تمايز عصبي سلولهاي بنيادي ژله‌وارتون در محيط كشت سه بعدي پايه كيتوزان

Neural Differentiation of Wharton's Jelly Stem Cells in Three-Dimensional Chitosan Based Culture Environment

سلولهاي بنيادي ژله وارتون مي توانند گزينه مناسبي براي تمايز و ترميم آسيب هاي بافت عصبي باشند. كشت سه بعدي با فراهم آوردن محيطي شبيه بدن نسبت به كشت دو بعدي مزيت دارد. هدف از اين مطالعه تمايز عصبي اين سلولها در محيط كشت سه بعدي پايه كيتوزان است.مواد و روش ها: اين مطالعه تجربي در 4 گروه (كشت دو بعدي در حضور محيط تمايزعصبي و عدم حضور آن و كشت سه بعدي در حضور محيط تمايز عصبي و عدم حضورآن) بر روي سلولهاي بنيادي ژله وارتون انساني انجام شد. براي ساخت هيدروژل، هيدروكسي اتيل سلولز با نسبت 4/8: 0/8(hec: ch beta;gf) به محلول كيتوزانبتاگليسروفسفات اضافه شد. سلولهاي بنيادي ژله وارتون پس از استخراج به روش آنزيمي از ژله وارتون نوزادان بيمارستان امام خميني تهران و تاييد به روش فلوسيتومتري به تعداد 105 iacute;5 سلول در هر چاهك پليت24 خانه تحت تاثير محيط كشت تمايزي در شرايط دو بعدي و سه بعدي به مدت 4 روز كشت داده شدند. سپس بررسي كمي بيان ژنهاي beta;tubulin iii وnestin به عنوان دو ماركر و معيار سنجش تمايز عصبي و ژن beta;actin (به عنوان كنترل داخلي و ژن معيار يا رفرنس) توسط real time pcr انجام شد.يافته ها: نتايج real time pcr نشان داد، بيان ژنهاي beta;tubulin iii وnestin در سلولهاي بنيادي ژله وارتون در حضور محيط تمايز عصبي در هر دو شرايط كشت سه بعدي (بيش از 2 برابر) و دو بعدي (بيش از 4 برابر) نسبت به عدم حضور آن افزايش معني دار دارد (0/005>p). اما بيان اين ژنها تحت تاثير محيط تمايز عصبي در شرايط كشت سه بعدي نسبت به شرايط كشت دو بعدي به طور معني داري (بيش از 1/5 برابر ) بيشتر بود (0/01>p).نتيجه گيري: نتايج بدست آمده نشان داد تمايز عصبي در سلولهاي بنيادي ژله وارتون در محيط كشت سه بعدي پايه كيتوزان بيشتر است.

Wharton Jelly Stem Cells (WJSCs) can be a good option for differentiating and regeneration of nervous system damage. Three dimensional (3D) cell cultures by providing a body-like environment have more advantages than the two dimensional (2D) cell cultures. The aim of this study was to investigate the neural differentiation of these cells in a 3D chitosan based culture environment. METHODS This experimental study was performed in 4 groups of 2&3D with and without differentiation media on WJSCs. First, to construct the hydrogel, hydroxyl ethyl cellulose was added to chitosan-beta-glycerophosphate solution (8.4: 0.8) (HEC: CH-β-GF). Human WJSCs after isolation by enzymatic method from wartons' jelly of born infant in Imam Khomeini hospital in Tehran and characterization with flow cytometry, were cultured 5Í10 5 cell in each well of 24-well plate in a 2D and 3D environment using the hydrogel in neural differentiation media for 4 days. Then, the neural differentiation of WJSCs was evaluated by quantitative analysis of β-Tubulin III, Nestin and β-actin (internal control) genes expression by Real Time PCR (RT-PCR). FINDINGS The results of RT-PCR showed that expression of β-Tubulin III and Nestin genes in WJSCs was significantly increased by the influence of the neural differentiation media in both 2D (more than 4 folds)and 3D (more than 2 folds) culture conditions (p <0.005). But the expression of β-Tubulin III and Nestin in 3D cell culture condition (more than 1.5 folds) was greater than that in the 2D cell culture condition under the influence of the neural differentiation media (p <0.01). CONCLUSION The results showed that neural differentiation of WJSCs in a chitosan based 3D environment is higher than 2D.