بررسي اثر عنصر بور بر سلول‏هاي بنيادي مزانشيم مغز استخوان رت

Investigation of the Effect of Boron on the Rat Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells

هدف: در اين پژوهش تاثير دوزهاي مختلف اسيد بوريك بر توانايي زيستي‏، مورفولوژي و خصوصيات بيوشيميايي سلول‏هاي بنيادي مزانشيم مغز استخوان رت (MSCs) بررسي شد. مواد و روش‏ها: MSCs تا سه پاساژ كشت و سپس با غلظت هاي 6/0، 3 و 6 نانوگرم، ميكروگرم و ميلي‏گرم بر ميلي‏ليتر اسيد بوريك در زمان‏هاي 12، 24 و 36 ساعت تيمار شد. توانايي زيستي با تست متيل تيازول تترازوليوم بررسي و دوزهاي 6 نانوگرم، ميكروگرم و ميلي‏گرم بر ميلي‏ليتر و زمان 36 ساعت براي ادامه مطالعه انتخاب گرديد. تكثير سلولي بر اساس توانايي تشكيل كلوني و دو برابر شدگي جمعيتي (PDN) ارزيابي و مورفولوژي سلول‏ها توسط رنگ آميزي فلوروسنت بررسي شد. همچنين ميزان كلسيم تام و فعاليت آنزيم‏هاي آلكالين فسفاتاز، لاكتات دهيدروژناز، آسپارتات ترانس آميناز و آلانين ترانس آميناز مورد مطالعه قرار گرفت. داده‏ها با روش ANOVA آناليز شد. نتايج: توانايي زيستي در زمان 36 ساعت توسط همه غلظت‏ها كاهش معني‏دار داشت. دوز‏هاي تيماري باعث تغيير در مورفولوژي هسته و سيتوپلاسم و همچنين كاهش معني‏دار تعداد و قطر كلوني به‏صورت وابسته به دوز شد. تيمار با دوز 6 ميلي‏گرم بر ميلي‏ليتر باعث كاهش معني‏دار PDN در روزهاي 1، 3 و 6 روز و كاهش فعاليت آنزيمهاي لاكتات دهيدروژناز، آسپارتات ترانس آميناز و آلانين ترانس آميناز نيز توسط همه دوزها مشاهده شد. افزايش فعاليت آلكالين فسفاتاز و ميزان كلسيم تام در اثر تيمار با دوزهاي 6 نانوگرم و ميكروگرم مشاهده شد. در حالي‏كه دوز 6 ميلي‏گرم بر ميلي‏ليتر هيچ‏گونه اثري بر ميزان كلسيم تام و آلكالين فسفاتاز نداشت. نتيجه گيري: غلظت‏هاي ميلي‏گرم اسيد بوريك اثر سمي بر MSCs دارد ولي در مورد غلظت‏هاي نانو و ميكرو‏گرم با توجه به تاثير مثبت بر برخي فاكتورها تحقيقات بيشتر پيشنهاد مي‏شود.

Aim: In the present study, the effect of different dose of boric acid (B) on viability, morphology and some biochemical characteristic of rat bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) were investigated. Material and Methods: MSCs after 3rd passage was treated with 0.6,3 and 6 nano,micro and milligram/ml of B for 12,24 and 36hrs. The viability was estimated using 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay and the dose of 6 Nano, micro and milligram/ml and 36hrs was chosen to continue the investigation. The cell proliferation base on colony forming assay and population doubling number (PDN) was studied; also the morphology of the cells was investigated using florescent dye. The concentration of total calcium and the activity of the enzymes Alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, lactate dehydrogenase and alkaline phosphatase was estimated. Data was analyzed using ANOVA. Results: Treatment of the cells with all the doses caused the viability to decrease significantly after 36hrs. Morphology of the nuclei and cytoplasm as well as number and diameter of the colonies showed significant reduction due to the treatments. Whereas treatment with 6mg/ml caused significant decrease of the PDN after 1, 3 and 6days. In addition significant decrease of the activity of Alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase and lactate dehydrogenase were observed in response to treatment with all the doses. Treatment with 6ng and µg/ml caused significant increase in the alkaline phosphatase activity and total calcium concentration, whereas 6mg/ml left no effect on total calcium level and alkaline phosphatase activity. Conclusion: Treatment of MSCs with mg dosage of B showed toxicity, but regarding some factors we observed positive results with respect to nano and microgram dosage, therefore more research is recommended. Keywords: Alkaline phosphatase, Bone marrow mesenchymal stem cells, Boric acid, Viability, Transaminase