اثرات ضد پیری ویتامین C بر کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان انسان Ⅱ

بحث

تحقیقات زیست پزشکی به دنبال توضیحی برای پدیده ها هستندمتابولیسم انسان و مکانیسم های آن اینتحقیقات به سلول های بدن انسان نیاز دارد'مختلفسیستم های اندام؛ با این حال، به دلایل بالینی و اخلاقی،بافت های زنده از بدن انسان عملا نمی توانند باشندبه دست آورد تا به عنوان یک تحقیق اولیه زیست پزشکی خدمت کندمدل. hESCs مشتق شده از توده سلولی داخلی یکجنین (تامسون و همکاران1998) و hiPSC های مشتق شده ازیک بیمار'فیبروبلاست های s (Takahashi et al.2007) می تواند خدمت کندبه عنوان جایگزین های مناسب برای مطالعات انسانی با توجه به آنهامنشا و پتانسیل رشد (پرا و همکاران2000; روبینوف و همکاران2000). مشتقات سلول های بنیادی انسانیمانند سلول های قلبی منحصر به فرد و قابل تکرار هستندمدل سلولی برای استفاده در زیست شناسی رشد انسان،تحقیقات زیست پزشکی و مطالعات دارویی

برای آشنایی با ویتامین ضد پیری سیستانچ اینجا کلیک کنید

پیری یک پدیده عمومی است که بر روی جسم تاثیر می گذاردسلول ها و منجر به کاهش عملکرد سلولی و بدن می شود،به نمایندگی ازکوتاه شدن تلومرها, انباشتاز جهش، وتوسعه میتوکندریاختلال عملکرد(گلدشتاین1990; فینکل و هالبروک2000). پدیده پیری به طور موقت گسترده است.بنابراین، تحقیق در مورد پیری سلول های بدن انسانانجام آن دشوار است.پیری کاردیومیوسیت هااستناشی از سن, تشکیل گونه های اکسیداتیو واکنشی, وآسیب میتوکندری(ترمن و همکاران2004; ترمانو برانک2005). این اثرات در قابل تکرار هستندکشت آزمایشگاهی کاردیومیوسیت ها

در اینجا، ما پدیده پیری را نشان دادیمCM های مشتق شده از hPSC. CM های مشتق شده از PSC انسانی spon هستندشرایط کشت در شرایط آزمایشگاهی با پیری همزمان. روز 24سلول‌ها رنگدانه‌های مخصوص سن بیشتری را نشان دادندنسبت به سلول ها در روزهای 12 و 18. این مورفولوژیکتغییرات با کاهش بیان مرتبط استژن های مرتبط با چرخه سلولی، سرعت ضربان آهسته تر و کمپتانسیل های غشای میتوکندری بیانژن cyclin به روشی وابسته به زمان کاهش یافت.این کاهش ژن cyclin در مطالعه ما بودمشابه تغییرات کلی شناخته شده در پیری درسطح مولکولی (شیدینا و همکاران2011). یافته ماضربان آهسته تر در سلول های پیر با ما مطابقت داشتگزارش قبلی (کیم و همکاران2011). ما میتوکندری را اندازه گیری کردیمعملکرد با استفاده از رنگ JC-1 در روز ۲۴ ودریافتند که تنها 30 درصد از سلول های تمایز یافته حفظ می شوندعملکرد میتوکندری علاوه بر این، بیان ازژن‌های کدکننده تلومر کاهش یافت.

یک یافته جالب این است که یک ویژگی کمتر برجسته استاز پیری و ویتامین C'اثرات معکوس مشاهده شددر CM مشتق از hiPSC. iPSCهای انسانی بالغ هستندسلول های سوماتیکی که مجدداً به یک پرتوان برنامه ریزی شده اندحالت (یو و همکاران2007) از طریق تحویلعوامل پرتوانی برون زا (تاکاهاشی و همکاران2007). به دلیل ماهیت اشتقاق آنها، iPSCهادر نظر گرفته می شوند که دارای یک حالت اپی ژنتیک متفاوت هستنداز ESCs (چین و همکاران2009) و همچنین نشان دهدراندمان تمایز را به خط خاص کاهش دادسنین (موریتز و همکاران2008). برنامه مجدد اگزوژنعوامل مینگ انتخاب شده برای درج در سلول های سوماتیک ممکن استاین یافته را به حساب آورد. hiPSC های برنامه ریزی شده مجدد دارندبرنامه ریزی مجدد ناقص یا پیری زودرس نشان داده شده استدر طول تمایز آزمایشگاهی در مقایسه با hESCs(هانا و همکاران2010). بنابراین، CM های مشتق از hESC به نظر می رسدبرای مطالعه پیری یا مرتبط با آن مناسب تر باشدپژوهش.

