اثرات داروهای تازه ضد افسردگی بر فیزیولوژی سلول های بنیادی مزانشیمی

Effects of novel antidepressant drugs on mesenchymal stem cell physiology

خلاصه
1- مقدمه
2- مواد و روش ها
2-1- طراحی مطالعه
2-2-جداسازی ADSC ها
2-3- ویژگی ADSC ها
2-4- کشت ADSC ها و مواجه دارویی
2-5- ارزیابی زنده بودن سلول های ADSC
2-6- ریم تایم PCR
2-7- رنگ آمیزی Oil Red O و کمی سازی
2-8- رنگ آمیزی آلیزارین رد S و کمی سازی
2-9-تحلیل آماری
3- نتایج
3-1- جداسازی و ویژگی ADSC ها
3-2- تاثیرات مواجهه دارویی روی تکثیر سلول بنیادی و ویژگیهای بنیادی
3-3- تاثیرات مواجهه دارو بر روی تمایز ادیپوژنیک
3-4- تاثیرات مواجه دارویی بر روی تمایز استئوژنیک
4- بحث
5- نتیجه گیری

چکیده

امروزه مشخص شده است که افرادی که از داروهای روان گردان استفاده میکنند دچار افزایش وزن شده و این داروها دارای تاثیرات مخربی بر روی تراکم استخوان و استخوان سازی آنها دارند اما اساس مولکولی مربوط به تاثیرات جانبی این داروها به خوبی مشخص نشده است. هدف این مطالعه، ارزیابی تاثیرات دولوکستین (یک مهارکننده بازجذب نوراپی نفرین و سروتونین) و فلوکستین (مهار کننده انتخابی بازجذب سروتونین) در شرایط آزمایشگاهی بر روی فیزیولوژی سلول های بنیادی بالغ انسانی می باشد. سلول های بنیادی مشتق از چربی (ADSC) جداسازی شده، و فنوتیپ، بیان و فراوانی مارکرهای سطحی آنها مشخص شدند. سپس، غلظت غیر سمی دولوکستین و فلوکستین انتخاب شد تا آنها را با سلول های بنیادی مزانشیمی که در مرحله تمایزشان به استخوان (استئوژنیک) و چربی (آدیپوژنیک) قرار داشتند مواجه کنند. ویژگیهای بنیادی و پتانسیل تمایز سلول های مواجهه شده با دارو با رنگ آمیزی بافتی و کمی سازی بیان ژن مارکرهای استئوژنیک و آدیپوژنیک بررسی شدند. داده های جمع آوری شده نشان دادند که دریافت روزانه دوز غیر سمی دولکستین و فلوکستین بر روی تکثیر ADSC ها و ویژگیهای بنیادی شان تاثیر مستقیمی ندارد. مواجهه با دولکستین یا فلوکستین منجر به تغییرات ریخت شناسی در طی فرایند استئوژنیک یا آدیپوژنیک نمی گردد. هرچند، مواجهه با داروی ضد افسردگی تفاوت کمی را در زمان بیان ژن ادیپوژنیک نشان داد. علاوه براین، مواجهه با دولکستین منجر به پیشرفت بیان ژن مارکرهای اولیه و انتهایی استئوژنیک گردیدند. در عوض، فلوکستین باعث افزایش بیان ژنهای استئوژنیک در مقایسه با سلول های مواجهه نشده گردید. در مقابل، مواجهه روزانه سلول های پیش تمایزی با دولکستین یا فلوکستین منجر به تعییر الگوی بیان ژن تمایز استئوژنیک و ادیپوژنیک نگردید. به طور کلی، غلظت غیر سمی دولکستین و فلوکستین ویژگیهای بنیادی ADSC ها را تغییر نداده و جلوی ADSC های پیش تمایزی در سلول های چربی یا استخوان را نمی گیرد. احتمالا، افزایش وزن و تاثیرات مربوط به پوکی استخوان که همراه با استفاده از داروهای روان گردان دیده میشود میتواند مربوط به عمل مستقیم سروتونین باشد.

5- نتیجه گیری

به طور کلی، این نتایج نشان دادند که غلظت غیر سمی دولکستین یا فلوکستین دارای تاثیرات وابسته به زمان بر روی سلول های بنیادی مزانشیمی بودند. بویژه اینکه آنها بر روی ویژگیهای بنیادی و تکثیر ADSC های غیر تمایز یافته در کوتاه مدت دارای تاثیر بودند و در واقع بعد از 21 روز مواجه روزانه، تکثیر سلول و مارکرهای سلول استرومای مزانشیمی برابر با شرایط کنترل بوده است. مواجه با فلوکستین منجر به تغییرات موروفولوژیکی در طی تمایز اوستئوژنتیک یا آدیپوژنیک نگردید در حالیکه مواجهه با دولکستین احتمالا منجر به کاهش انباشت چربی و افزایش رسوب معدنی میگردد. با این حال هر دو مواجه دارویی بر روی زمان بندی بیان ژن مربوط به ژنهای آدیپوژنیک در سلول های تمایز یافته تاثیر می گذارد. در عوض، در تمایز آستئوژنیک، دولکستین تعیین کننده بیان ژن مارکرهای اوستئوژنیک اولیه و انتهایی می باشد و فلوکستین منجر به افزایش معنی دار در بیان ژنهای اوستئوژنیک می گردد. مطالعات ما پیشنهاد میکند که علیرغم تاثیر بر تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی، تاثیرات فلوکستین و دولکستین بر روی وزن بدن و متابولیسم استخوان مستقیما با تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی ارتباطی ندارد و شاید تاثیرات مشاهده شده بر روی بیماران میتواند مربوط به عمل داروها در بازجذب سروتونین باشد. به این دلیل مطالعات بیشتر که عمیقا به بررسی مکانیسم مربوط به تاثیرات جانبی ضد افسردگی می پردازد ضروری خواهد بود.

