مقايسه ي اثرات ميدان الكترومغناطيس با فركانس بسيار پايين و بتايين بر تمايز استخواني سلول هاي بنيادي چربي انساني در شرايط كشت آزمايشگاهي

Comparison of the effects of extremely low-frequency Electromagnetic field and Betaine on in vitro osteogenic differentiation of human adipose tissue derived-mesenchymal stem cells

ميدان الكترومغناطيس با فركانس بسيار پايين و بتايين از عوامل بي خطر در ترميم شكستگي استخوان مي باشند. هدف از اين پژوهش مقايسه ي اثرات اين دو محرك بر تمايز استيوژنيك سلول هاي بنيادي چربي انساني (hADSCs) بود. روش ها سلول هاي بنيادي از چربي شكم پس از كسب رضايت كتبي، استخراج و تا پاساژ 3 كشت داده شدند.گروه هاي مورد مطالعه: سلول هاي كشت شده در محيط α-MEM و سرم (كنترل)، در محيط تمايز استخوان حاوي بتايين 10mM (BET+OD)، در محيط α-MEM حاوي بتايين (BET)، در محيط تمايز استخوان و موج با فركانس HZ50 و شدت mT1(OD+EMF) و در موج به تنهايي (EMF) بود. تمايز استخواني با مشاهده مورفولوژي سلول ها، رنگ آميزي كمي و كيفي آليزارين رد و ارزيابي ميزان فعاليت آلكالين فسفاتاز بررسي شد. همچنين ميزان بيان ژن هاي استيوژنيك (RUNX2 وOCN) با Real time PCR ارزيابي شد. نتايج افزايش معني داري در ميزان رسوبات كلسيمي، فعاليت آنزيم آلكالين فسفاتاز و همچنين بيان ژن هاي RUNX2 و OCN در گروه OD+BET نسبت به گروه هاي BET وOD+ EMF مشاهده شد. در پايان روز 7 كاهش معني داري در فعاليت آنزيم آلكالين فسفاتاز در گروه EMF نسبت به گروه OD+EMF و گروه BET ديده شد. همچنين كاهش معني داري در ميزان بيان ژن OCN در گروه EMF نسبت به گروه BET مشاهده گرديد. نتيجه گيري در اين تحقيق اثر سينرژيك بتايين و محيط تمايز استخواني در تمايز استيوژنيك hADSCs تاييد شد و روش مناسبي است كه مي تواند در ترميم شكستگي و مهندسي بافت كاربرد داشته باشد.

Extremely low-frequency electromagnetic field (ELF-EMF) and betaine are safe factors in bone fracture repair. This study aimed to compare the effects of these two stimuli on osteogenic differentiation of human adipose stem cells (hADSCs). Methods After obtaining written informed consent, cells were extracted from abdominal adipose tissue and then cultured in vitro until the third passage. Experimental groups were as follows: cells cultured in α-MEM and serum (control), in osteogenesis differentiation medium containing 10 mM Betaine (BET + OD), in α-MEM containing Betaine (BET), in OD and wave (50HZ and 1mT) (OD +EMF) and in the wave alone (EMF). Then, osteogenic differentiation was assessed by morphology, evaluating the qualitative and quantitative Alizarin red staining, alkaline phosphatase activity and real time PCR of RUNX2 and OCN genes. Results There was a significant increase in the formation of calcium deposits, alkaline phosphatase activity and also the expression of RUNX2 and OCN genes in OD + BET group compared to BET and OD + EMF groups. At the end of day 7, a significant decrease in alkaline phosphatase activity was observed in the EMF group compared to the OD + EMF and the BET groups. There was also a significant decrease in the expression of OCN gene in the EMF compared to the BET group. Conclusion In this study, synergistic effect of betaine and EMF on osteogenesis of hADSCs was demonstrated and this could be used for fracture repair and tissue engineering.