تمايز سلول‏هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان به سلول‏هاي شبه عصبي تحت تاثير اسيد رتينوييك و مايع مغزي-نخاعي رت

The Influence of Cerebrospinal Fluid Accompanied by Retinoic Acid on Differentiation of Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells into Neuron-like Cells In Vitro

هدف: مايع مغزي-نخاعي داراي طيف گسترده‏اي از مولكول‏ها و عوامل نوروتروفيك است كه براي نورون‏زايي ضروري است. سلول‏هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان، سلول‏هاي چند تواني هستند كه قابليت تمايز به سلول‏هاي با فنوتيپ شبه عصبي را تحت القاي عوامل رشد مناسب دارند. با توجه به نقش انكارناپذير اسيد رتينوييك در نورون‏زايي، هدف از اين مطالعه القاي تمايز سلول‏هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان به سلول‏هاي شبه عصبي در حضور مايع مغزي-نخاعي، رتينوييك اسيد و تركيب توام مايع مغزي-نخاعي و رتينوييك اسيد است. مواد و روش‌ها: سلول‏هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان موش صحرايي جداسازي و شناسايي شدند. مايع مغزي-نخاعي از قنات بزرگ جنين‏هاي رت نژاد ويستار 19 روزه تهيه شد. سپس سلول‏هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان به‏مدت 12 روز تحت القا 5 درصد مايع مغزي-نخاعي (گروه مايع مغزي-نخاعي)، 6-10 ميكرومول اسيد رتينوييك (گروه اسيد رتينوييك) و تركيب توام مايع مغزي-نخاعي و رتينوييك اسيد (گروه مغزي-نخاعي/ رتينوييك اسيد) قرار گرفتند. ويژگي‏هاي ريخت‏شناسي سلول‏هاي تمايز يافته به‏وسيله ميكروسكوپ معكوس ارزيابي شد و رشد آكسون با استفاده از نرم‏افزار Image J اندازه‏گيري شد. با استفاده از ايمونوسيتوشيمي بيان نشانگرهاي خاص عصبي (نستين و MAP-2) ارزيابي شد. نتايج: ويژگي‏هاي ريخت‏شناسي خاص نوروني در سلول‏هاي تمايز يافته مشاهده شد. حداكثر طول آكسون در روز دوازدهم القا در گروه مغزي-نخاعي/ رتينوييك اسيد ديده شد. نتايج ارزيابي ايمونوسيتوشيمي بيان نشانگر پيش‏ساز عصبي (نستين) را در تمام گروه‏هاي تحت القا نشان داد. در حالي‏كه بيان نشانگر MAP-2 كه به‏عنوان نشانگر سلول عصبي بالغ شناخته مي‏شود در گروه تحت القاي توام مايع مغزي-نخاعي و اسيد رتينوييك ديده شد. نتيجه‌گيري: اين يافته‏ها پيشنهاد مي‏كند كه مايع مغزي-نخاعي به همراه اسيد رتينوييك منجر به تمايز سلول‏هايي با فنوتيپ عصبي و گليالي در شرايط آزمايشگاهي (In vitro) از سلول‏هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان مي‏شود.

Objective: Cerebrospinal fluid (CSF) has a broad range of molecules and neurotrophic factors essential for neurogenesis. Bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) are multipotent stem cells that can differentiate into the cells with neural-like phenotype under the induction of appropriate growth factors. According to the significant role of retinoic acid (RA) in neurogenesis, this study aims to differentiate BMSCs into neuron-like cells using CSF, RA, and the combination of CSF and RA. Methods: Rat BMSCs were isolated and characterized. The CSF was prepared from the cisterna magna of 19-day-old Wistar rat embryos. The BMSCs were induced by either 5% CSF (CSF group), 10-6 µM RA (RA group), or CSF plus RA (CSR group) for 12 days. Morphology of differentiated cells was examined by inverted microscope and axonal outgrowth measured using Image J software. In addition, the expression of neural-specific markers (Nestin and MAP-2) was examined by immunocytochemistry. Results: We observed specific-neuronal morphology in the differentiated cells. The maximum axon length was seen in the CSR group on the 12th day of induction. Immunocytochemistry results showed that the neural progenitor marker (Nestin) was expressed in all treated groups. However, MAP-2, as a mature neural marker, was only expressed in the CSR group. Conclusion: The findings suggest that CSF accompanied RA lead to differentiation of cells with neuronal and glial phenotypes from BMSCs in vitro.