تاثير داروي زولدرونيك اسيد در بيان و متيلاسيون ژن BSP در طول تمايز استيوبلاستيك سلولهاي بنيادي مزانشيمي

The effect of zoledronic acid on BSP expression and methylation during osteoblastic differentiation of mesenchymal stem cells

زمينه و هدف: سيالو پروتيين استخواني(BSP) شاخص اختصاصي تمايز استيوبلاستيك مي‌باشد. در اين تحقيق تاثير زولدرونيك اسيد بر بيان BSP مورد ارزيابي قرار گرفته و همچنين به منظور درك مكانيسم هاي كنترلي بيان ژن، وضعيت متيلاسيون پروموتر BSP مورد بررسي قرار گرفت. روش بررسي: در اين مطالعه تجربي جداسازي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي(MSCs) از مغز استخوان انساني صورت گرفت. MSCs پس از تكثير، تحت تيمار با زولدرونيك اسيد قرار گرفتند و سپس به مدت 3 هفته در محيط تمايزي كشت داده شدند. استخراج DNA و RNA از MSCs و سلول‌هاي تمايز يافته استيوبلاستي صورت گرفت. بيان BSP با استفاده از RT-PCR مورد ارزيابي قرار گرفت. وضعيت متيلاسيون پروموتر ژن BSP، پس از تيمار DNA با سديم بي سولفيت(SBS)، با استفاده از پرايمرهاي متيله(M) و غيرمتيله(U) در آزمون MSP مشخص شد. يافته‌ها: بيان BSP در سلول هاي تمايز يافته استيوبلاستي بواسطه تيمار با زولدرونيك اسيد قابل مشاهده بود ولي در سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي قابل مشاهده نبود. بررسي با روش MSP نشان داد كه ژن BSP در طول تمايز در وضعيت دمتيلاسيون كامل قرار داشت. نتيجه گيري: بيان BSP از هفته اول تمايز به خوبي قابل ارزيابي بوده و اين نشان دهنده تسريع تمايز استيوبلاستي بواسطه تيمار با زولدرونيك اسيد مي باشد. وضعيت دمتيلاسيون BSP نشان دهنده عدم تاثير زولدرونيك اسيد بر وضعيت متيلاسيون اين ژن مي‌باشد. ساير مكانيسم هاي ژنتيكي و يا اپي ژنتيكي بيان BSP را در طول تمايز استيوبلاستي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي تيمار شده با داروي زولدرونيك اسيد تحت كنترل دارند.

Background and Aim: Bone sialoprotein (BSP) is a specific marker of osteoblastic differentiation. In this research, the effect of Zoledronic Acid on BSP expression and methylation status during osteoblastic differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) was evaluated. Materials and Methods: In this experimental study, MSCs were isolated from human bone marrow. For osteogenic differentiation, hMSCs were pulse treated with zoledronic acid, and were incubated in osteogenic differentiation medium for 3 weeks. The DNA and RNA were extracted after the first, second and third weeks of culture and also from undifferentiated MSCs. After Sodium bisulfate (SBS) treatment, gene specific methylation analysis for BSP was carried out using Methylation Specific PCR technique. Results:. BSP expression was observed in osteoblastic differentiated cells whereas it was not seen in MSCs. MSP showed that BSP was unmethylated during osteoblastic differentiation. Conclusion: BSP was expressed from the first week of differentiation. This confirms that zoledronic acid accelerates osteoblastic differentiation. Unmethylation status of BSP indicates that zoledronic acid does not have any effect on BSP methylation status. Other genetic or epigenetic mechanisms may control BSP expression during osteoblastic differentiation induction by zoledronic acid. Key words: Mesenchymal Stem Cell, Zoledronic Acid, Osteoblast Differentiation, BSP, DNA Methylation