با همکاری مشترک دانشگاه پیام نور و انجمن فیزیولوژی و فارماکولوژی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم صنایع غذایی، واحد رودهن، دانشگاه آزاد ‏اسلامی، رودهن، ایران‏

2 گروه زیست‌شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه ‏آزاد اسلامی، تهران، ایران‏

3 گروه زیست‌شناسی، واحد رودهن، دانشگاه آزاد ‏اسلامی، رودهن، ایران‏

10.30473/eab.2023.68943.1923

چکیده

بیماری‌های کلیه به عنوان یک مشکل مهم پزشکی، دارای گزینه‌های محدود برای درمان است، بکارگیری سلول های بنیادی به عنوان یک روش درمانی جایگزین روش‌های قدیمی مطرح است. هدف مطالعه حاضر بررسی اثر محیط کشت حاصل از سلول‌های بنیادی مزانشیمی ­(MSCs-CM) کلیه موش نوزاد در درصدهای 10، 30 و 50 بر تمایز سلول‌های بنیادی جنینی به سمت سلول‌های اپیتلیال کلیه است. سلول‌های بنیادی مزانشیمی، از کلیه موش نوزاد جداسازی، پاساژ و تکثیر شد. تعیین هویت سلول‌ها با استفاده از فلوسایتومتری و بررسی بیان مارکرهای سطحی CD105، CD29، CD90، انجام شد. در پاساژ سوم سلول‌های استخراج شده، محیط کشت رویی آن جمع‌آوری و hESC در محیط کشت کامل این سلو­ل‌ها کشت و تکثیر شدند و تمایز سلول‌های hES به سلول‌های پیش ساز مورد بررسی قرار گرفت. بررسی بیان ژن‌های PAX2، ZO1 وCK18 با استفاده از RT-PCR و بیان مارکرهای سطحی CD133، CD24 و CD44 با استفاده از فلوسایتومتری بررسی شد. نتایج فلوسایتومتری ماهیت مزانشیمی بودن سلول‌ها را تایید کرد. نتایج تمایز hESCs نشان داد که بیان ژن‌های PAX2، ZO1 و CK18 در گروه‌های حاوی محیط کشت رویی به صورت معنی‌دار (p<0.05) افزایش یافته‌است. نتایج فلوسایتومتری بیانگر افزایش بیان مارکرهای CD133 و CD24 در گروه­های حاوی CM و  بیان مارکر CD44 در گروه حاوی 50 درصد CM، نسبت به گروه کنترل است. به طور کلی نتایج نشان داد که فرآیند  محیط کشت رویی این سلول‌ها تاثیر مثبتی در القاء تمایز سلول‌های بنیادی جنینی انسانی به سلول‌های پیش ساز کلیه دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Baddoo, M., Hill, K., Wilkinson, R., Gaupp, D., Hughes, C., Kopen, G. C., & Phinney, D. G. (2003). Characterization of mesenchymal stem cells isolated from murine bone marrow by negative selection. Journal of Cellular Biochemistry, 89(6), 1235-1249. https://doi.org/10.1002/jcb.10594
Bussolati, B., Bruno, S., Grange, C., Buttiglieri, S., Deregibus, M. C., Cantino, D., & Camussi, G. (2005). Isolation of renal progenitor cells from adult human kidney. The American Journal of Pathology, 166(2), 545-555. https://doi.org/10.1016/S0002-9440(10)62276-6
 
