بررسي ميزان آپوپتوز در سلول‌هاي هيپوكامپ به دنبال تزريق داخل وريدي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان در مدل ايسكمي- ريپرفيوژن موش صحرايي

EVALUATION OF APOPTOSIS IN HIPPOCAMPAL CELLS OF RAT FOLLOWING INTRAVENOUS INJECTION OF BONE MARROW STROMAL CELLS IN ISCHEMIA-REPERFUSION MODEL

پيش‌زمينه و هدف: ايسكمي مغزي به‌عنوان يك معضل بزرگ جهاني شناخته شده است و ريپرفيوژن متعاقب آن درنهايت منجر به مرگ برنامه‌ريزي‌شده سلولي يا آپوپتوز مي‌گردد. نواحي مشخصي از مغز و انواع خاصي از نورون‌ها ازجمله نورون‌هاي هرمي ناحيه CA1 هيپوكامپ نسبت به ايسكمي مغزي حساس‌ترند. يكي از روش‌هاي درماني كه امروزه به‌طور شايع در بين محققين رواج دارد سلول درماني (cell therapy) مي‌باشد. لذا در اين مطالعه برآن شديم تا ميزان آپوپتوز در سلول‌هاي هيپوكامپ را پس از تزريق داخل وريدي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان (BMSCs) در مدل ايسكمي- ريپرفيوژن موردبررسي قرار دهيم مواد و روش‌ها: در اين مطالعه 40 سر موش صحرايي نر بالغ با وزن 250-300 گرم به‌طور تصادفي به پنج گروه هشت‌تايي تقسيم شدند كه شامل گروه‌هاي كنترل، شم، ايسكمي، vehicle،treatment بودند گروه شم متحمل استرس جراحي بدون مسدود كردن شريان‌هاي كاروتيد مشترك شد. در گروه ايسكمي شريان‌هاي كاروتيد مشترك هردو طرف به مدت بيست دقيقه مسدود شده و سپس مجدداً جريان خون برقرار شد. در گروه vehicle ايسكمي ايجادشده و پس از 7 روز 30µl PBS از طريق وريد دمي تزريق شد. در گروه treatment ايسكمي ايجاد شد و پس از 7 روز سلول‌هاي BMSC به تعداد 800 هزار در 30µl سوسپانسيون سلولي از طريق وريد دمي تزريق شد.72 ساعت قبل از تزريق سلول‌ها با Brdu نشان‌دار شدند. در روز 12 پس از ايسكمي با روش پرفيوژن داخل قلبي و با پارافرمالدييد 4 درصد موش‌ها فيكس شدند و مغز آن‌ها خارج گرديد و پس از پردازش بافتي برش‌هاي 5 ميكروني تهيه شد. جهت شناسايي سلول‌هاي BMSC بررسي ايمونوهيستوشيمي با آنتي‌بادي Anti-Brdu انجام شد. براي نشان دادن سلول‌هاي آپوپتوتيك از رنگ‌آميزي تانل استفاده شد. يافته‌ها: در نمونه‌هاي ايسكمي ايندكس آپوپتوز 37/43 درصد مشاهده شد كه اين ميزان در گروه درمان 61/23 درصد بود اين يافته‌ها نشان مي‌دهند كه ميزان آپوپتوز در گروه تحت درمان با سلول‌هاي بنيادي مغز استخوان در مقايسه با گروه ايسكمي بسيار كمتر بود نتيجه‌گيري: ايسكمي- ريپرفيوژن به مدت 20 دقيقه باعث آسيب و مرگ نوروني وسيع در هيپوكامپ به‌ويژه در ناحيه CA1 مي‌شود و تزريق سلول‌هاي بنيادي مغز استخوان به‌طور معني‌داري موجب كاهش تعداد نورون‌هاي آپوپتوتيك مي‌گردد.

Background & Aims: Cerebral ischemia is known as a major worldwide problem and subsequent reperfusion leads to apoptosis or programmed cell death. Specific regions of the brain and specific types of neurons, including hippocampal CA1 pyramidal neurons are more sensitive in cerebral ischemia. Today cell therapy is one of the common treatments that spread among the researchers. In this study, we evaluated apoptosis in hippocampal cells of rat following intravenous injection of bone marrow stromal cells (BMSCs) in ischemia-reperfusion model. Materials & Methods: In this study, adult male wistar rats (n=40) weighting (250-300g) were used. The rats were divided into the five groups of 8 animals including: control, sham, ischemia, vehicle, and treatment. In the sham group surgery was performed without blocking common carotid arteries. In ischemia group common carotid arteries blocked for twenty minutes and then allowed to reperfusion. In the vehicle group 7 days after ischemia, 30µl PBS was injected via tail vein. In the treatment group BMSC cells (800000/ 30 µl suspension) were injected into the tail vein 7 days after ischemia. And 72 hours before transplantation, the cells were labeled with Brdu. 12 days after ischemia, rats were fixed with 4% Paraformaldehyde through transcardial perfusion and their brains were removed. After histological processing, 5 micron sections were prepared for staining. For immunohistochemistry study anti-Brdu anti-body was used and BMSC cells were identified. Apoptotic cells were detected by TUNEL staining. Results: Sever apoptosis was observed in ischemia group. The mortality rate in the group which was treated with BMSC was lower. Conclusion: Ischemia-reperfusion for 20 minutes causes damage and extensive neural death in the hippocampus, especially in CA1 region and injection of bone marrow stromal stem cells significantly decreased the number of apoptotic neurons.