هیپوکسی ملایم و سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان انسانی به طور هم افزایی تکثیر و ظرفیت خانه گزینی سلول های بنیادی CD34+ خون بند ناف را تقویت می کنند
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 03 مهر 1397
| امتیاز:
اهداف:
خون بند ناف(CB) منبع ارزشمندی برای سلول های بنیادی خون ساز(HSCs) محسوب می شود. شناسایی استراتژی هایی که تکثیر را تقویت کنند و پیوند و ظرفیت خانه گزینی سلول های بنیادی خون ساز را حفظ کنند، می توانند کارایی پیوند را بهبود ببخشند. در این مطالعه، ما شرایط کشت مختلف را روی تکثیر برون تنی و ظرفیت خانه گزینی سلول های بنیادی خون ساز مشتق از خون بند ناف ارزیابی کردیم.
مواد و روش ها:
در این مطالعه، 4 الی 5 واحد مختلف خون بند ناف انسانی در هر سه آزمایش مستقل جمع آوری شدند. سلول های بنیادی خون ساز CD34+ جداسازی شد، برای هفت روز در محیط بدون سروم کشت شد(Stem line II) و تکمیل شده با سیتوکین ها:FLt3L، ترومبوپوئیتین(TPO)، فاکتور سلول های بنیدی(SCF) با یا بدون لایه فیدر سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان(BM-MSC) در نورموکسی(20 درصد اکسیژن) و هیپوکسی ملایم(5 درصد اکسیژن) کشت شدند. قبل و بعد از این دورهف تعداد سلول هسته دار کل(TNC)، تعداد سلول های CD34+، سنجش کلونی زایی سلولی(CFC)، سنجش مهاجرت و بیان CXCR4 بوسیله real time PCR ارزیابی شد. آنالیز داده ها با استفاده از t-test و ANOVA آنالیز شد. P value کمتر از 0.05 به عنوان تفاوت آماری معنادار در نظر گرفته شد.
نتایج: در انتهای روز هفتم کشت، بیشترین میزان سلول های هسته دار کل، سلول های CD34+، CFUs، درصد مهاجرت و سطح mRNAی CXCR4 در گروه فیدر+ سیتوکین در 5 درصد فشار اکسیژن بدست آمد. یافته های ما افزایش از نظر آماری معنادر ژن CXCR4 را در شرایط هیپوکسی(نه نورموکسی) نشان داد(7/1 تا 2/3 برابر).
جمع بندی:
ترکیب سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان و هیپوکسی ملایم(5 درصد اکسیژن) نه تنها تکثیر سلول های بنیادی خون ساز را افزایش می دهد بلکه ظرفیت خانه گزینی سلول های بنیادی خون ساز را نیز تقویت می کند و شرایط ریز محیط را بهتر تقلید می کند.
Iran J Basic Med Sci. 2018 Jul;21(7):709-716. doi: 10.22038/IJBMS.2018.26820.6561.
Mild hypoxia and human bone marrow mesenchymal stem cells synergistically enhance expansion and homing capacity of human cord blood CD34+ stem cells.
Mohammadali F1, Abroun S1, Atashi A2,1.
Abstract
Objectives:
Cord blood (CB) is known as a valuable source of hematopoietic stem cells (HSC). Identifying strategies that enhance expansion and maintain engraftment and homing capacity of HSCs can improve transplant efficiency. In this study, we examined different culture conditions on ex vivo expansion and homing capacity of CB-HSCs.
Materials and Methods:
In this study, 4-5 different units of human CB in each of 3 independent experiments were collected.CD34+ HSC was isolated, cultured in the serum-free medium(Stem line II) and supplemented with cytokines: FMS-like tyrosine kinase 3 ligand (FLt3L), Thrombopoietin (TPO), stem cell factor (SCF) with/without bone marrow mesenchymal stem cell (BM-MSC) feeder layer in normoxia (20% O2) and mild hypoxia (5% O2) for 7 days. Before and after this period, total nucleated cell count (TNC), CD34+ cells count, Colony-forming cell (CFC) assay, migration assay and CXCR4 expression were evaluated by real time PCR. Data analysis was performed with t- test and ANOVA. P-value less than 0.05 was considered as statistically significant differences.
Results:
At the end of 7 days of culture, the highest count of TNC, CD34+ cells, CFUs, migration percentage and CXCR4 mRNA level were observed in feeder+cytokine group at 5% O2 tension. Our findings demonstrated statistically significant (1.7-3.2 fold) increase of CXCR4 gene expression in hypoxia versus normoxia.
Conclusion:
Combination of BM-MSC and mild hypoxia (5% O2) not only improves HSC expansion but also enhances homing capacity of HSC and better mimickes the niche microenvironment conditions.
PMID: 30140410