سلول های بنیادی پالپ دندان انسانی و سلول های بنیادی مزانشیمی لثه، ظرفیت پتانسیل عمل آزمایشگاهی را بعد از تمایز عصبی نشان می دهند
تاریخ انتشار: جمعه 11 آبان 1397
| امتیاز:
پتانسیل سلول های استرومایی/بنیادی مزانشیمی انسانی(MSCs) شامل سلول های بنیادی دهانی(OSCs) به عنوان منبع سلولی برای تولید نورون های دارای عملکرد بی نتیجه مانده است. در این جا ما شماری از سلول های بنیادی دهانی را برای پتانسیل عصب زایی شان با سلول های بنیادی غیر دهانی مقایسه کرده ایم و روش های القای عصبی متنوعی را به کار برده ایم. سلول های بنیادی دهانی شامل سلول های بنیادی پالپ دندان(DPSCs)، سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از لثه(GMSCs)، سلول های بنیادی پاپیلای رأسی و سلول های بنیادی غیر دهانی شامل سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان(BMMSCs)، فیبروبلاست های پوست ختنه و فیبروبلاست های درمی با استفاده از روش های با واسطه نوروسفیر یا روش های بدون استفاده از نوروسفیر به مست سرنوشت رده های عصبی هدایت شدند. سلول ها مورد RT-qPCR، ایمنوسیتوفلورسنس برای تشخیص بیان ژن های عصبی و آنالیزهای الکتروفیزیولوژیک در مراحل نهایی برای بررسی بلوغ قرار گرفتند. ما دریافتیم که DPSCها و GMSCهای القا شده به طور کلی در مقایسه با سایر سلول ها هم از نظر ریختی و هم سطح بیان ژن ها عصبی، بیشتر عصبی شدند. با این وجود، از همه روش های القای عصبی که به کار برده شد، تنها یک روش به واسطه نوروسفیر ویژگی های الکتروفیزیولوژیکی نورون های دارای عملکرد را نشان داد. در این روش، سلول ها مارکرهای سلول های بنیادی عصبی افزایش یافته، نستین و SOX1 را در فاز اول تمایز نشان دادند. سلول های شبه عصبی بتا توبولین III، CNPase، GFAP، MAP-2، NFM، pan-Nav، GaD67، Nav1.6، NF1، NSE، PSD95 و سیناپسین را بعد از فاز دوم تمایز به سمت بلوغ بیان کردند. آزمایش های الکتروفیزیولوژیک نشان داد که 3/8 درصد سلول های عصبی مشتق از DPSC و 2/21 درصد سلول های مشتق از GMSC پتانسیل عمل را نشان دادند، هر چند هیچ پتانسیل عمل بعد سیناپسی تهییجی/مهاری مشاهده نشد. ما نتیجه می گیریم که DPSCها و GMSCها پتانسیل تبدیل شدن به سلول های عصبی را در شرایط آزمایشگاهی دارند، بنابراین، این سلول ها ممکن است به عنوان منبعی برای بازسازی عصبی استفاده شوند.
Stem Cell Rev. 2018 Oct 15. doi: 10.1007/s12015-018-9854-5. [Epub ahead of print]
Human Dental Pulp Stem Cells and Gingival Mesenchymal Stem Cells Display Action Potential Capacity In Vitro after Neuronogenic Differentiation.
Li D1, Zou XY2,3, El-Ayachi I1, Romero LO4, Yu Z1, Iglesias-Linares A1,5, Cordero-Morales JF4, Huang GT6,7.
Abstract
The potential of human mesenchymal stromal/stem cells (MSCs) including oral stem cells (OSCs) as a cell source to derive functional neurons has been inconclusive. Here we tested a number of human OSCs for their neurogenic potential compared to non-OSCs and employed various neurogenic induction methods. OSCs including dental pulp stem cells (DPSCs), gingiva-derived mesenchymal stem cells (GMSCs), stem cells from apical papilla and non-OSCs including bone marrow MSCs (BMMSCs), foreskin fibroblasts and dermal fibroblasts using non-neurosphere-mediated or neurosphere-mediated methods to guide them toward neuronal lineages. Cells were subjected to RT-qPCR, immunocytofluorescence to detect the expression of neurogenic genes or electrophysiological analysis at final stage of maturation. We found that induced DPSCs and GMSCs overall appeared to be more neurogenic compared to other cells either morphologically or levels of neurogenic gene expression. Nonetheless, of all the neural induction methods employed, only one neurosphere-mediated method yielded electrophysiological properties of functional neurons. Under this method, cells expressed increased neural stem cell markers, nestin and SOX1, in the first phase of differentiation. Neuronal-like cells expressed βIII-tubulin, CNPase, GFAP, MAP-2, NFM, pan-Nav, GAD67, Nav1.6, NF1, NSE, PSD95, and synapsin after the second phase of differentiation to maturity. Electrophysiological experiments revealed that 8.3% of DPSC-derived neuronal cells and 21.2% of GMSC-derived neuronal cells displayed action potential, although no spontaneous excitatory/inhibitory postsynaptic action potential was observed. We conclude that DPSCs and GMSCs have the potential to become neuronal cells in vitro, therefore, these cells may be used as a source for neural regeneration.
PMID: 30324358