ارزيابي ميزان بقاي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي پس از مجاورت با سكرتوم حاصل از سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي دست‌ورزي شده با ژن‌هاي Nrf2 و HIF-1α

Cell survival evaluation of mesenchaymal stem cells cultivated in the presense of secretome ofHIF-1α/Nrf2-engineered-MSC

چكيده سابقه و هدف سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي، يك منبع سلولي ايده‌آل براي پيوند مي‌‌باشند. اما استرس‌هاي مختلف در طول تكثير آزمايشگاهي منجر به كاهش بقاي سلولي آن‌ها پس از پيوند مي‌شود. بنابراين به كارگيري راه‌كارهاي عملي جهت افزايش ميزان بقاي آن‌ها در ريز محيط سرشار از استرس بسيار ضروري است. هدف اين مطالعه، بررسي اثر سكرتوم ترشحي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي دست‌ورزي شده با دو ژن Nrf2 و HIF-1? بر بقاي اين سلول‌ها، تحت استرس‌هاي سلولي مختلف بود. مواد و روش‌ها در يك مطالعه تجربي، پلاسميدهاي نوتركيب pcDNA3.1-HIF-1? و pcDNA3.1-Nrf2 به طور جداگانه و هم‌ زمان به درون سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي بند ناف ترانسفكت شدند. 72 ساعت بعد، بيان HIF-1? و Nrf2 در سلول‌هاي دست‌ورزي شده به روش RT-PCR بررسي شد. گروه‌هاي سلولي مختلف با استرس اكسيداتيو، فقر سرمي و كمبود اكسيژن مواجه شدند. سكرتوم سلول‌هاي ترانسفكت شده جمع‌آوري و تغليظ شده و با سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي بند ناف مجاور شد. بقاي سلول‌ها پس از اعمال شرايط استرس مشابه با روش WST-1 بررسي شد. يافته‌ها سلول‌هاي هم‌ زمان ترانسفكت شده، ژن‌هاي HIF-1? و Nrf2 را بيان كردند. اين سلول‌ها ميزان بقاي (5/5% ± 5/84%) بيشتري را در مقايسه با گروه كنترل(4% ± 3/55%) نشان دادند. هم چنين بقاي سلول‌هاي كشت داده شده با سكرتوم پس از مواجهه با استرس‎هاي مختلف، 6% ± 3/81% و بقاي گروه كنترل 3/4% ± 9/57% بود. نتيجه گيري سكرتوم سلول‌هاي دست‌ورزي شده، سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي را در برابر استرس اكسيداتيو، فقر سرمي و كمبود اكسيژن محافظت مي‌كند.

Abstract Background and Objectives Mesenchymal Stem Cells (MSCs) are the ideal cell source for transplantation. But different stresses during MSCs in vitro expansion lead to decreased survival rate after transplantation. Therefore, applying practical strategies to enhance their viability in stressful microenvironment is quite necessary. This study aimed to survey effects of HIF-1?-Nrf2-engineered-MSCs secretome on MSCs survival under different stress conditions. Materials and Methods Recombinant pcDNA3.1-Nrf2 and pcDNA3.1-HIF-1? were transfected and co-transfected into umbilical cord MSCs (UC-MSCs) using FUGENE HD transfection reagent. After 72 hrs, expression of Nrf2 and HIF-1? were verified by RT-PCR. Different cell groups were exposed to hypoxic, serum deprived and oxidative stress conditions. The HIF-1?-Nrf2-engineered-MSCs secretome was harvested and concentrated. Then, UC-MSCs were cultured in presence of this secretome and their viability was assayed using trypan blue exclusion dye and WST-1 flowing by induction of the same stress conditions. Results HIF-1?-Nrf2-engineered-MSCs expressed Nrf2 and HIF-1?. HIF-1?-Nrf2-engineered-MSCs indicated a higher survival rate (84.5 ± 5.5%) compared with the control group (55.3 ± 4%). Moreover, the survival rate of UC-MSCs cultured with HIF-1?-Nrf2-engineered-MSCs secretome was 81.6 ± 6% and it was 57.9 ± 4.3% for the control group under the same stress conditions. Conclusions HIF-1?-Nrf2-engineered-MSCs secretome protects MSCs against oxidative, serum deprived and hypoxic stress conditions.