تاثير امواج فراصوت با شدت پايين پالسي بر سلو لهاي بنيادي اسپرماتوگوني موش نوزاد

The effect of Low-intensity Pulsed Ultrasound Stimulation on Neonate Mouse Spermatogonial Stem Cells

هدف: مطالعه حاضر با هدف ارايه يك روش موثر و كم هزينه براي بهبود تكثير و كلوني‏زايي سلول‏هاي بنيادي اسپرماتوگوني در محيط آزمايشگاه انجام شد. مواد و روش‏ها: سلول‏هاي بنيادي اسپرماتوگوني از موش نوزاد در محيط كشت DMEM حاوي سرم جنين گاوي 10 درصد جدا شدند. در مرحله اول اين مطالعه، دما به وسيله تابش امواج فراصوت با شدت پايين روي ظرف كشت حاوي محيط كشت كنترل شد و در فاز بعدي، سلول‏هاي بنيادي اسپرماتوگوني تحت تابش امواج فراصوت با شدت پايين پالسي با شدت 200 ميلي‏وات بر سانتي‏متر مربع با چرخه‏هاي كاري 20 درصد و 40 درصد به‏مدت 5 روز قرار گرفتند و ميزان تكثير و كلوني‏زايي در روز هفتم بررسي شد. نتايج: تحريك امواج فراصوت با شدت پايين پالسي روي سلول‏هاي بنيادي اسپرماتوگوني، ميزان تكثير و كلوني‏زايي را در گروه‏هاي آزمون در مقايسه با گروه كنترل افزايش داد. ميانگين ميزان تكثير در گروه‏هاي چرخه كاري 20 درصد و 40 درصد و كنترل به‏ترتيب 06/0 ± 46/1، 1/0 ± 00/2 و 06/0 ± 26/1 بود. ميانگين تعداد كلوني‏ها در گروه‏هاي چرخه كاري 20 درصد و 40 درصد و كنترل به‏ترتيب 7/7±24، 4/1±62 و 5/5±19 بود. ميانگين قطر كلوني‏ها در گروه‏هاي چرخه كاري 20 درصد و 40 درصد و كنترل به‏ترتيب 0/2 ± 6/186، 4/4 ± 3/185 و 0/2 ± 0/190 ميكرومتر بود. نتايج بررسي حاضر نشان داد كه در ميزان تكثير و تعداد كلوني‏ها در گروه‏هاي آزمون در مقايسه با گروه كنترل، افزايش معني‏داري وجود دارد (05/0P < )؛ در حالي كه بين قطر كلوني‏ها در گروه‏هاي آزمون و كنترل تفاوت معني‏داري وجود نداشت. نتيجه‏گيري: اين نتايج پيشنهاد مي‏كند كه امواج فراصوت با شدت پايين پالسي مي‏تواند يك روش موثر و كم هزينه براي بهبود تكثير و كلوني‏زايي سلول‏هاي بنيادي اسپرماتوگوني طي كشت آزمايشگاهي باشد.

Objective: This study presents an efficient, cost-effective method to improve proliferation and colonization of spermatogonial stem cells (SSCs) in vitro. Methods: Isolated SSCs from neonate mice were cultured in DMEM culture medium with 10% fetal bovine serum (FBS). In the first phase of the study, the temperature was controlled by low intensity pulsed ultrasound stimulation (LIPUS) of the plate that contained the culture medium. In the next phase, SSCs were stimulated by LIPUS with 200 mW/cm2 with 20% and 40% duty cycle for five days. Proliferation and colonization of SSCs were on the seventh day. Results: LIPUS treatment of mouse SSCs increased the proliferation rate and colonization of SSCs in the experimental groups compared to the control group. Average proliferation rate in the 20% duty cycle group was 1.46±0.06, in the 40% duty cycle group it was 2.00±0.1 and for the control group, it was 1.26±0.06. The average number of colonies in the 20% duty cycle group was 24±7.7, whereas the 40% duty cycle group had 62±1.4 colonies and the control group had an average of 19±5.5 colonies. Average colony diameters were as follows: 186.6±2.07 µm (20% duty cycle group), 185.3±4.4 µm (40% duty cycle group) and 190.0±2.0 µm (control group). Our results showed a significant increase in proliferation rate and number of colonies in the experimental groups compared to the control group (P < 0.05), whereas no significant differences were observed between groups in colony diameters. Conclusion: These results suggested that LIPUS treatment can be an efficient, cost-effective method to improve proliferation and colonization of SSCs during in vitro culture.