IGF-1 باعث افزایش تکثیر سلولی و بقا در تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به سلولهای عصبی می شود
تاریخ انتشار: شنبه 25 مرداد 1393
| امتیاز:
IGF-1 باعث افزایش تکثیر سلولی و بقا در تمایز اولیه سلول های بنیادی مزانشیمی به سلولهای شبه پیش سازعصبی می شود
سابقه و هدف:
به تازگی علاقه رو به افزایشی درانعطاف پذیری سلول های بنیادی مزانشیمی (MSC) و پتانسیل آنها در تمایز به رده های عصبی وجود دارد. برای آشکار کردن نقش و اثرات عوامل مختلف رشد در تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به دودمان های عصبی، ما با استفاده از ترکیب های مختلفی از فاکتورهای رشد متفاوت، سلول های بنیادی مزانشیمی را به دودمان های عصبی تمایز دادیم. براساس مطالعات قبلی نقش فاکتور رشد شبه انسولین 1 (IGF-1) درجداسازی سلول های بنیادی عصبی در آزمایشگاه، ما فرض کردیم که IGF-1 می تواند سبب افزایش تکثیر و کاهش آپوپتوز در سلول های شبه پیش ساز عصبی (NPCs) طی تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به NCPs شود. ما تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی را تحت چهار ترکیب مختلف از عوامل رشد القا کردیم: (A) EGF + bFGF ، (B) EGF + bFGF + IGF-1، (C) EGF + bFGF + LIF، (D) EGF + bFGF + BDNF، و (E) بدون فاکتورهای رشد به عنوان یک کنترل منفی. نوروسفیرهای تشکیل شده توسط رنگ آمیزی ایمونوفلورسانس بر علیه مارکر nestin مشخص شدند و بیان آن با روش فلوسیتومتری اندازه گیری شد. تکثیر سلولی و آپوپتوز نیز توسط روش MTS و آنکسین V، به ترتیب در سه بازه زمانی مختلف (24 ساعت، 3 روز و 5 روز) مورد مطالعه قرار گرفتند. نوروسفیرهای تشکیل شده در چهار گروه در نهایت به سلول های نورونی و گلیالی تمایز یافتند.
نتایج:
چهار گروه سلول های شبه پیش ساز عصبی به دست آمده بیان بسیار بالاتری از مارکر nestin را نسبت به گروه کنترل منفی نشان دادند. در میان گروه های تحت تیمار با فاکتورهای رشد، NPCs تحت تیمار با IGF-1 بیان بالاتری از مارکر nestin را نشان دادند. علاوه براین، NPCs ایجاد شده از IGF-1 بالاترین تکثیر و بقای سلولی را در میان گروه های تحت تیمار نشان دادند. NPCs به دست آمده از تیمار IGF-1 همچنین عملکرد بهتری را پس از تمایز نهایی به سلولهای عصبی و سلولهای گلیالی نسبت به دیگر گروه های تحت تیمار داشتند.
نتیجه گیری:
نتایج ما نشان داد که IGF-1 نقش مهمی در تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به رده عصبی با افزایش تکثیر و کاهش آپوپتوز سلول های شبه پیش ساز عصبی دارد. این اطلاعات دردرازمدت برای بهبود بیماری های تحلیل برنده عصبی به روش درمان های مبتنی بر سلول و بدون سلول مدت مفید خواهد بود.
BMC Neurosci. 2014 Jul 22;15(1):91. doi: 10.1186/1471-2202-15-91.
IGF-1 enhances cell proliferation and survival during early differentiation of mesenchymal stem cells to neural progenitor-like cells.
Huat TJ1, Khan AA, Pati S, Mustafa Z, Abdullah JM, Jaafar H.
Abstract
BACKGROUND:
There has been increasing interest recently in the plasticity of mesenchymal stem cells (MSCs) and their potential to differentiate into neural lineages. To unravel the roles and effects of different growth factors in the differentiation of MSCs into neural lineages, we have differentiated MSCs into neural lineages using different combinations of growth factors. Based on previous studies of the roles of insulin-like growth factor 1 (IGF-1) in neural stem cell isolation in the laboratory, we hypothesized that IGF-1 can enhance proliferation and reduce apoptosis in neural progenitor-like cells (NPCs) during differentiation of MSCs into NCPs.We induced MSCs differentiation under four different combinations of growth factors: (A) EGF + bFGF, (B) EGF + bFGF + IGF-1, (C) EGF + bFGF + LIF, (D) EGF + bFGF + BDNF, and (E) without growth factors, as a negative control. The neurospheres formed were characterized by immunofluorescence staining against nestin, and the expression was measured by flow cytometry. Cell proliferation and apoptosis were also studied by MTS and Annexin V assay, respectively, at three different time intervals (24 hr, 3 days, and 5 days). The neurospheres formed in the four groups were then terminally differentiated into neuron and glial cells.
RESULTS:
The four derived NPCs showed a significantly higher expression of nestin than was shown by the negative control. Among the groups treated with growth factors, NPCs treated with IGF-1 showed the highest expression of nestin. Furthermore, NPCs derived using IGF-1 exhibited the highest cell proliferation and cell survival among the treated groups. The NPCs derived from IGF-1 treatment also resulted in a better yield after the terminal differentiation into neurons and glial cells than that of the other treated groups.
CONCLUSIONS:
Our results suggested that IGF-1 has a crucial role in the differentiation of MSCs into neuronal lineage by enhancing the proliferation and reducing the apoptosis in the NPCs. This information will be beneficial in the long run for improving both cell-based and cell-free therapy for neurodegenerative diseases.
PMID: 25047045