بلوغ کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی بوسیله فاکتورهای محلول مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 17 مهر 1397
| امتیاز:
در این مطالعه، ما ما پیشنهاد کردیم که عملکردی بودن یا فنوتیپ کاردیومیوسیت های تمایز یافته مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(iPSCs-CMs) ممکن است بوسیله هم کشتی با سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) مدیفه شود و منجر به پتانسیل درمانی بهبود یافته برای بافت های میوکاردی فقدان عملکرد باشد. آنالیزهای ساختاری، حرکتی، الکتروفیزیولوژیک و متابولیک نشان داد که کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های iPS هم کشت شده با سلول های بنیادی مزانشیمی، میوفیبریل های همراستا شده با باندهای A، H و I نشان دادند که می توانند منقبض شوند و خیلی سریع ریلکس شوند که نشان دهنده پیشبرد تمایز و تثبیت شبکه ساختاری کاردیومیوسیت های مشتق از iPSCها است و اتصالات منفذدار واضح و یک پیمایش الکتریکی بیش از دو هرتز را نشان داد که نشان دهنده برهمکنش های تقویت شده سلول-سلول است. علاوه براین، فاکتورهای محلول ترشح شده بوسیله سلول های بنیادی مزانشیمی، از جمله سیتوکین های متعدد و اگزوزوم ها، تولید مارکر خاص کاردیومیوسیت ها را تقویت کرد و تحت شرایط طبیعی و تنش انرژی بیشتری را تولید کرد و تولید گونه اکسیژن فعال بوسیله کاردیومیوسیت های مشتق از iPSC را تحت شرایط استرس کاهش داد. به طور قابل توجه، آنالیزهای انتولوژی ژنی و مسیر نشان داد که میکروRNAها و پروتئین ها در اگزوزوم ها عملکردی بودن و بلوغ کاردیومیوسیت های مشتق از iPSC را تحت تاثیر قرار دادند. علاوه براین، صفحات سلولی شامل مخلوط کاردیومیوسیت های مشتق از iPSCها و سلول های بنیادی مزانشیمی بقا و اثرات درمانی بیشتری را در مقایسه با آن هایی که شامل کاردیومیوسیت های مشتق از iPSC به تنهایی بودند، نشان دادند. این ممکن است منجر به نوع جدیدی از درمان کاردیومیوژنز مبتنی بر سلول های iPS برای بیماران مبتلا به نارسایی قلبی شود.
Mol Ther. 2018 Aug 16. pii: S1525-0016(18)30383-6. doi: 10.1016/j.ymthe.2018.08.012. [Epub ahead of print]
Maturation of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes by Soluble Factors from Human Mesenchymal Stem Cells.
Yoshida S1, Miyagawa S1, Fukushima S1, Kawamura T1, Kashiyama N1, Ohashi F1, Toyofuku T2, Toda K1, Sawa Y3.
Abstract
In this study, we proposed that the functionality or phenotype of differentiated cardiomyocytes derived from human induced pluripotent stem cells (iPSC-CMs) might be modified by co-culture with mesenchymal stem cells (MSCs), resulting in an improved therapeutic potential for failing myocardial tissues. Structural, motility, electrophysiological, and metabolic analyses revealed that iPSC-CMs co-cultured with MSCs displayed aligned myofibrils with A-, H-, and I-bands that could contract and relax quickly, indicating the promotion of differentiation and the establishment of the iPSC-CM structural framework, and showed clear gap junctions and an electric pacing of >2 Hz, indicating enhanced cell-cell interactions. In addition, soluble factors excreted by MSCs, including several cytokines and exosomes, enhanced cardiomyocyte-specific marker production, produced more energy under normal and stressed conditions, and reduced reactive oxygen species production by iPSC-CMs under stressed condition. Notably, gene ontology and pathway analysis revealed that microRNAs and proteins in the exosomes impacted the functionality and maturation of iPSC-CMs. Furthermore, cell sheets consisting of a mixture of iPSC-CMs and MSCs showed longer survival and enhanced therapeutic effects compared with those consisting of iPSC-CMs alone. This may lead to a new type of iPSC-based cardiomyogenesis therapy for patients with heart failure.
PMID: 30217728