دست‌ورزي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي با استفاده از سيستم بياني آدنو ويروس حاوي ژن حفاظت‌كننده سلولي NRF2

Infection of MSCs by adenovirus expression systemexpressing NRF2 as a cytoprotective factor

چكيده سابقه و هدف مهم‌ترين مساله در پيوند سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي(MSC)، بقاي پايين پس از پيوند مي‌باشد. دست‌ورزي ژنتيكي آن‌ها، يك استراتژي در جهت حفاظت سلولي عليه آسيب‌هاي محيطي است. حفظ خاصيت تمايزي اين سلول‌ها پس از دست‌كاري، مهم مي‌باشد. در اين مطالعه توانايي تمايز سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي پس از دست‌ورزي با NRF2 بررسي شد. مواد و روش‌ها در يك مطالعه تجربي، سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي از مغز استخوان جداسازي شد. ژن NRF2 با روش TOPOcloning به وكتور pENTR وارد شد. با استفاده از تكنولوژي gateway ، ژن NRF2 ، به وكتور pAd/CMV/V5-DEST انتقال يافت. آدنوويروس نوتركيب در سلول‌هاي AD293 توليد، سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي به آن‌ها آلوده و بيان NRF2 توسط RT-PCR تاييد شد. پس از مواجهه سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي دست‌ورزي شده با NRF2 با شرايط استرسي، ميزان بقا و آپوپتوز سلولي آن‌ها ارزيابي و تمايز سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي بيان كننده NRF2 به رده استخوان و چربي بررسي شد. يافته‌ها ژن NRF2 به طور موفقيت‌آميزي در سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي بيان شد. تمايز NRF2-MSC ها به رده‌هاي استخواني و چربي، نشان مي‌دهد افزايش بيان NRF2 ، خصوصيت تمايزي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي را تغيير نمي‌دهد. نتيجه گيري بيان NRF2 ، فاكتور به خوبي شناخته شده حفاظت سلولي، با استفاده از سيستم بياني آدنو ويروس، با ظرفيت تمايزي آن‌ها تداخل نمي‌كند. NRF2-MSC ها ممكن است در آينده جهت استفاده در سلول درماني بر اساس سلول بنيادي قابل استفاده باشند.

Abstract Background and Objectives Poor viability of Mesenchymal Stem Cells (MSCs) following transplantation is one of the major challenges in their therapeutic application. Manipulation of MSCs by the genetic engineering method is one of the strategies used to protect the cells against cytotoxic microenvironment. However, maintaining multi differentiation capacity of MSCs following manipulation is important. We investigated if the manipulation of MSCs with NRF2 affects the multi differentiation capacity. Materials and Methods MSCs were isolated from bone marrow. NRF2 was isolated and TOPO cloned into the pENTR vector. The recombinant vector was transferred into pAD/CMV/V5-DEST vector by gateway technology. Recombinant adenovirus was produced in AD293 cells, followed by being infected into MSCs. Expression of NRF2 was verified by RT-PCR. The NRF2 engineered MSCs were exposed to stress conditions followed by the evaluation of the cells viability and apoptosis. Finally, NRF2 expressing MSCs differentiation into osteoblast and adipocyte lineages was studied. Results NRF2 was successfully expressed in MSCs. NRF2- MSCs differentiation into osteoblast and adipocyte lineages indicating overexpression of NRF2 does not affect the differentiation property of MSCs. Conclusions Expression of NRF2, a well known cytoprotective factor, by using adenovirus expression system does not intervene in the differentiation capacity of MSCs. NRF2-MSCs might be applicable for stem cell-based cell therapy in future.