) در مقایسه با سلول های شرایط نورموکسی(18درصد اکسیژن)، درصد افزایش یافته ای از سلول های موجود در فاز S+G2M داشتند و شاخص آپوپتوزی شان کاهش یافت. این مطالعه برای اولین بار نشان داد که در کشت های هیپوکسی rBMSC در مقایسه با کشت های نورموکسی، سلول های مثبت برای فسفوهیستون H3یا PHH3 و بیان بالاتری از آنتی ژن هسته ای سلول های تکثیر شونده (PCNA) وجود دارد. هیپوکسی موجب تنظیم افزایشی پروتئین ضد آپوپتوزی Bcl-2 و تنظیم کاهشی پروتئین های پیش آپوپتوزی Bax و کاسپاز-3 تسهیم شده در rBMSCهای کشت شده می شود. سطح فاکتور HIF-1α و p-ERK1/2 در rBMSCهای کشت شده در شرایط هیپوکسی افزایش یافت. با این وجود، اختلاف معناداری در سطح p53 سلول های rBMSC بین غلظت های مختلف اکسیژن وجود نداشت. در مجموع، هیپوکسی اثر پیش برنده ای را روی تکثیر آزمایشگاهی rBMSCها از طریق پیام رسانی های متعدد و مسیرهای مولکولی دخیل در کنترل چرخه سلولی و آپوپتوز اعمال می کند.
In Vitro Cell Dev Biol Anim. 2018 Aug 22. doi: 10.1007/s11626-018-0281-3. [Epub ahead of print]
Hypoxic culture enhances the expansion of rat bone marrow-derived mesenchymal stem cells via the regulatory pathways of cell division and apoptosis.
Zhang J1, Xiong L1, Tang W1, Tang L1, Wang B2.
Abstract
This study aimed to examine the proliferative behavior and molecular mechanisms of rat bone marrow-derived MSCs (rBMSCs) cultured under three different oxygen concentrations. Passaged rBMSCs exhibited significantly greater proliferation rates at 1% O2 and 5% O2 than those at 18% O2 and the cells exposed to 1% O2 showed the highest proliferative potential, which was evidenced by the growth curves, colony-forming efficiencies, and CCK-8 absorbance values. The rBMSCs grown under hypoxic culture conditions (1% O2 and 5% O2) had the increased percentage of cells in S + G2/M-phase and the decreased apoptotic index, compared with normoxia (18% O2). It was revealed for the first time that there were more phosphohistone H3 (PHH3)-positive cells and higher expressions of proliferating cell nuclear antigen (PCNA) in the hypoxic cultures of rBMSCs than in the normoxic culture. Hypoxia upregulated the anti-apoptotic protein Bcl-2 and downregulated the pro-apoptotic proteins Bax and the cleaved caspase-3 in cultured rBMSCs. The levels of hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) and phosphorylated extracellular signal-regulated kinase 1/2 (p-ERK1/2) were increased in the hypoxic-cultured rBMSCs. Nevertheless, no significant difference was observed in p53 level of rBMSCs between different oxygen concentrations. In conclusion, the hypoxia exerts a promoting effect on the in vitro expansion of rBMSCs via several signaling and molecular pathways involved in the control of cell cycle and apoptosis.
PMID: 30136033