Abstract

It is known that users of psychotropic drugs often have weight gain, adverse effects on bone mineral density and osteoporosis, but the molecular basis for these side effects is poorly understood. The aim of this study is to evaluate the effects in vitro of duloxetine (a serotonin and norepinephrine reuptake inhibitor) and fluoxetine (a selective serotonin reuptake inhibitor) on the physiology of human adult stem cells. Adipose-derived stem cells (ADSCs) were isolated and characterized investigating phenotype morphology, expression and frequency of surface markers. Then, a non-toxic concentration of duloxetine and fluoxetine was selected to treat cells during adipogenic and osteogenic differentiation. Stemness properties and the differentiation potential of drug-treated cells were investigated by the quantification of adipogenic and osteogenic markers gene expression and histological staining. The collected data showed that the administration of a daily non-toxic dose of duloxetine and fluoxetine has not directly influenced ADSCs proliferation and their stemness properties. The treatment with duloxetine or fluoxetine did not lead to morphological alterations during adipogenic or osteogenic commitment. However, treatments with the antidepressant showed a slight difference in adipogenic gene expression timing. Furthermore, duloxetine treatment caused an advance in gene expression of early and late osteogenic markers. Fluoxetine instead caused an increase in expression of osteogenic genes compared to untreated cells. In contrast, in pre-differentiated cells, the daily treatment with duloxetine or fluoxetine did not alter the expression profile of adipogenic and osteogenic differentiation. In conclusion, a non-toxic concentration of duloxetine and fluoxetine does not alter the stemness properties of ADSCs and does not prevent the commitment of pre-differentiated ADSCs in adipocytes or osteocyte. Probably, the weight gain and osteoporotic effects associated with the use of psychotropic drugs could be closely related to the direct action of serotonin.

5- Conclusion

In conclusion, these results demonstrate that a non-toxic concentration of duloxetine or fluoxetine have time-dependent effects on mesenchymal stem cells. In particular, they influence proliferation and stemness properties of non-committed ADSCs in short term, indeed, after 21 days of daily drug-treatments both cell proliferation and mesenchymal stromal cell markers expression are equal to the control condition. The treatment with fluoxetine do not lead to morphological alterations during adipogenic or osteogenic commitment while the one with duloxetine seems to decrease lipid accumulation and to increase mineral deposition. Nevertheless, both drug treatments influence the gene expression timing of adipogenic genes in committed cells. Instead, in osteogenic commitment, duloxetine determines an anticipation of early and late osteogenic markers gene expression, and fluoxetine causes a significant increase in osteogenic genes expression. Our study suggest that, despite affecting mesenchymal stem cells commitment, the effects of duloxetine and fluoxetine on body weight and bone metabolism probably not correlate directly with mesenchymal stem cells differentiation; perhaps the effects observed on patients could be closely related to the action of the drugs on serotonin reuptake. For these reason further studies that deeply investigate the mechanism related to anti-depressant side effects will be necessary.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

اثرات داروهای تازه ضد افسردگی بر فیزیولوژی سلول های بنیادی مزانشیمی

Effects of novel antidepressant drugs on mesenchymal stem cell physiology

بیان ژن مرتبط با سلول بنیادی سرطان به عنوان یک بیومارکر بالقوه برای پاسخ به ایمی پریدن ONC201 رده اولی در تومورهای جامد

Cancer stem cell-related gene expression as a potential biomarker of response for first-inclass imipridone ONC201 in solid tumors

Abstract

Cancer stem cells (CSCs) correlate with recurrence, metastasis and poor survival in clinical studies. Encouraging results from clinical trials of CSC inhibitors have further validated CSCs as therapeutic targets. ONC201 is a first-in-class small molecule imipridone in Phase I/II clinical trials for advanced cancer. We have previously shown that ONC201 targets selfrenewing, chemotherapy-resistant colorectal CSCs via Akt/ERK inhibition and DR5/TRAIL induction. In this study, we demonstrate that the anti-CSC effects of ONC201 involve early changes in stem cell-related gene expression prior to tumor cell death induction. A targeted network analysis of gene expression profiles in colorectal cancer cells revealed that ONC201 downregulates stem cell pathways such as Wnt signaling and modulates genes (ID1, ID2, ID3 and ALDH7A1) known to regulate self-renewal in colorectal, prostate cancer and glioblastoma. ONC201-mediated changes in CSC-related gene expression were validated at the RNA and protein level for each tumor type. Accordingly, we observed inhibition of self-renewal and CSC markers in prostate cancer cell lines and patient-derived glioblastoma cells upon ONC201 treatment. Interestingly, ONC201-mediated CSC depletion does not occur in colorectal cancer cells with acquired resistance to ONC201. Finally, we observed that basal expression of CSC-related genes (ID1, CD44, HES7 and TCF3) significantly correlate with ONC201 efficacy in >1000 cancer cell lines and combining the expression of multiple genes leads to a stronger overall prediction. These proof-of-concept studies provide a rationale for testing CSC expression at the RNA and protein level as a predictive and pharmacodynamic biomarker of ONC201 response in ongoing clinical studies.

