سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان بیش بیان کننده GATA-4 عملکرد قلبی را بدنبال انفارکته میوکاردی بهبود می بخشد
تاریخ انتشار: شنبه 11 خرداد 1398
| امتیاز:
مقدمه:
مطالعه حاضر در صدد بود ارزیابی کند که آيا سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان بیش بیان کننده GATA-4 در مقایسه با سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان به تنهایی، می تواند عملکرد قلبی را در یک مدل انفارکته میوکاردی موشی بهبود ببخشد.
روش ها:
یک سیستم تراریخته مبتنی بر لنتی ویروس برای تولید سلول های بنیادی مزانشیمی استخوانی که به طور ثابت GATA-4 را بیان می کردند(GATA-4-سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان)، استفاده شد. آپوپتوز و فنوتیپ میوژن سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان هم کشت شده با کاردیومیوسیت ها، با استفاده از وسترن بلات و ایمنوفلورسنس اندازه گیری شد. عملکرد قلبی، خانه گزینی سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان، آپوپتوز سلول قلبی، و تعداد عروق و هم چنین بیان c-Kit ارزیابی شدند.
نتایج:
در هم کشتی سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان بیش بیان کننده GATA-4 و کاردیومیوسیت ها، بیان آنتی ژن های خاص میوکاردی، cTnT، کانکسین-43، دسمین و آلفا-اکتین در مقایسه با سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان به تنهایی افزایش یافت. بیان کاسپاز 8 و سیتوکروم C پایین تر بود و نرخ آپوپتوز به طور قابل توجهی در سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان بیش بیان کننده GATA-4 پایین تر بود. عملکرد قلبی به دنبال انفارکته میوکاردی نیز در گروه سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان بیش بیان کننده GATA-4 افزایش یافت که بوسیله کسر خروجی تقویت یافته و کوتاه شدن کسر بطنی نشان داده شد. آنالیز بافت قلبی نشان داد که گروه سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان بیش بیان کننده GATA-4 شمار بالاتری از سلول های DiR مثبت داشتند که نشان دهنده خانه گزینی و/یا بقای افزایش یافته بود. پیوند با سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان بیش بیان کننده GATA-4، تعداد عروق کوچک به طور قابل توجهی افزایش یافت، نسب سلول های آپوپتوزی کاهش یافت و میانگین تعداد سلول های c-Kit مثبت قلبی نیز افزایش یافت.
جمع بندی:
بیش بیان GATA-4 در سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان، اثرات ضد آپوپتوزی را بوسیله هدف قرار دادن مسیرهای سیتوکروم C و Fas اعمال کرد، تجمع سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان در بافت قلبی را افزایش می دهد، رگزایی را تسهیل می کند و به طور موثری سلول های c-Kit مثبت را به دنبال انفارکته میوکاردی متحرک می کند و منجر به بهبودی عملکرد قلبی بعد از انفارکته میوکاردی می شود.
Perfusion. 2019 May 15:267659119847442. doi: 10.1177/0267659119847442. [Epub ahead of print]
Bone marrow mesenchymal stem cells overexpressing GATA-4 improve cardiac function following myocardial infarction.
He JG1, Li HR1, Li BB1, Xie QL1, Yan D2, Wang XJ2.
Abstract
INTRODUCTION:
The present study aimed to examine whether GATA-4 overexpressing bone marrow mesenchymal stem cells can improve cardiac function in a murine myocardial infarction model compared with bone marrow mesenchymal stem cells alone.
METHODS:
A lentiviral-based transgenic system was used to generate bone mesenchymal stem cells which stably expressed GATA-4 (GATA-4-bone marrow mesenchymal stem cells). Apoptosis and the myogenic phenotype of the bone marrow mesenchymal stem cells were measured using Western blot and immunofluorescence assays co-cultured with cardiomyocytes. Cardiac function, bone marrow mesenchymal stem cell homing, cardiac cell apoptosis, and vessel number following transplantation were assessed, as well as the expression of c-Kit.
RESULTS:
In GATA-4-bone marrow mesenchymal stem cells-cardiomyocyte co-cultures, expression of myocardial-specific antigens, cTnT, connexin-43, desmin, and α-actin was increased compared with bone marrow mesenchymal stem cells alone. Caspase 8 and cytochrome C expression was lower, and the apoptotic rate was significantly lower in GATA-4 bone marrow mesenchymal stem cells. Cardiac function following myocardial infarction was also increased in the GATA-4 bone marrow mesenchymal stem cell group as demonstrated by enhanced ejection fraction and left ventricular fractional shortening. Analysis of the cardiac tissue revealed that the GATA-4 bone marrow mesenchymal stem cell group had a greater number of DiR-positive cells suggestive of increased homing and/or survival. Transplantation with GATA-4-bone marrow mesenchymal stem cells significantly increased the number of blood vessels, decreased the proportion of apoptotic cells, and increased the mean number of cardiac c-kit-positive cells.
CONCLUSION:
GATA-4 overexpression in bone marrow mesenchymal stem cells exerts anti-apoptotic effects by targeting cytochrome C and Fas pathways, promotes the aggregation of bone marrow mesenchymal stem cells in cardiac tissue, facilitates angiogenesis, and effectively mobilizes c-kit-positive cells following myocardial infarction, leading to the improvement of cardiac function after MI.
PMID: 31090492