بررسي بيان ژن‌هاي حفاظت سلولي TXNRD1 و GCLC پس از افزايش بيان Nrf2 در سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از بند ناف

Overexpression of Nrf2 in umbilical cord-derived mesenchymal stem cells upregulating cytoprotective genes, TXNRD1 and GCLC

سابقه و هدف سلول‎هاي بنيادي مزانشيمي(MSCs) به علت خصوصيات منحصر به فرد، سلول‌هايي ايده‎آل در زمينه‎هاي سلول ‎درماني و ژن ‎درماني مي‎باشند. اما بقاي كم آن‎ها پس از پيوند، استفاده از آن‎ها را محدود كرده است. هدف اين مطالعه، بررسي بيان ژن‎هاي حفاظت سلولي شامل NQO1 ، TXNRD1، HO-1 ، GCLC پس از افزايش بيان Nrf2 در سلول‎هاي بنيادي مزانشيمي بود. مواد و روش‌ها در اين مطالعه تجربي، MSCs بند ناف كشت داده شدند و پلاسميد نوتركيب حاوي ژن Nrf2 و پلاسميد فاقد ژن Nrf2 با استفاده از مادهFuGENE HD به داخل اين سلول‎ها ترانسفكت شدند. پس از اعمال استرس به سلول‎ها، RNA استخراج شده و cDNA ساخته شد. آغازگرهاي اختصاصي براي ژن‎هاي Nrf2 ، NQO1 ، TXNRD1 ، HO-1 ، GCLC با استفاده از نرم‌افزار 3Primer طراحي و بيان اين ژن‎ها با روش RT-PCR بررسي شد. نتايج با استفاده از نرم‎افزار Image J2x و ANOVA كمي‎سازي و بررسي آماري گرديد. يافته‌ها بيان Nrf2 در MSCs متعاقب ترانسفكشن افزايش داشت( 01/0(p < . افزايش بيان ژن‎هاي TXNRD1 و GCLC نيز در سلول‎هاي ترانسفكت شده مشاهده شد(05/0 p < و 01/0(p < ولي بيان ژن‎هاي HO-1 و NQO1 در اين سلول‎ها نسبت به كنترل تغييري نداشت. نتيجه گيري افزايش بيان Nrf2 موجب بيان GCLC و TXNRD1 در سلولهاي بنيادي مزانشيمي شده و به نظر مي‎رسد بخشي از اثرات حفاظتي شناخته شده Nrf2 تحت تاثير بيان اين ژن‎ها باشد.

Abstract Background and Objectives Due to the unique criteria, mesenchymal stem cells (MSCs) are the ideal cells for cell therapy and gene therapy. However, the low survival of MSCs after transplantation has limited their application. This study aimed to evaluate the expression of cytoprotective genes including NQO1, TXNRD1, HO-1, GCLC following the overexpression of Nrf2 in MSCs. Materials and Methods In this experimental study, umbilical cord-derived MSCs were cultured and recombinant vectors containing Nrf2 and empty vectors were transfected into MSCs using FuGENE HD. After exposure of the cells to stress, RNA extraction and cDNA generation were performed. Using Primer3 software, specific primers were designed for Nrf2, NQO1، TXNRD1، HO-1 and GCLC genes and the expression of these mentioned genes was evaluated by RT-PCR. The results were quantified and analyzed statistically utilizing Image J software and ANOVA. Results The expression of Nrf2 was up-regulated in MSCs after transfection (p < 0.01). Overexpression of TXNRD1 and GCLC was observed in transfected cells (p < 0.05 and p < 0.01); however, the expression of NQO1 and HO-1 did not change in the transfected group in comparison to the control (p > 0.05). Conclusions Overexpression of Nrf2 resulted in the overexpression of TXNRD1 and GCLC in MSCs and might be explained by the fact that a part of the known Nrf2 cytoprotective mechanisms is controlled by the expression of these genes.