1 Introduction

Several clinical studies have demonstrated the relevance of cancer stem cells (CSCs) that clearly correlate with recurrence, metastasis and poor survival in solid tumors [1–3]. Recent objective responses observed in Phase I/II clinical trials of various CSC-targeted agents in a number of advanced refractory solid tumors have further established the importance of CSCs as a therapeutic target [4–6].

The first-in-class small molecule imipridone ONC201 is currently in Phase I/II clinical trials for advanced cancer [7]. The first-in-human Phase I study in advanced solid tumors demonstrated ONC201 to be safe, and exhibit predicted pharmacokinetics, sustained pharmacodynamics and tumor shrinkage [8]. The anti-CSC efficacy of ONC201 has been previously demonstrated in vitro and in vivo in colorectal cancer and acute myeloid leukemia (AML) [9, 10]. ONC201-mediated depletion of chemotherapy-resistant colorectal CSCs involves dual inactivation of Akt and ERK signaling that results in transcription factor Foxo3 activation that leads to DR5/TRAIL-dependent inhibition of self-renewal [9, 11]. In the current study, we evaluated whether the anti-CSC effects of ONC201 involve early changes in stem-cell related gene expression prior to tumor cell death. We examined if ONC201-mediated inhibition of CSCs extends to other solid tumors. Additionally, we tested whether CSC expression can serve as a potential biomarker of ONC201 response.

جداسازی و شناسایی سلول های بنیادی مزانشیمی از ماتریس بافت بند ناف بز

Isolation and characterization of mesenchymal stem cells from caprine umbilical cord tissue matrix

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

جداسازی و شناسایی سلول های بنیادی مزانشیمی از ماتریس بافت بند ناف بز

Isolation and characterization of mesenchymal stem cells from caprine umbilical cord tissue matrix

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تاثیر کشت مشترک بر روی استئوژنی و آنژیوژنی سلول های بنیادین مغز استخوان و سلول های اندوتلیال آئورتی

Influence of co-culture on osteogenesis and angiogenesis of bone marrow mesenchymal stem cells and aortic endothelial cells

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تاثیر کشت مشترک بر روی استئوژنی و آنژیوژنی سلول های بنیادین مغز استخوان و سلول های اندوتلیال آئورتی

Influence of co-culture on osteogenesis and angiogenesis of bone marrow mesenchymal stem cells and aortic endothelial cells

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

ساخت سریع مواد معدنی بیومیتیک از رشته های کلاژن و ترکیب با سلول های بنیادین مزانشیمی بند ناف انسان برای التیام شکستگی های استخوان

Rapid biomimetic mineralization of collagen fibrils and combining with human umbilical cord mesenchymal stem cells for bone defects healing

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ساخت سریع مواد معدنی بیومیتیک از رشته های کلاژن و ترکیب با سلول های بنیادین مزانشیمی بند ناف انسان برای التیام شکستگی های استخوان

Rapid biomimetic mineralization of collagen fibrils and combining with human umbilical cord mesenchymal stem cells for bone defects healing

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

واکنش سلول های بنیادین مزانشیمی در محیط آزمایشگاه نسبت به یک ماده پلیمری که با لیزر CO2 اصلاح شده است

In vitro mesenchymal stem cell response to a CO2 laser modified polymeric material

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

واکنش سلول های بنیادین مزانشیمی در محیط آزمایشگاه نسبت به یک ماده پلیمری که با لیزر CO2 اصلاح شده است

In vitro mesenchymal stem cell response to a CO2 laser modified polymeric material

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

سلول درمانی احیا کننده برای بیماری های نورولوژیک

Regenerative Cellular Therapies for Neurologic Diseases

چکیده

مقدمه

اهداف کارآزمایی های سلول بنیادی

انواع سلول بنیادی

وضعیت فعلی درمان های ترمیمی با سلول بنیادی

بیماری های دمیلینه کننده و آسیب دیدگی طناب نخاعی

اسکلروز آمیوتروفیک جانبی (بیماری لو گهریک)