Costello, L. C., & Franklin, R. B. (2013). A review of the important central role of altered citrate metabolism during the process of stem cell differentiation. Journal of Regenerative Medicine & Tissue Engineering, 2. https://doi.org/10.7243/2050-1218-2-1
De Gregorio, C., Contador, D., Díaz, D., Cárcamo, C., Santapau, D., Lobos-Gonzalez, L., ... & Ezquer, F. (2020). Human adipose-derived mesenchymal stem cell-conditioned medium ameliorates polyneuropathy and foot ulceration in diabetic BKS db/db mice. Stem Cell Research & Therapy, 11, 1-21. https://doi.org/10.1186/s13287-020-01680-0
Eckardt, K. U., Coresh, J., Devuyst, O., Johnson, R. J., Köttgen, A., Levey, A. S., & Levin, A. (2013). Evolving importance of kidney disease: from subspecialty to global health burden. The Lancet, 382(9887), 158-169. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(13)60439-0
Ehsani, E., Shekarchian, S., Baharvand, H., Aghdami, N., & Moghadasali, R. (2019). Improved differentiation of human enriched CD133+ CD24+ renal progenitor cells derived from embryonic stem cell with embryonic mouse kidney-derived mesenchymal stem cells co-culture. Differentiation, 109, 1-8. https://doi.org/10.1016/j.diff.2019.07.001
Fanning, A. S., Jameson, B. J., Jesaitis, L. A., & Anderson, J. M. (1998). The tight junction protein ZO-1 establishes a link between the transmembrane protein occludin and the actin cytoskeleton. Journal of Biological Chemistry, 273(45), 29745-29753. https://doi.org/10.1074/jbc.273.45.29745
Gansevoort, R. T., Correa-Rotter, R., Hemmelgarn, B. R., Jafar, T. H., Heerspink, H. J. L., Mann, J. F., ... & Wen, C. P. (2013). Chronic kidney disease and cardiovascular risk: epidemiology, mechanisms, and prevention. The Lancet, 382(9889), 339-352. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(13)60595-4
Grassmann, A., Gioberge, S., Moeller, S., & Brown, G. (2005). ESRD patients in 2004: global overview of patient numbers, treatment modalities and associated trends. Nephrology Dialysis Transplantation, 20(12), 2587-2593. https://doi.org/10.1093/ndt/gfi159
Kang, M., & Han, Y. M. (2014). Differentiation of human pluripotent stem cells into nephron progenitor cells in a serum and feeder free system. PloS One, 9(4), e94888. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094888
Kramer, J., Steinhoff, J., Klinger, M., Fricke, L., & Rohwedel, J. (2006). Cells differentiated from mouse embryonic stem cells via embryoid bodies express renal marker molecules. Differentiation, 74(2‐3), 91-104. https://doi.org/10.1111/j.1432-0436.2006.00062.x
Kubota, H., Avarbock, M. R., & Brinster, R. L. (2003). Spermatogonial stem cells share some, but not all, phenotypic and functional characteristics with other stem cells. Proceedings of the National Academy of Sciences, 100(11), 6487-6492. https://doi.org/10.1073/pnas.0631767100
Li, Y., & Wingert, R. A. (2013). Regenerative medicine for the kidney: stem cell prospects & challenges. Clinical and Translational Medicine, 2(1), 1-16. https://doi.org/10.1186/2001-1326-2-11
Mae, S. I., Shirasawa, S., Yoshie, S., Sato, F., Kanoh, Y., Ichikawa, H., ... & Sasaki, K. (2010). Combination of small molecules enhances differentiation of mouse embryonic stem cells into intermediate mesoderm through BMP7-positive cells. Biochemical and Biophysical Research Communications, 393(4), 877-882. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2010.02.111
Nishikawa, S. I., Jakt, L. M., & Era, T. (2007). Embryonic stem-cell culture as a tool for developmental cell biology. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 8(6), 502-507. https://doi.org/10.1038/nrm2189
Nuzzo, A. M., Moretti, L., Mele, P., Todros, T., Eva, C., & Rolfo, A. (2022). Effect of placenta-derived mesenchymal stromal cells conditioned media on an LPS-induced mouse model of preeclampsia. International Journal of Molecular Sciences, 23(3), 1674. https://doi.org/10.3390/ijms23031674
