Rev Diabet Stud. 2010 Summer;7(2):168-82. Epub 2010 Aug 10.

Human placenta-derived mesenchymal stem cells and islet-like cell clusters generated from these cells as a novel source for stem cell therapy in diabetes.

Kadam S, Muthyala S, Nair P, Bhonde R.

Abstract

Placental tissue holds great promise as a source of cells for regenerative medicine due to its plasticity, and easy availability. Human placenta-derived mesenchymal stem cells (hPDMSCs) have the potential to differentiate into insulin-producing cells. Upon transplantation, they can reverse experimental diabetes in mice. However, it is not known whether culture-expanded undifferentiated hPDMSCs are capable of restoring normoglycemia upon transplantation in streptozotocin (STZ)-induced diabetic mice. Hence we prepared long-term cultures of hPDMSCs from the chorionic villi of full-term human placenta. Flow cytometry analyses and immunocytochemistry study revealed bonafide mesenchymal nature of the isolated hPDMSCs. These cultures could differentiate into adipogenic, oesteogenic, chondrogenic, and neuronal lineages on exposure to lineage-specific cocktails. Furthermore, we showed that hPDMSCs can form islet-like cell clusters (ILCs) on stepwise exposure to serum-free defined media containing specific growth factors and differentiating agents. qRT-PCR showed the expression of insulin, glucagon, and somatostatin in undifferentiated hPDMSCs and in ILCs. Differentiated ILCs were found to express human insulin, glucagon, and somatostatin by immunocytochemistry. Additionally, ILCs also showed abundance of pancreatic transcription factors ngn3 and isl1. Both undifferentiated hPDMSCs and ILCs exihibited insulin secretion in response to glucose. Transplantation of hPDMSCs or ILCs derived from hPDMSCs in STZ-induced diabetic mice led to restoration of normoglycemia. Our results demonstrate, for the first time, reversal of hyperglycemia by undifferentiated hPDMSCs and ILCs derived from hPDMSCs. These results suggest human placenta-derived MSCs as an alternative source for cell replacement therapy in diabetes

Kadam S, Muthyala S, Nair P, Bhonde R

Rev Diabet Stud. 2010

بافت مربوط به جفت به دلیل انعطاف پذیری (plasticity) و دسترسی آسان آن، امید فراوانی را به عنوان یک منبع سلولی برای کاربرد در regenerative medicine بوجود آورده است. سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق شده از جفت انسانی (hPDMSCs) دارای پتانسیل تمایز به سلول های تولیدکننده انسولین می باشند. پس از پیوند، این سلول ها می توانند دیابت آزمایشی در موش ها را برطرف می کنند. هرچند، هنوز این موضوع مشخص نشده است که آیا  hPDMSCهای تمایزنیافته­ی تکثیرشده در محیط کشت in vitro، قادر به بازسازی ناحیه normoglycemia پس از پیوند به موش هایی با دیابت القا شده با streptozotocin (STZ) هستند. بنابراین ما کشت های طولانی مدتی را از hPDMSC های جداشده از پرزهای عروقی جفت کامل شده­ی انسان تهیه کردیم. آنالیزهای فلوسایتومتری و مطالعه ایمنوسیتوشیمی طبیعت مزانشیمی واقعی hPDMSC های جداشده را آشکار کردند. این کشت ها با قرارگیری در محیط کشت اختصاصی بر هر رده سلولی توانستند به رده سلول های چربی، استخوانی، غضروفی و عصبی تمایز پیدا کنند. علاوه براین، ما نشان دادیم که hPDMSC ها می توانند با قرارگیری مرحله به مرحله در محیط­های مشخص فاقد سرم حاوی فاکتورهای رشد اختصاصی و عوامل تمایزدهنده، دسته سلول­های شبه سلول­های پانکراسی (ILCs) را تشکیل دهند. qRT-PCR بیان انسولین، گلوکاگون و سوماتوستاتین را در  ILCها و hPDMSC های تمایز نیافته را نشان داد. به کمک روش ایمنوسیتوشیمی مشخص شد که ILCهای تمایزیافته، انسولین، گلوکاگون و سوماتوستاتین را بیان می کنند. همچنین در ILCها فراوانی فاکتورهای رونویسی پانکراسی مانند ngn3 و isl1 مشاهده شد. هردو ILCها و hPDMSCهای تمایزنیافته در پاسخ به گلوکز، انسولین ترشح می کنند. پیوند ILCها یا hPDMSC های مشتق از hPDMSCها در موش هایی با دیابت القا شده توسطSTZ منجر به بازسازی normoglycemia شدند. نتایج ما، برای اولین بار، نشان می­دهند که ازدیاد قند خون (hyperglycemia) توسط ILCها و hPDMSCهای تمایزنیافته مشتق از hPDMSCها برطرف می شود. این نتایج MSCهای مشتق شده از بافت جفت انسانی را به عنوان یک منبع جایگزین برای روش­های درمانی برپایه جایگزینی سلول در بیماری دیابت پیشنهاد می کنند.