سکته مغزی

بیماری هانتینگتون

بیماری پارکینسون

بیماری های چشم

بیماری عصب محیطی

نتیجه گیری

چکیده

نوید بازسازی (ترمیم) با سلول های بنیادی، امید بسیاری از بیماران مبتلا به بیماری های نورولوژیک که دچار آسیب دائمی به سیستم عصبی مرکزی هستند را زنده کرده است. برای تست ظرفیت ترمیمی سلول های بنیادی در شرایط نورولوژیک مختلف از بیماری پارکینسون گرفته تا مولتیپل اسکلروزیس، هزاران کارآزمایی سلول بنیادی در سرتاسر جهان وجود دارد. اگرچه هیچ یک از درمان های مبتنی بر سلول بنیادی از نظر بالینی برای استفاده در بیماری های انسانی  تایید نشده اند اما بیماران به دنبال کارآزمایی های بالینی هستند و از پزشکان در مورد آن ها سوال می کنند. این بررسی مروری به طور خلاصه وضعیت فعلی پیوند سلول های بنیادی ترمیمی (بازسازی کننده) را در 7 دسته از بیماری هایی که در حال حاضر، کارآزمایی هایی روی آن ها در حال انجام هستند، به طور خلاصه بیان کرده است از جمله: بیماری های دمیلینه کننده / آسیب طناب نخاعی، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک، سکته ی مغزی، بیماری پارکینسون، بیماری هانتینگتون، دژنره شدن ماکولا و بیماری های اعصاب محیطی. 

مقدمه 

برخلاف سایر اندام ها، سیستم اعصاب مرکزی (CNS)، بعد از بیشتر انواع آسیب دیدگی ها ظرفیت ذاتی محدودی برای بازسازی (ترمیم) دارد در نتیجه این آسیب دیدگی ها اغلب منجر به ناتوانی دائمی می شوند. کارآزمایی های سلول بنیادی در یک طیفی از بیماری های نورولوژیک برای بیماران و پزشکان، درمان های ترمیمی با سلول بنیادی را ارائه می کنند که می توانند به صورت بالقوه عملکرد نورولوژیک که قبلا در اثر بیماری، نمو نادرست یا ضربه از دست رفته بود را بازگردانند. در این بررسی مروری، ما وضعیت فعلی پژوهش بالینی سلول های بنیادی برای چندین بیماری نورولوژیک که در آن ها کارآزمایی های سلول بنیادی نویدبخش هستند را ارائه کرده ایم. 

نتیجه گیری 

مقایسه ی اثربخشی سلول های بنیادی مختلف یا مقایسه ی آن ها با درمان های مبتنی بر مولکول های کوچک مشکل است. به هرحال، این بررسی جامع تاکید می کند که اگرچه هیچ منبع سلولی منفردی به عنوان اولین انتخاب برای درمان ترمیمی پدیدار نشده است اما چندین منبع بالقوه وجود دارد که بسیار نویدبخش هستند. 

برای بیماری های دمیلینه کننده مانند ام اس، ماهیت منتشر بیماری کل CNS را درگیر می کند که باعث ایجاد چالش برای انتقال سلول های بنیادی ترمیمی می شود. شاید یک مدل اثبات مفهوم (ایده ی) فوکال (موضعی) مانند آماس مغز تیره ی متقاطع یا التهاب و آماس عصب نوری بتواند ظرفیت ترمیمی سلول های بنیادی عصبی را اثبات کند. به هرحال، به نظر می رسد که کار با الیگودندروسیت های رویانی انسان خیلی نویدبخش باشند. با توجه به نقش های ایمونولوژیک و مهاری MSCsها و همچنین مدارک ایمن بودن آن ها ما در مورد استفاده ی احتمالی آن ها در MS تشویق شده ایم.

Abstract

The promise of stem cell regeneration has been the hope of many neurologic patients with permanent damage to the central nervous system. There are hundreds of stem cell trials worldwide intending to test the regenerative capacity of stem cells in various neurological conditions from Parkinson’s disease to multiple sclerosis. Although no stem cell therapy is clinically approved for use in any human disease indication, patients are seeking out trials and asking clinicians for guidance. This review summarizes the current state of regenerative stem cell transplantation divided into seven conditions for which trials are currently active: demyelinating diseases/spinal cord injury, amyotrophic lateral sclerosis, stroke, Parkinson’s disease, Huntington’s disease, macular degeneration and peripheral nerve diseases.

Introduction

Unlike other organs, the central nervous system (CNS) has a limited intrinsic capacity to regenerate following most types of injury, often leading to permanent disability. Stem cell trials for a variety of neurologic diseases provide patients and physicians with regenerative stem cell treatments that can potentially restore neurologic function previously lost due to disease, maldevelopment or trauma. In this review, we provide the current state of clinical stem cell research for several neurologic diseases in which stem cell trials are promising.

Conclusions

It is difficult to compare the efficacy of different stem cells or compare them to small molecule-based therapy. However, this comprehensive review highlights that, while no single cellular source appears as a first choice for regenerative therapy, there are several potential sources that offer substantial promise.

