نقش مسيرهاي پيام رساني در توليد و حفظ سلول هاي بنيادي جنيني موشي

The role of signaling pathways in derivation and maintenance of mouse embryonic stem cells

سابقه و هدف: سلول‌هاي بنيادي به عنوان اميد اول ترميم بافت‌هاي آسيب‌ديده از اهميت ويژه‌اي برخوردار هستند. در اين راستا آسان-سازي و افزايش كارايي توليد سلول‌هاي بنيادي جنيني به عنوان بهترين مدل از سلول‌هاي بنيادي پرتوان، مي تواند به عنوان راه كاري براي بالا بردن كارايي توليد سلول‌هاي بنيادي جنيني انساني محسوب شود. ريز‌مولكول ها با مهار مسيرهاي تمايزي، نقش به سزايي در افزايش كارايي توليد و پايداري اين سلول هاي پرتوان دارند. در اين مطالعه نقش مسيرهاي پيام‌رساني سلولي از قبيل JAK/STAT، MAPK/ERK، PI3K/AKT، Wnt/GSK3 و TGF-B در توليد و حفظ سلول هاي بنيادي جنيني بررسي شده است. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه مروري، مقالات علمي مرتبط با مسيرهاي پيام‌رساني و سلول‌هاي بنيادي جنيني كه ازپايگاه علمي PubMed استخراج شده است، انتخاب و استفاده شد و روند توليد سلول هاي بنيادي جنيني موشي با رويكرد استفاده از ريزمولكول ها در شرايط كشتي مانند 2i و R2i ارزيابي شده است. نتايج: شرايط كشت R2i باعث افزايش كارايي توليد و حفظ رده سلول‌هاي بنيادي جنيني از همه نژادهاي موش شده است. بنابراين، به-نظر مي رسد در اين فرآيند، با مهار مسيرهاي MEK و TGF-B، تعداد بيشتري از سلول ها در حالت پرتواني حفظ شده و سلول‌هاي رشد يافته در يك وضعيت پايه پرتواني و عدم تمايز يافتگي قرار دارند. نتيجه گيري: به منظور آگاهي از مكانيسم و تاثير مولكولي شرايط كشت R2i بر افزايش كارايي توليد رده سلول هاي بنيادي جنيني موش، بررسي تغييرات مولكولي مانند ارزيابي روند تغييرات بيان ژن هاي كليدي بنيادينگي و تمايزي و تغييرات اپي‌ژنتيكي در حين فرآيند توليد سلول هاي بنيادي جنيني ضروري به نظر مي رسد.

Background: Stem cells are believed as the premier hope to regenerate the defected tissues. In this regard, enhancing the efficient derivation of mouse embryonic stem (ES) cells, as the best model of pluripotent stem cell, facilitates capturing of the efficient derivation of human ES cells. Small molecules play a critical role in improving the efficiency of generating the pluripotent stem cells by inhibiting signaling pathways related to differentiation. This study aimed to evaluate the role of some molecular signaling pathways (e.g. JAK/STAT, MAPK/ERK, PI3K/AKT, WNT/GSK3 and TGF-B) in the cells involved in producing and maintaining ES cells. Materials and Methods: In this review study, the relevant articles to signaling pathways and embryonic stem cells were selected from PubMed database. In addition, the procedure for the efficient derivation of mouse ES cells was analyzed using small molecules under different conditions, like 2i and R2i culture. Results: The R2i culture condition increases the efficiency of generation and maintenance of ES cell lines from different types of mouse strain. Thus, findings showed that by inhibiting the MEK and TGF-B pathways in this process, the higher frequency of cells would be maintained at ground state of pluripotency with no differentiation. Conclusion: To understand the molecular effects of R2i culture condition on enhancing the efficiency of generating the mouse ES cells, the assessment of key pluripotency and differentiation gene expressions as well as the epigenetic changes within the ES cell derivation process seems to be essential.