مشخصات

عنوان: بررسی میزان مهاجرت سلولهای بنیادی مزانشیمی به سمت سلولهای عضلانی تیمار شده با هایپوکسی و لیزر در شرایط In vitro

گروه تخصصی:  پزشکی

سازمان مجری:  واحد استان خراسان رضوی 

گروه پژوهشی: سلول های بنیادی و پزشکی ترمیمی

پژوهشگران: 
نادری مشکین حجت (مسئول طرح)
افشاریان پروانه (مسئول طرح)
بهرامی احمدرضا (مشاور طرح)
احمدیان کیا نغمه (مشاور طرح)
مقدم متین مریم (مشاور طرح)
بیدخوری حمیدرضا (مشاور طرح)
سازگارنیا آمنه (مشاور طرح)
گورابی حمید (مشاور طرح)
میراحمدی مهدی (همکار طرح)
حیرانی آسیه (همکار طرح)

تاریخ خاتمه:  1394

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 8762000-8795530-0511

نشانی سازمان مجری: مشهد، میدان آزادی، صندوق پستی: 1376-91775
 

چکیده:

امروزه کاربرد و استفاده از سلول های بنیادی در کنار جنبه های تحقیقاتی آن، به عنوان ابزاری عملی برای ارتقاء روش های درمانی پیشنهاد شده است، اما با وجود تمام انتظارات، این روش هنوز نتوانسته است جایگاهی محکم در میان سایر روش ها باز کند و خود را به عنوان یک درمان قطعی در کلینیک مطرح سازد. در این بین یکی از بارز ترین مشکلات سلول درمانی عدم مهاجرت و لانه گزینی (Homing) مناسب این سلول ها به بافت های صدمه دیده (هدف) است. این لانه گزینی ناکارآمد، خود می تواند ناشی از عوامل متنوعی باشد، اما به طور اساسی به وجود اشکال در محور CXCR4-SDF-1 نسبت داده می شود. با توجه به تحقیقات صورت گرفته در این مبحث مشخص شده است که SDF-1 یکی از مهمترین کموکاینهایی است که در فراخوان و افزایش مهاجرت سلول های بنیادی به نواحی و بافت های مورد نظر نقش دارد. بنابر این در راستای افزایش بیان ژن SDF-1 در بافت های صدمه دیده، می توان از روش ها و مکانیسم های تحریک کننده کنترل بیان این ژن کمک گرفت. بر این اساس و با توجه به پژوهش ها و مطالعات پیشین، فرضیه ای که در این طرح پیشنهاد شده، آن است که دو عامل هایپوکسی و لیزر کم توان، احتمالا می توانند سبب افزایش بیان و ترشح کموکاین SDF-1 و به پیرو آن بهبود وضعیت مهاجرت سلولی شوند. در این تحقیق پس از کشت و رشد سلول های عضلانی اسکلتی (HSKMCs) و سلول های عضلانی قلبی (HCMs)، تیمارهای شرایط هایپوکسی و لیزر برای بررسی میزان تغییر در بیان و ترشح SDF-1 انجام گرفت. در همین راستا آنالیزهای Real Time-PCR و Western Blotting بر روی گروه های مختلف طراحی شده صورت پذیرفت و برای بررسی میزان زنده ماندن این سلول ها در تیمار های مختلف، تست MTT نیز انجام شد. بعلاوه Conditioned Medium هر یک از تیمارها (محیط کشت حاوی SDF-1 ترشح شده)، در طول این پروژه جمع آوری شده و برای نشان دادن میزان پتانسیل مهاجرت سلول های بنیادی مزانشیمی (MSCs) به سمت سلول های تیمار شده، تست Migration Assay نیز اجرا شد. که نتایج آن تائید کننده سایر مشاهدات و آنالیز های انجام شده بود.
نتایج بدست آمده در انتهای این طرح حاکی از آن بود که بیان
SDF-1 در سلول هایی که به مدت 4 ساعت در شرایط هایپوکسی و 72 ساعت بعدی را در شرایط Normoxy گذرانده اند، تا حدود 10 برابر افزایش یافته است. همچنین تیمار لیزر 12J/cm2 بر روی سلول های مذکور نیز نتایج مشابهی را حاصل کرد. بنابراین اینگونه به نظر می رسد که احتمالا می توان از تیمار هایپوکسی و لیزر کم توان بعنوان یک استراتژی قابل اجرا برای افزایش لانه گزینی سلول های بنیادی به سمت نواحی آسیب دیده بهره جست.



کلیدواژگان: سلولهای عضلانی، سلول های بنیادی مزانشیمی،هایپوکسی، لیزر کم توان، مهاجرت، لانه گزینی، SDF-1

 
 
Title: Investigating the migation of Mesenchymal Stem Cells Towards Muscle Cells Treated with Hypoxia and Laser in Vitro

Abstract:

Nowadays, stem cells, beside their research aspects, have been considered a practical tool to improve treatment methods. However, despite all of breakthroughs in this research, reliability of this approach is still a question mark when compared with other clinical methods. Lack of proper migration and implantation (homing) of stem cells toward the damaged tissues (target) is one of the most obvious problems for suitable cell therapy. Various factors are involved in this ineffectiveness of homing such as defects on CXCR4-SDF-1axis etc. It has been realized that SDF-1 is one of the most important chemokine involved in recruitment and increased migration of stem cells to the desired tissues. Therefore, procedures stimulating SDF-1 gene expression in damaged tissues are required. So, in the current study, it has been hypothesized that both hypoxia and low level laser therapy (LLLT) may increase the expression and secretion of chemokine SDF-1 which may help to enhance stem cells recruitment. To test this hypothesis, muscle cells were treated to be hypoxic via physical effect such as laser treatment. The optimum treatment conditions were observed by investigating the cellular viability (MTT Assay) after treatment. Real-Time PCR and Western blotting analysis were done to study the SDF-1 expression in treated cells. Migration assay was performed to test the migration potential of MSCs toward Hypoxic cells. It was observed that 4 hours Hypoxic incubation time and 12 joules per square centimeter of laser treatment are the optimum conditions for muscle cells. Real-Time PCR showed the 10 fold SDF-1 expressionin cells after 4 hours of incubation in hypoxic condition and 72 hours of normoxic conditions. Western blotting results confirmed the expression of SDF-1 at protein level. Migration assay also showed the migration of MSCs towards hypoxic cells. It can be concluded that hypoxic and laser treatment of cells can recruit MSCs and can be applied a strategy for the targeted stem cell transplantation.



Keyword(s): Muscle Cells, Mesenchymal Stem Cells, Hypoxia, Low Level Laser Therapy, Migration, Homing, SDF-1