For demyelinating diseases such as MS, the diffuse nature of the disease involving the entire CNS presents a challenge for delivery of regenerative stem cells. Perhaps a focal proof-ofconcept model such as transverse myelitis or optic neuritis can demonstrate the regenerative capacity of neural stem cells. However, work with human fetal oligodendrocytes appears very promising. In consideration of MSCs for their immunologic and supportive roles, we are excited about the potential use in MS given their safety record.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سلول درمانی احیا کننده برای بیماری های نورولوژیک

Regenerative Cellular Therapies for Neurologic Diseases

داربست طبیعی برای تمایز کلیوی سلولهای بنیادی جنینی انسان برای مهندسی بافت کلیه

Natural Scaffolds for Renal Differentiation of Human Embryonic Stem Cells for Kidney Tissue Engineering

چکیده
مقدمه
مواد و روشها
جمع آوری بافت
آماده سازی داربست
سلول ها
سلولی نمودن دوباره
تمایز دادن جهتی
تحلیل داربست
ایمونوهیستوشیمی
تجزیه و تحلیل بیان ژن
نتایج
تولید و مشخصه داربست غیرسلولی شده
سلولی نمودن دوباره داربست
تمایز hESC
بحث

چکیده

با وجود شور و شوق برای مهندسی زیستی پیوند زدن بافت های عملکردی کلیه، موانع بسیاری قبل از تحقق پتانسیل این فن آوری در یک محیط بالینی باقی مانده است. استراتژی های مهندسی بافت زنده برای کلیه به شناسایی جمعیت های سلولی لازم، داربست های کارآمد و شرایط کشت سه بعدی برای توسعه و حمایت از معماری منحصر به فرد و عملکرد فیزیولوژیکی این عضو حیاتی نیاز دارد. مطالعات ما قبلا نشان داده اند که بخش سلول زدایی شده کلیه های میمون رزوس در همه گروه های سنی, یک ماتریکس خارج سلولی طبیعی (ECM) را با خواص ساختاری کافی با تاثیرات فضایی و سازمانی روی مهاجرت و تمایز سلول های بنیادی جنینی انسان (hESC) را ارائه می دهند. برای بررسی بیشتر استفاده از داربست های کلیه طبیعی غیرسلولی شده برای مهندسی بافت کلیوی، hESC پرتوان به طور کلی یا روی بخش های ECM کلیه و مهاجرت سلولی و فنوتیپ در مقایسه با روش های تمایز تعیین شده برای hESC کشت داده شدند. نتایج qPCR و تجزیه و تحلیل های ایمونوهیستوشیمی, تنظیم مثبت نشانگرهای سویه کلیوی را نشان داد, زمانی که hESC بدون سیتوکین یا تحریک فاکتور رشد در داربست های غیرسلولی شده کشت داده شدند، که نقش ECM در جهت دهی به تمایز سویهکلیوی را نشان می دهد. hESC نیز با فاکتورهای رشد متمایز شد و در هنگام کاشت روی ECM کلیوی یا یک داربست پلی ساکارید جدید بیولوژیکی بی اثر برای بلوغ بیشتر مقایسه شد. نشانگرهای سویه کلیوی به تدریج در طول زمان روی هر دوی داربست ها تنظیم مثبت شدند و نشان داده شد که hESC, ژن های امضای ساز کلیوی، توبول پروگزیمال، اندوتلیال، و جمعیت های مجرای جمع آوری را بیان می کند. این یافته ها نشان می دهند که داربست های طبیعی, بیان نشانگرهای سویه کلیوی را به خصوص در مقایسه با کشت جنینی بدن ارتقا می دهند. نتایج این مطالعات نشاندهنده قابلیت های یک داربست پلی ساکارید جدید برای کمک به تعریف یک پروتکل برای تمایز جد کلیه از hESC، و پیشرفت وعده مهندسی بافت به عنوان یک منبع از بافت عملکردی کلیه است.

مقدمه
زمینه در حال گسترش مهندسی بافت, نویدبخش خلق بافت و اندام با خواص کاربردی و پتانسیل درمانی تقریباً برای هر بافت از بدن انسان است. استراتژی های مهندسی اولیه به طور خاص برای ساختارهای لوله ای مانند رگ های خونی [1، 2]، مثانه ادراری [3] ، حنجره [4]، و نای موفق بوده اند [5]. نیاز بالینی برای تعویض بافت های عملکردی برای فهرست در حال انتظار بیماران پیوند عضو, فوریتی است و به ویژه برای بیماران در حال انتظار برای دریافت کلیه حیاتی است؛ افراد نیازمند یک کلیه > 80٪ تمام بیماران در فهرست در حال انتظار را تشکیل می دهند (http://optn.transplant.hrsa.gov). قابل ذکر است که کلیه که بیشترین تقاضا را دارد, با توجه به معماری پیچیده، یک طیف از فنوتیپ های سلول، توابع چندگانه، و فقدان یک جمعیت سلول های بنیادی / پیش ساز ایجاد شده در بزرگسالان که از آن کلیه را می توان بازسازی نمود, یکی از چالش برانگیز ترین بافت های تحت مهندسی است. استراتژی های مهندسی بافت زنده برای کلیه به شناسایی جمعیت های سلولی لازم، داربست های مناسب برای ارائه پشتیبانی از خواص ساختاری و سازمانی فضایی و زمانی، و همچنین ترکیبات محیط/ رشد عامل / کشت برای حفظ رشد و عملکرد فیزیولوژیکی بافت مهندسی شده نیاز دارد.
بحث