Ostalska-Nowicka, D., Zachwieja, J., Nowicki, M., & Witt, M. (2004). Expression of intermediate filaments of podocytes within nephrotic syndrome glomerulopathies in children. Histochemistry and Cell Biology, 121, 109-113. https://doi.org/10.1007/s00418-004-0619-7
Pavenstädt, H. (2000). Roles of the podocyte in glomerular function. American Journal of Physiology-Renal Physiology, 278(2), 173-179. https://doi.org/10.1152/ajprenal.2000.278.2.F173
Platt, J. L., LeBien, T. W., & Michael, A. F. (1983). Stages of renal ontogenesis identified by monoclonal antibodies reactive with lymphohemopoietic differentiation antigens. The Journal of Experimental Medicine, 157(1), 155-172. https://doi.org/10.1084/jem.157.1.155
Poulsom, R., Forbes, S. J., Hodivala‐Dilke, K., Ryan, E., Wyles, S., Navaratnarasah, S., ... & Wright, N. A. (2001). Bone marrow contributes to renal parenchymal turnover and regeneration. The Journal of Pathology, 195(2), 229-235. https://doi.org/10.1002/path.976
Poursafavi, Z., Abroun, S., Kaviani Jebeli, S., & Hayati Roudbari, N. (2023). The study of the viability of human wharton's jelly mesenchymal stem cells in alginate capsules. Journal of Animal Biology, 15(2), 195-204. https://doi.org/10.22034/ASCIJ.2022.1958757.1391
Ren, X., Zhang, J., Gong, X., Niu, X., Zhang, X., Chen, P., & Zhang, X. (2010). Differentiation of murine embryonic stem cells toward renal lineages by conditioned medium from ureteric bud cells in vitro. Acta Biochim Biophys Sin, 42(7), 464-471. https://doi.org/10.1093/abbs/gmq046
Romagnani, P., Remuzzi, G., Glassock, R., Levin, A., Jager, K. J., Tonelli, M., ... & Anders, H. J. (2017). Chronic kidney disease. Nature Reviews Disease Primers, 3(1), 1-24. https://doi.org/10.1038/nrdp.2017.88
Ronconi, E., Sagrinati, C., Angelotti, M. L., Lazzeri, E., Mazzinghi, B., Ballerini, L., ... & Romagnani, P. (2009). Regeneration of glomerular podocytes by human renal progenitors. Journal of the American Society of Nephrology: JASN, 20(2), 322. https://doi.org/10.1681/ASN.2008070709
Sadraie, M. R., Mehrabani, D., & Vahdati, A. (2015). Comparison of therapeutic effects of bone marrow mesenchymal stem cells and liquid culture environment (secreta) in the treatment of induced knee abrasion created in guinea pigs. Armaghane Danesh, 20(8), 651-665.
Sagrinati, C., Netti, G. S., Mazzinghi, B., Lazzeri, E., Liotta, F., Frosali, F., ... & Romagnani, P. (2006). Isolation and characterization of multipotent progenitor cells from the Bowman’s capsule of adult human kidneys. Journal of the American Society of Nephrology, 17(9), 2443-2456. https://doi.org/10.1681/ASN.2006010089
Saheli, M., Bayat, M., Ganji, R., Hendudari, F., Kheirjou, R., Pakzad, M., ... & Piryaei, A. (2020). Human mesenchymal stem cells-conditioned medium improves diabetic wound healing mainly through modulating fibroblast behaviors. Archives of Dermatological Research, 312, 325-336. https://doi.org/10.1007/s00403-019-02016-6
Shackleton, M., Vaillant, F., Simpson, K. J., Stingl, J., Smyth, G. K., Asselin-Labat, M. L., ... & Visvader, J. E. (2006). Generation of a functional mammary gland from a single stem cell. Nature, 439(7072), 84-88. https://doi.org/10.1038/nature04372
Steenhard, B. M., Isom, K. S., Cazcarro, P., Dunmore, J. H., Godwin, A. R., John, P. L. S., & Abrahamson, D. R. (2005). Integration of embryonic stem cells in metanephric kidney organ culture. Journal of the American Society of Nephrology, 16(6), 1623-1631. https://doi.org/10.1681/ASN.2004070584
Stenvinkel, P. (2010). Chronic kidney disease: a public health priority and harbinger of premature cardiovascular disease. Journal of Internal Medicine, 268(5), 456-467. https://doi.org/10.1111/j.1365-2796.2010.02269.x