اثر اپي‌نفرين بر بيان ژن CXCR4 در سلول‌هاي بنيادي خونساز CD34+ خون بند ناف

Effect of epinephrine on the CXCR4 expression of human cord blood derived CD34+ hematopoietic stem cells

چكيده سابقه و هدف امروزه از سلول‌هاي خونساز خون محيطي جهت درمان بسياري از سرطان‌هاي خوني استفاده مي‌شود. با اين وجود، هنوز مكانيسم G-CSF به طور كامل مشخص نشده و اعتقاد بر اين است كه G-CSF بيشتر داراي عملكرد غير مستقيم است. سركوب سيستم عصبي، خروج سلول‌هاي خونساز به خون محيطي را حتي در حضور تزريق G-CSF متاثر ميكند. ژن اصلي تنظيم‌كننده حركت سلول‌هاي خونساز، CXCR4 است كه به ليگاند SDF-1 متصل مي‌شود. اين مطالعه با هدف اثر كاتكول آمين اصلي سيستم عصبي- اپي‌نفرين- بر بيان ژن CXCR4 طراحي گرديد. مواد و روش‌ها در يك مطالعه تجربي، بعد از جداسازي سلول‌هاي CD34+ خون بند ناف 20 نوزاد سالم درانتهاي هفته 36 بارداري با روش (Magnetic Cell Sorting of human cells) MACs ، سلول‌هاي با دوز 10 ميكرومولار اپي‌نفرين و 1 ميكرومولار پروپرانولول تيمار شدند و در بازهاي زماني 1، 3 و 5 ساعت، ارزيابي ژن CXCR4 با استفاده از qRT-PCR انجام شد. بيان كيفي گيرنده‌هاي B آدرنرژيك سلول‌هاي CD34+ با روش RT-PCR مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته‌ها گيرنده‌هاي B آدرنرژيك بر روي سلول‌هاي CD34+ بيان شدند. اپي‌نفرين منجر به افزايش معنا‌دار CXCR4 در ساعت اول(5/0 ± 2/3)، سوم(4/0 ± 4/2) و پنجم(4/0 ± 4/2) ‌شد. هم‌چنين مواجهه با پروپرانولول منجر به خنثي شدن اثر اپي‌نفرين در القاي بيان CXCR4 گرديد. نتيجه گيري G-CSF با افزايش ترشح اپي‌نفرين در مغز استخوان، به طور غير مستقيم بر بيان ژن CXCR4 اثر دارد كه چنين افزايشي به واسطه گيرنده‌هاي B آدرنرژيك صورت مي‌گيرد و در نهايت به سمت SDF-1هاي ترشحي در خون محيطي حركت مي‌كنند.

Abstract Background and Objectives Recently, circulating hematopoietic stem cells (HSC) have been used for the treatment of most types of leukemia. However, the G-CSF mechanism has not been known yet but it is believed that G-CSF is mostly effective by its indirect functions. The suppression of the nervous system affects G-CSF induced mobilization of HSC. The main gene involved in mobilization is CXCR4 that ligand to SDF-1. So, this study investigates the effect of the main catecholamine of nervous system-Epinephrin- on CXCR4 expression. Materials and Methods In this experimental study, isolated cord blood CD34+ cell of 20 healthy newborn with MACs columns treated with 10 ?M Epinephrine and 1 ?M Proporanolol. Expression of CXCR4 has been investigated at 1, 3 and 5 hours with qRT-PCR. Receptors of beta adrenergic expression have been studied with RT-PCR. Results Beta adrenergic receptors are expressed on CD34+ cells. Epinephrine led to significantly increased CXCR4 in hours 1 (3.2 ± 0.5), 3 (2.4 ± 0.4) and 5 (2.2 ± 0.4 ). Cells treated with propranolol, return increased CXCR4 induced by epinephrine. Conclusions It can be concluded that G-CSF affects the expression of CXCR4 through increasing secretion of epinephrine in bone marrow with on beta adrenergic receptors. Cells with increased CXCR4 mobilized to release SDF-1 in peripheral blood.