بسیاری از موانع قبل از تحقق مهندسی زیستی بافت کلیوی های کاربردی برای پیوند باقی مانده. موانع اولیه شامل انتخاب داربست های مناسب برای حمایت از رشد و نگهداری از بسیاری از انواع سلول در کلیه، و شناسایی جمعیت های بنیادی و / یا سلول اجدادی مناسب برای سلولی سازی مجدد و اطمینان از هر دو ظرفیت ساختاری و عملکردی مورد نیاز می شوند. این مطالعات برای کاوش استفاده از داربست های بیولوژیک بدن مانند ECM کلیوی و مقایسه با PSS فیزیولوژیکی بی اثر انجام شدند که نشانه های بیوشیمیایی و ویژگی های ساختاری قالب ECM بومی را فراهم نمی کنند. نتایج نیز, شرایط غیرسلولی نمودن تصفیه شده برای کلیه های میمون رزوس را پالایش نموده اند و نشان داده اند که داربست ها, در مقایسه با پروتکل های تمایز بدن جنینی, موجب بهبود تنظیم مثبت نشانگرهای سویه کلیوی اولیه می شوند.

Abstract

Despite the enthusiasm for bioengineering of functional renal tissues for transplantation, many obstacles remain before the potential of this technology can be realized in a clinical setting. Viable tissue engineering strategies for the kidney require identification of the necessary cell populations, efficient scaffolds, and the 3D culture conditions to develop and support the unique architecture and physiological function of this vital organ. Our studies have previously demonstrated that decellularized sections of rhesus monkey kidneys of all age groups provide a natural extracellular matrix (ECM) with sufficient structural properties with spatial and organizational influences on human embryonic stem cell (hESC) migration and differentiation. To further explore the use of decellularized natural kidney scaffolds for renal tissue engineering, pluripotent hESC were seeded in whole- or on sections of kidney ECM and cell migration and phenotype compared with the established differentiation assays for hESC. Results of qPCR and immunohistochemical analyses demonstrated upregulation of renal lineage markers when hESC were cultured in decellularized scaffolds without cytokine or growth factor stimulation, suggesting a role for the ECM in directing renal lineage differentiation. hESC were also differentiated with growth factors and compared when seeded on renal ECM or a new biologically inert polysaccharide scaffold for further maturation. Renal lineage markers were progressively upregulated over time on both scaffolds and hESC were shown to express signature genes of renal progenitor, proximal tubule, endothelial, and collecting duct populations. These findings suggest that natural scaffolds enhance expression of renal lineage markers particularly when compared to embryoid body culture. The results of these studies show the capabilities of a novel polysaccharide scaffold to aid in defining a protocol for renal progenitor differentiation from hESC, and advance the promise of tissue engineering as a source of functional kidney tissue.

Introduction

The expanding field of tissue engineering provides hope for the creation of tissue and organs with functional properties and therapeutic potential for nearly every tissue of the human body. Initial engineering strategies have been successful, particularly for tubular structures such as blood vessels [1, 2], urinary bladder [3], larynx [4], and trachea [5]. The clinical need for functional tissue replacements is urgent for patients on the organ transplant waiting list and is particularly critical for patients waiting for a kidney; individuals in need of a kidney represent >80% of all patients on the waiting list (http://optn.transplant.hrsa.gov). It is notable that the kidney which is in greatest demand is also one of the most challenging tissues to engineer due to complex architecture, a spectrum of cell phenotypes, multiple functions, and a lack of an established stem/progenitor cell population in adults from which the kidney can be regenerated. Viable tissue engineering strategies for the kidney requires identification of necessary cell populations, suitable scaffolds to provide structural support and spatiotemporal organizational properties, as well as medium/growth factor/culture combinations to sustain growth and physiological function of the engineered tissue.

Discussion

Many obstacles remain before bioengineering of functional renal tissues for human transplantation can be realized. Primary hurdles include selection of suitable scaffolds to support development and maintenance of the multitude of cell types in the kidney, and the identification of appropriate stem and/or progenitor cell populations with which to recellularize and ensure both structural and functional capacity that is needed. These studies were conducted to explore the use of biologic scaffolds such as renal ECM and to compare with physiologically inert PSS that does not provide biochemical cues or the structural features of the native ECM template. Results have also refined decellularization conditions for rhesus monkey kidneys, and demonstrated that the scaffolds improve upregulation of early renal lineage markers compared with embryoid body differentiation protocols.

سلول های بنیادی کشت داده شده به عنوان ابزاری برای سنجش سم شناسی

Cultured stem cells as tools for toxicological assays

مقدمه

کاربردهای سنجش سمیت سلولی

کاربردهای سنجش سمیت نموی

کاربردهای سنجش های عملکرد سلولی

سنجش های سم شناسی مبتنی بر سلول های بنیادی جهت ارزیابی خطر یون های فلزات سنگین

اهمیت شرایط برای کشت سلول های بنیادی در سنجش های سم شناسی

کوچک کردن سیستم های سنجش سم شناسی همراه با استفاده از tip های سلولی و میکروراکتورها

