بررسی تاثیر ال-کارنیتین بر تمایز کاردیومیوژنیک سلولصهای+kit- C مغز استخوان رت از طریق مسیر سیگنالینگMAPK/ERK
Investigation of L-carnitin effect on cardiomyogenic differentiation of C-kit+ bone marrow progenitor cells via MAPK-ERK signaling pathway
/تینا دانش راد
: دامپزشکی
، ۱۳۹۸
، افشاری
۱۰۹ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
دامپزشکی
۱۳۹۸/۰۴/۳۰
تبریز
آنفارکتوس میوکارد که در نتیجهصی آپاپتوز و یا نکروز کاردیومیوسیتصها به وجود میصآید موجب ناکارآمدی عملکرد قلب میصشود .امروزه روشصهای متعددی از جمله پیوند سلولصهای بنیادی باعث پیشرفت چشمگیر در درمان بیماریصهای قلبی شده است .مطالعات بسیاری نشان دادهصاند که سلولصهای بنیادی قلبی بیشترین احتمال تمایز کاردیومیوسیتی را نسبت به سلولصهای جدا شده از سایر ارگانصها از قبیل مغز استخوان و بافت چربی دارند .با این وجود استفاده از سلولصهای بنیادی قلب اتولوگ جهت استفاده در فردی که مبتلا به ضایعه قلبی شده است به دلیل عدم امکان جداسازی سلولصها از قلب، مقدور نمیصباشد، در نتیجه چنانچه بتوان از فرد بیمار نمونه مغز استخوان گرفت و با استفاده از فاکتورهایی درونصزاد که در سیستم فیزیولوژیک بدن هم وجود دارد مانند ال-کارنیتین، تمایز به قلب سلولصهای مستخرج از مغز استخوان را بهبود بخشید کمک شایانی در سلولصدرمانی ضایعات قلبی میصکند .با توجه به نقش بسیار مهم سلولصهای بنیادی مغز استخوان با نشانگر سطح سلولی+kit- C در سلول درمانی بیماران قلبی و به دست آوردن سلولصهایی با قدرت تمایز بیشتر، در این پژوهش هدف، بررسی تأثیر و قابلیت ال-کارنیتین بر تمایز کاردیومیوژنیک سلولصهای+kit- C مغز استخوان رت از طریق مسیر سیگنالینگ MAPK/ERK میصباشد .به همین منظور در این مطالعه سلولصهای تک هستهصای از مغز استخوان فمور رت استخراج و پس از آن سلولصهای+kit- C از جمعیت مورد نظر توسط تکنیک MACS جداسازی شدند .میزان خلوص سلولصهای+kit- C جداسازی شده با استفاده از تکنیک فلوسایتومتری مورد ارزیابی قرار گرفت .در مرحله بعد، سلولصهای+kit- C در محیط تمایز کاردیومیوژنیک در حضور و عدم حضور غلظت ۰.۲ میلی مولار ال-کارنیتین به مدت ۲۱ روز تیمار شدند و جهت حصول اطمینان از تمایز کاردیومیوژنیک، نشانگر سطح سلولی دسمین با تکنیک ایمنوسیتوشیمی مورد بررسی قرار گرفت .جهت بررسی تأثیر ال-کارنیتین بر تمایز کاردیومیوژنیک سلولصهای+kit- C، میزان بیان پروتئین تروپونین قلبی- ۱با تکنیک وسترن بلاتینگ و در نهایت میزان بیان پروتئین ERK با تکنیک فلوسایتومتری اندازهصگیری شد .نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که ۹۵.۷ درصد از سلولصهای جداسازی شده با تکنیک MACS نشانگر سطح سلولیkit - Cرا بیان میصکنند .در ادامه، انجام ایمنوسیتوشیمی حاکی از بیان نشانگر سطح سلولی دسمین در سلولصهای تمایز یافته میصباشد .همچنین بیان پروتئین صتروپونین قلبی- ۱در گروه تیمار با ال-کارنیتین دو برابر در مقایسه با گروه کنترل افزایش داشته است .(P<۰.۰۱) میزان بیان پروتئین ERK در عدم حضور ال-کارنیتین به عنوان گروه کنترل ۱.۲۲ درصد و در گروه تیمار با ال-کارنیتین به عنوان گروه آزمایش ۲.۰۲ درصد به دست آمد که بیانگر افزایش معنیصدار در حدود ۱.۶۵ برابر در گروه آزمایش در مقایسه با گروه کنترل میصباشد .(P<۰.۰۵) به طور خلاصه مطالعه حاضر نشان داد، تیمار سلولصهای+kit- C مغز استخوان در حضور ال-کارنیتین سبب افزایش میزان تمایز کاردیومیوژنیک از طریق افزایش بیان پروتئین صتروپونین قلبی- ۱میصشود .این تأثیر میصتواند از طریق مسیر سیگنالینگ MAPK/ERK باشد .نتایج حاصل از این تحقیق میصتواند به عنوان یک راهکار درمانی در روند بهبود بیماریصهای قلبی-عروقی نقش مؤثری داشته باشد
Myocardial infarction that results from apoptosis and necrosis of cardiomyocytes causes heart failure. Nowadays, various methods such as stem cell transplantation have brought about a significant advance in treatment of heart diseases. Many studies have shown that cardiac stem cells have the highest probability of cardiomyocyte differentiation to other cells separated from other organs such as bone marrow and adipose tissue. Nevertheless, due to impossibility of separating the cells from the heart, using autologous cardiac stem cells is impossible in a person affected by cardiac lesion. As a result, bone marrow sampling and improving cardiac differentiation of the cells harvested from bone marrow through endogenous factors existing in body physiological system such as L-Carnitine can significantly help cell therapy of cardiac lesions. Regarding the major role of bone marrow stem cells with cell marker of C-Kit+ in cell therapy of heart patients and getting cells with higher differentiation potential, this research is aimed at investigating the capacity and effect of L-carnitine on cardiomyogenic differentiation of C-Kit+ cells of rat bone marrow through MAPK/ERK signaling pathway. For this purpose, mononuclear cells were extracted from bone marrow of rat femur. Then, c-kit+ were separated from the population by MACS technique. Purity of the separated C-Kit+ cells was evaluated by flow cytometry. In the next step, C-Kit+ cells were treated in cardiomyogenic differentiation environment for 21 days in presence and absence of 0.2-millimolar L-carnitine. In order to make sure of cardiomyogenic differentiation, desmine cell marker was evaluated by immunocytochemistry technique. In order to investigate the effect of L-carnitine on cardiomyogenic differentiation of C-Kit+ cells, expression of cardiac troponin-1 was measured by western blotting, and expression of ERK protein was measured by flow cytometry technique. The results showed that 95.7 percent of the cells separated by MACS technique express C-Kit+ cell marker. In the following, immunocytochemistry indicated expression of desmine cell marker in differentiated cells. Also, expression of cardiac troponin-1 in the group treated by L-carnitine became twice more than the control group (P 0.01). Expression of ERK protein was 1.22 percent in absence of L-carnitine, as the control group, and 2.02 percent in L-carnitine treatment group, as the experimental group. It suggested a significant increase of about 1.65 times in the experimental group compared with the control group (P 0.05). In summary, this study proved that treating C-Kit+ bone marrow cells in presence of L-carnitine increases cardiomyogenic differentiation through increasing expression of cardiac troponin-1. This effect can take place through MARK/ERK signaling pathway. The results of this research can be effective as a treatment solution for cardiovascular diseases
Investigation of L-carnitin effect on cardiomyogenic differentiation of C-kit+ bone marrow progenitor cells via MAPK-ERK signaling pathway