اثر اگزوزوم‌هاي مشتق از مايع مغزي نخاعي بر تمايز عصبي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي چربي در داربست هيدروژل آلژينات

The effect of cerebrospinal fluid-derived exosomes on neural differentiation of adipose mesenchymal stem cells in alginate hydrogel scaffold

امروزه محققين تلاش هاي گسترده اي جهت يافتن روش هاي نوين درماني براي آسيب هاي عصبي انجام داده اند. در اين بين نقش اگزوزوم ها در زمينه ارتباطات سلول - سلول به عنوان مكانيسمي نوين قلمداد مي شود. اگزوزوم ها مي توانند به عنوان عامل تمايزي مناسب عمل كنند. هدف از اين پژوهش، بررسي اثر تمايزي اگزوزوم هاي مشتق از مايع مغزي نخاعي بر سلول هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از بافت چربي در هيدروژل آلژينات است. در اين مطالعه اگزوزوم ها به روش اولتراسانتريفوژ از مايع مغزي نخاعي استخراج شده و توسط ميكروسكوپ اتمي، ميكروسكوپ SEM و تكنيك DLS شناسايي شد. همچنين سلول هاي بنيادي چربي قرار گرفته در هيدروژل آلژينات تحت تيمار با غلظت هاي مختلف اگزوزوم قرار گرفت. بقاي سلول ها توسط روش هاي MTT و اكردين اورنج اتديوم برومايد مورد ارزيابي قرار گرفت. بررسي فرايند تمايز سلول ها نيز توسط تكنيك ايمنوسيتوشيمي و Real Time - PCR انجام شد. بررسي هويت اگزوزوم ها وجود اگزوزوم ها با اندازه تقريبي 70 نانومتر را تاييد كرد. نتايج بقا سلول ها نشان دهنده قابليت بقا و تكثير سلول ها در طي 14 روز است. همچنين بيان پروتيين هاي MAP2 (پروتييني همراه با ميكروتوبول ها) و Nestin (پروتيين فيلامنت بينابيني) با استفاده از روش ايمنوسيتوشيمي مورد تاييد قرار گرفت. نتايج حاصل از Real Time - PCR نشان داد سطح بيان ژن MAP2 در طي روز هفتم و چهاردم افزايش و بيان ژن Nestin در مقايسه با گروه كنترل كاهش معني داري را نشان مي دهد. اين مطالعه نشان داد اگزوزوم هاي استخراج شده از مايع مغزي نخاعي مي توانند سبب تمايز عصبي سلول هاي بنيادي مزانشيمي چربي در داربست هاي هيدروژلي آلژينات شود.

Nowadays, researchers have made extensive efforts to find new treatments for nerve damage. Meanwhile, the role of exosomes in cell-cell communication is considered to be a new mechanism. Exosomes can act as suitable differentiating agents. The aim of this study was to investigate the differentiating effect of cerebrospinal fluid-derived exosomes on adipose mesenchymal stem cells in alginate hydrogel. Exosomes were extracted from the cerebrospinal fluid by ultracentrifugation and were then identified by atomic force microscopy (AFM), SEM and DLS technique. In addition, Adipose Mesenchymal Stem cells in alginate hydrogel were treated with different concentrations of exosomes. Cell survival was assessed by MTT and Acridine Orange/Ethidium Bromide methods. Cell differentiation was processed by immunocytochemistry and Real-Time PCR. Examinations confirmed the presence of exosomes with an approximate size of 70 nm. Cell survival results indicate that he ability of cells to survive and proliferate during 14 days. Also, the expression of MAP2 proteins (microtubule-associated protein 2) and Nestin (intermediate filament protein) was confirmed by immunocytochemistry. The results of Real Time - PCR showed that during the seventh and fourteenth days the expression level of MAP2 gene increased and the expression of Nestin gene showed a significant decrease compared to the control group. This study showed that exosomes extracted from cerebrospinal fluid can cause neuronal differentiation of Adipose mesenchymal stem cells in alginate hydrogel scaffolds.