اهمیت سیستم سنجش سم شناسی مبتنی بر سلولهای بنیادی

نتیجه گیری

در 2 دهه گذشته، تکنیک های کشت سلولی هم برای سلول های بنیادی جنینی و هم سلولهای بنیادی بالغ پستانداران توسعه و بهبود یافته است و در حال حاضر به طور گسترده ای در دسترس است. این سلول های بنیادی یا چند توان یا همه توان هستند که آنها را برای استفاده در ارزیابی های آزمایشگاهی سمیت نموی، مطلوب کرده است. مطالعات اخیر کاربردهای مختلفی را برای سلول های بنیادی جنینی و بالغ در آزمایش های سمیت سلولی و سمیت نموی گزارش کرده اند. این کاربردها دارای پتانسیلی جهت فراهم کردن تکنیک های ارزیابی جایگزینی جهت ارزیابی مواد سمی بوده و احتمالا اثرات سمی و نموی جدیدی را نشان می دهند که به دلیل ملاحظات اخلاقی، بررسی آن در انسان دشوار است. در این مقاله مروری، ما برخی از روش های جدید را که از سلول های بنیادی جنینی و بالغ پستانداران در تست های ایمنی سم شناسی استفاده می کنند، توصیف می کنیم. 

به تازگی، تکنیک های مورد استفاده جهت تکثیر سلول های بنیادی نابالغ و القای این سلول ها به سلول های کاملا تمایز یافته، موضوع تحقیقات زیادی در سراسر جهان به ویژه پس از جداسازی موفق سلول های بنیادی عصبی انسانی (1،2) ، سلول های بنیادی جنینی انسان (ES) (3)، و کشف سلول های بنیادی پرتوان القایی در سال 2007-2006 (4،5) بوده است. دسترسی به سلول های ES انسانی، از زمان توسعه روش های کشت سلولی با استفاده از مهار کننده Rho kinase  به طور قابل ملاحظه ای بهبود یافته است(6). این سلول های بنیادی در تشکیل بافت و اندام زایی  in vivo مشارکت دارند و امکان دارد که بتوان آنها را جهت تولید انواع مختلفی از سلول های سوماتیک در شرایط in vitro القا کرد. 

نتیجه گیری

یافته های جدیدی در مورد استفاده از سلول های بنیادی سوماتیک و پرتوان (مانند سلول های بنیادی عصبی و مزانشیمی)، بدست آمده است، از جمله پتانسیل استفاده از آنها در تست های سمیت. ECVAM ، پروتکل آزمایشی برای تست سمیت جنینی با استفاده از سلول های بنیادی جنینی را منتشر شده است. این پروتکل، به احتمال زیاد به طور گسترده ای به عنوان یک روش استاندارد برای ارزیابی سمیت نموی استفاده خواهد شد، اگر چه پروتکل، بسته به بافت مورد بررسی، نیاز به اصلاحاتی خواهد داشت. یک سیستم سنجش برای ارزیابی سمیت نموی باید ساده بوده، استفاده از آن آسان باشد و اگر به طور گسترده ای به عنوان یک روش استاندارد به تصویب رسید، باید تکرار پذیر باشد. 

In the last 2 decades, cell culture techniques for both mammalian embryonic stem cells and adult stem cells have developed and improved, and are now widely available. These stem cells are either pluri- or multi-potent, which makes them favorable for use in vitro developmental toxicity assays. Recent studies have reported several applications for embryonic and adult stem cells in cytotoxicity and developmental toxicity testing. These applications have the potential to provide alternative assessment techniques for evaluating toxic substances, and possibly reveal novel toxic and developmental effects that are difficult to investigate in humans because of ethical considerations. In this review, we describe some of the new approaches that use mammalian embryonic and adult stem cells in toxicological safety testing.

Recently, techniquesforthe proliferation ofimmature stem cells and the induction of these cells into terminally differentiated cells have been the subject of intense worldwide research, particularly after the successful isolation of human neural stem cells (1,2) and human embryonic stem (ES) cells (3), and the discovery in 2006e2007 of induced pluripotent stem (iPS) cells (4,5). The availability of human ES cells has improved substantially since the development of cell culture techniques using Rho kinase inhibitor (6). These stem cells contribute to tissue formation and organogenesisin vivo, and it is possible to induce them to generate several types ofsomatic cellsin vitro.

CONCLUSION

New discoveries have been made for the use of pluripotent and somatic stem cells (such as neural and mesenchymal stem cells), including the potential for use in toxicity testing. The ECVAM published a protocol for testing embryonic toxicity using ES cells. This protocol is likely to be widely used as a standard method for evaluating developmental toxicity, although the protocol will require modification depending on the tissues being tested. An assay system for evaluating developmental toxicity should be simple, easy to use, and reproducible if it isto be widely adopted as a standard method.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سلول های بنیادی کشت داده شده به عنوان ابزاری برای سنجش سم شناسی

