بررسي تمايز سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از بافت سينوويوم انسان به سلول‌هاي شبه عصبي در محيط آزمايشگاه

Transdifferentiation of human synovium-derived mesenchymal stem cell into neuronal-like cells in vitro

مقدمه: سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از سينوويوم مي‌توانند در محيط كشت تك لايه با روند پيري كند و نگهداري قابليت‌هاي تمايزيشان به چندين رده به شكل وسيعي گسترش يابند. با تشخيص توانايي‌هاي بالاي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از سينوويوم، تمايز نوروني اين سلول‌ها مورد بررسي قرارگرفته است. روش كار: سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از بافت سينوويوم از مفصل زانوي بيماران با مشكل پارگي رباط صليبي قدامي و بيماري كيست پشت زانويي جداسازي شدند. اين سلول‌ها با غلظت‌هاي مختلف سرم گاوي و محيط كشت (Dublecoʹs Modified Eagles Media (DMEM- تكثير يافتند. رنگ آميزي آليزارين رد و اويل رد براي بررسي بنيادي بودن سلول‌ها انجام شد. سپس در محيط آزمايشگاه سلول‌ها با بتا مركاپتو اتانول و رتينوييك اسيد القا شدند. آزمايش واكنش زنجيره اي پلي مراز نسخه برداري معكوس (RT-PCR) براي بررسي بيان ژن‌هاي اختصاصي سلول‌هاي استيوسيتي و آديپوسيتي و اثبات حضور ژن‌هاي نوروني انجام شد. يافته‌ها: تحليل ژني حاكي از بيان شدن ژن‌هاي اختصاصي رده هاي آديپوسيتي و استيوسيتي بود. همچنين با القاي نوروني، سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از سينوويوم به انواع مختلفي از سلول‌هاي نوروني متمــايز شدند. آزمايش RT-PCR، توصيف كننده سطوح mRNA كد شده براي نوروفيلامنت حد واسط و انولاز خاص نوروني در سلول‌هاي القا شده بود. نتيجه گيري: در مجموع به نظر مي‌رسد بافت سينوويوم كه در بيش‌تر عمل‌هاي جراحي زانو قسمتي از آن كنده و دور ريخته مي‌شود، مي‌تواند به عنوان منبعي غني از سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي در پروتكل‌هاي سلول درماني و نيز مهندسي بافت مورد استفاده قرار گيرد. القاي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از سينوويوم با مواد القايي از قبيل بتا مركاپتو اتانول و رتينوييك اسيد مي‌تواند سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از بافت سينوويوم را به شكل موثري به سلول‌هاي شبه عصبي متمايز كند.

Abstract: Introduction: Synovial mesenchymal stem cells (SMSCs) could be expanded extensively in monolayer with limited senescence, maintaining their multilineage differentiation potential in vitro. We characterized the multi-potent ability of human synovial membrane derived stem cells (SMSCs) and investigated the neural differentiation potential of these cells. Materials and Methods: SMSCs were isolated from the knee joint of ACL (Anterior cruciate ligament) and baker cyst patient. These cells were proliferated and amplified with the indicated concentration of FBS (Fetal Bovin Serum) and DMEM in vitro. Alizarin red and oil red staining was done to investigate stemness property of the cells. Then, they were induced in vitro by B-ercaptoethanol (BME), and Retinoic acid (RA). Reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) analysis was done to prove the neural gene and osteocyte and adipocyte cells specific genes. Results: RT-PCR analysis showed the expression of osteogenic and adipogenic genes. Following neural induction, SMSCs were differentiated into various types of neural cells in vitro. RT-PCR analysis also demonstrated that the mRNA levels encoding for neurofilament medium (NFM), neuron specific enolase (NSE) were also highly increased in induced SMSCs. Conclusion: These results suggest that synovium tissue, which is discarded in most of the knee operations, can be used for cell therapy and tissue engineering protocols as an enrichment source of potent mesenchymal stem cells. Induction of SMSCs by inducers such as BME-RA could highly transdifferentiate SMSCs into neuronal-like cells.