بيان فاكتورهاي نوروتروفيك و ژن‌ هاي دوپامينرژيك در سلول‌ هاي بنيادي مزانشيمي قبل و پس از تيمار توسط دي‌ متيل سولفوكسايد

Effects of dimethyl sulfoxide on expression of neurotrophic factors and dopaminergic genes by mesenchymal stem cells

سابقه و هدف: عوامل نوروتروفيك نقش مهمي در تمايز سلول هاي بنيادي مزانشيمي (Mesenchymal stem cells, MSCs) به سلول هاي عصبي دوپامينرژيك ايفا مي كنند. هدف اين تحقيق بررسي بيان فاكتورهاي نوروتروفيك BDNF, NGF, CNTF, GDNF, NT3, NT5 و برخي از ژن هاي دوپامينرژيك مانند تيروزين هيدروكسلاز درMSCs قبل و پس از تيمار توسط دمسو (Dimethyl sulfoxide, DMSO) است. مواد و روش ها: MSCs از مغز استخوان هاي فمور و تيبياي موش صحرايي بالغ جدا و در محيط a-MEM كامل شده با سرم كشت داده شدند. سلول هاي پاساژ چهارم در دو محيط كشت داده شدند: 1- محيط a-MEM كامل شده با سرم 10 درصد 2- سلول هايي كه در محيط a-MEM حاوي 2 درصد DMSO نگه داري شدند. هويت و ميزان خلوص سلول ها به روش ايمنوسيتوشيمي و بيان ژن ها به روش RT-PCR مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته ها: نتايج نشان داد كه MSCs به رنگ آميزي آلكالين فسفاتاز، آنتي فيبرونكتين و آنتي CD90 پاسخ مثبت دادند. نتايج RT-PCR نشان داد كه عوامل نوروتروفيك و برخي از ژن هاي دوپامينرژيك در هر دو گروه بيان شدند. مقايسه نيمه كمي بيان ژن هاي نوروتروفيك و دوپامينرژيك در اين دو گروه نشان داد كه شدت بيان برخي از ژن ها نوروتروفيك (BDNF, NGF, CNTF, GDNF) در MSCs تيمار نشده به طور معني داري بيش تر از MSCs تيمار شده با DMSO است (P≤0.05). نتيجه گيري: سلول هاي بنيادي مزانشيمي با بيان عوامل نوروتروفيك و برخي از ژن هاي دوپامينرژيك، مي توانند براي درمان بيماري پاركينسون مورد استفاده قرار گيرند.

Introduction: Neurotrophic factors play an important role in differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) into dopaminergic neurons. The objective of this work was to determine the expression of brain derived neurotrophic factor (BDNF), nerve growth factor (NGF), ciliary neurotrophic factor (CNTF), glial cell derived neurotrophic factor (GDNF), NT3 and NT5 and dopaminergic genes such as tyrosine hydroxylase in MSCs before and after dimethyl sulfoxide (DMSO) induction. The aim of this study was to evaluate the differentiation of MSCs induced by DMSO. Materials and Methods: MSCs obtained from the femur and tibia of adult rats were cultured in α-MEM mediums supplemented with serum. Fourth passage of MSCs were cultured in two different types of medium: 1- α-MEM containing 10% serum as control group (untreated cells) and 2- α-MEM containing 2% DMSO as treated cells. Identification and determination of the purity of MSCs were examined by immunocytochemistry staining. Reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) was used to study mentioned genes expression of the MSCs. Results: These results represented that MSCs were immunopositive for alkaline phosphatase, antifibronectine and anti- CD90. In addition the semiquantative study of PCR method showed that some neurotrophic factors (BDNF, NGF, CNTF, GDNF) expression in the untreated MSCs increased significantly compared with that of DMSO-treated group (P<0.05). Conclusion: MSCs play an important role in the treatment of Parkinson's disease by expression of neurotrophic factors and some dopaminergic genes.