Cultured stem cells as tools for toxicological assays

ویژگی های سلول های بنیادی پرتوان

Characterization of pluripotent stem cells

مقدمه

آزمایشاتی برای تشخیص لاین ESC و iPSC

آنالیز DNA fingerprinting و HLA

مقایسه با سایر روش ها

طراحی آزمایش

مواد و روش ها

مواد

روش

رنگ آمیزی AP . زمان رنگ آمیزی 30 دقیقه

تشخیص پرتوانی . زمان بندی : 2 روز

عیب یابی

تشخیص تمایز در Ebs

عیب یابی

تشخیص افتراقی با EBs در یک slideFlask . زمان بندی: 3 روز

تشخیص تمایزی در تراتوما . زمان بندی : 4 روز

a)غوطه ور سازی در پارافین . زمان بندی 6 تا 8 روز

(B) تکثیر سلولی در تراتوما . زمان بندی: 6 تا 8 روز

(c) تشخیص مرگ سلول در برابر تکثیر در تراتوما . زمان بندی: 7 روز

عیب یابی

نتایج پیش بینی شده

چکیده

توصیف سلول های بنیادی پرتوان برای ثبت سلول های بنیادی ضروری است و امکان مقایسه ی بی طرف و عینی نتایج حاصل از تولید لاین های چندگانه را فراهم می آورد. بنابراین بسیار مهم است که پرتکل های خاص ، سریع و قابل اعتماد برای تشخیص نشانه های پرتوانی فراهم کنیم. چنین پروتکل هایی باید شامل ایمونوسیتوشیمی (2 روز طول می کشد)، شناسایی سه لایه زایا در بدن جنین های حاصل از in vitro توسط ایمونوسیتوشیمی (تشخیص ایمنی 3 روز طول می کشد) و تشخیص مارکرهای تمایز در تراتومهای تولید شده در in vivo توسط ایمونوهیستوشیمی (تشخیص مارکر تمایزی 4 روز طول می کشد) باشد. استاندارد سازی پروتکل های تشخیص ایمنی حداقل تغییرات به دلیل منبع، گونه های حیوانی، فلوروسنس درون زا و یا عدم توانایی جمع آوری مقادیر زیادی از سلول ها را تضمین می کند، در نتيجه نتایج هرچه سریعتر بدون کاهش کيفيت حاصل می شوند. این پروتکل شرحی از تمام روشهای تشخیص ایمنی لازم برای مشخص کردن رده های سلول بنیادی موش و انسان در شرایط مختلف را ارائه می دهد.

نتایج پیش بینی شده
رنگ آمیزی AP اولین مرحله برای بررسی این است که آیا یک رده سلول پرتوان است یا خیر. سیگنال آبی روشن باید در کلنی ها دیده شود، اما هیچ رنگی از فیدرها نباید مشاهده شود (شکل 8). بعد، تشخیص ایمنی از سلول ها برای نشانگرهای مختلف سلول های بنیادی را انجام دهید. مارکرهای هسته ای Oct4، Nanog و Sox2 باید به هسته سلول های بنیادی محدود شود، بدون هیچ گونه سیگنال در سیتوپلاسم و فیدرها. نشانگرهای SSEA- و Tra- mark باید در غشا بیان شوند. سلول های انسانی و موش نتایج مختلفی هم در بیان مارکر و هم در مورفولوژی نشان می دهند . کلونی های انسانی مسطح یا به شکل مثلثی دیده می شوند (شکل 9)، در حالی که کلنی های موش ضخیم تر و گرد هستند (شکل 10).
اگر تشخیص ایمنی برای نشانگرهای سلول های بنیادی نشان دهد که سلول ها پرتوان هستند، مرحله بعدی رشد EB است. ساختارهای مختلفی از سه لایه زایا که در EB رشد می کنند بسیار مشخص هستند. معمولا در مرکز EB، برخی از ساختارهای کروی مشاهده می شود که نشان دهنده نتایج مثبت برای نشانگرهای اندودرمال هستند (شکل 11a، b).

Abstract

Characterization of pluripotent stem cells is required for the registration of stem cell lines and allows for an impartial and objective comparison of the results obtained when generating multiple lines. It is therefore crucial to establish specific, fast and reliable protocols to detect the hallmarks of pluripotency. Such protocols should include immunocytochemistry (takes 2 d), identification of the three germ layers in in vitro–derived embryoid bodies by immunocytochemistry (immunodetection takes 3 d) and detection of differentiation markers in in vivo–generated teratomas by immunohistochemistry (differentiation marker detection takes 4 d). Standardization of the immunodetection protocols used ensures minimum variations owing to the source, the animal species, the endogenous fluorescence or the inability to collect large amounts of cells, thereby yielding results as fast as possible without loss of quality. This protocol provides a description of all the immunodetection procedures necessary to characterize mouse and human stem cell lines in different circumstances.

ANTICIPATED RESULTS

AP staining is the first stage for checking whether a cell line is pluripotent. A clear blue signal should be seen in the colonies, but no staining of the feeders should be observed (Fig. 8). Next, perform an immunodetection of the cells for a variety of stem cell markers. The nuclear markers Oct4, Nanog and Sox2 must be limited to the nuclei of the stem cells, without any signal in the cytoplasm or feeders. The SSEA- and the Tra- markers should be expressed in the membranes. Human and mouse cells will give different results both in marker expression and in morphology. Human colonies are flat with oval or triangular form (Fig. 9), whereas mouse colonies are thicker and round (Fig. 10). If the immunostaining for stem cell markers suggests that cells are pluripotent, then the next stage is to grow EBs. The different structures of the three germ layers that grow in EBs are very characteristic. Usually, in the center of the EB, some globular structures can be observed, and give positive results for the endodermal markers (Fig. 11a,b).

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ویژگی های سلول های بنیادی پرتوان

Characterization of pluripotent stem cells