ویتامین C نقش های زیادی در ضد پیری دارد و داردنشان داده شدهاثرات محافظتی قلبی عروقی(ژو و همکاران2006; لویکینگ و همکاران2010). ما از غلظت های مختلف استفاده کردیمویتامین C برای نشان دادن این ضد پیریاثرات بر CM های مشتق از hESC درمان ویتامین Cفرکانس ضربان CM های مشتق از hESC را تحت تاثیر قرار دادو تمایل CM های مشتق از hESC را کاهش دادبا افزایش سن کندتر می زند علاوه بر این، درمانبا ویتامین C بیان مربوط به پیری را تحت تاثیر قرارژن ها و عملکرد میتوکندری در مشتق شده از hESCCM ها اول، تغییرات در hTERT، hTR، وTRF2 مشاهده شد. انسان TR (hTR) و hTERTرمزگذاری RNA و پروتئین مرتبط با تلومراز انسانی،به ترتیب. نقش آنها در افزایش سن به خوبی شناخته شده است(هیاما و همکاران1995) به عنوان هر دو ژن مربوط بهتلومرها و تلومراز (هافمن و همکاران2000; سوختگی سیاه2001). در مطالعه ما، درمان با ویتامینC در CM های مرحله ای مختلف بیان را افزایش دادhTERT. بیان TR انسانی نیز در مراحل آخر افزایش یافته استCM های مشتق از hESC. این نتایج نشان می دهدکه ویتامین C تأثیر مستقیمی بر فعالیت تلومراز دارددر CM های مشتق از hESC. علاوه بر این، ویتامین C ممکن استتقویت رونویسی ژن های مرتبط با تلومراز،و این اثر ضد پیری ممکن است وابسته به مرحله باشدCM های قدیمی مشتق از hESC. بیان TRF2 به طور چشمگیریدر مرحله آخر ناشی از hESC افزایش یافته استCM ها با ویتامین C درمان می شوند و این نتایج نشان می دهدکه TRF2 در تنظیم ژنتیکی نقش داردCM های قدیمی مشتق از hESC. فعالیت TRF2 مرتبط استپیری در سلول های سوماتیک، که بیشتر نشان می دهدضد پیریاثرات ایجاد شده توسط ویتامین C.

ما همچنین اثر ویتامین C را بر روی میتوکندری مشاهده کردیمپتانسیل غشایی اثر ضد پیریویتامین C با بازیابی میزان ضرب و شتم در ارتباط استCM های مشتق از hESC. در مجموع، این نتایج نشان می دهدکه نقش شناخته شده محافظت از قلب ویتامین Cهمچنین برای CM های مشتق شده از hESC در شرایط آزمایشگاهی اعمال می شود. بینشرایط آزمایش شده، درمان ویتامین C در 100μم برای48 ساعت بیشترین تاثیر را داشت و این غلظت نزدیک بهمقدار توصیه شده ویتامین C در رژیم غذایینتایج به شدت از اعتبار سنجی مشتق شده از hESC پشتیبانی می کندCM ها به عنوان یک منبع سلولی قابل دوام که می تواند به عنوان یک منبع منحصر به فرد عمل کندمدل پیری سلول های قلب انسان

در نتیجه، ما نشان دادیم که از hESC مشتق شده استCM ها برای استفاده به عنوان یک مدل جایگزین مناسب هستندپیری در سلول های قلب انسان این مدل می تواند باشدگسترش یافته به سایر زمینه های تحقیقات زیست پزشکی به عنوان یکجایگزین سلول های اولیه قلب انسان و انواع مختلفبنابراین عوامل ضد پیری نامزد را می توان با مطالعه کردCM های مشتق شده از hESC در آینده.

قدردانیاین کار با کمک مالی از طرفپروژه تحقیق و توسعه فناوری سلامت کره، وزارت بهداشت ورفاه، جمهوری کره (A111539) و توسط علوم پایهبرنامه تحقیقاتی از طریق بنیاد ملی تحقیقاتکره (NRF) توسط وزارت آموزش، علوم وفناوری (2012-0004131). نویسندگان از صمیمیت قدردانی می کنندکمک فنی توسط میونگ سو چو، سان می باک، جون بئومکو و یونگ جین کیم

منابع

Blackburn EH (2001) سوئیچینگ و سیگنال دهی در تلومر.سلول 106:661–673 

Chin MH، Mason MJ، Xie W، Volinia S، Singer M، Peterson C،Ambartsumyan G، Aimiuwu O، Richter L، Zhang J،خوروستوف اول، اوت وی، گرونشتاین ام، لاون ن، بنونیستیN، Croce CM، Clark AT، Baxter T، Pyle AD، Teitell MA،Pellegrini M, Plath K, Lowry WE (2009) القایی پرتوانسلول های بنیادی و سلول های بنیادی جنینی متمایز می شوندبا امضای بیان ژن سلول بنیادی سلولی 5:111–123

Finkel T، Holbrook NJ (2000) اکسیدان، استرس اکسیداتیو وزیست شناسی پیری طبیعت 408:239–247 گلدشتاین اس (1990) پیری تکراری: فیبروبلاست انسانیبه سن می رسد علم 249:1129–1133

Hanna JH، Saha K، Jaenisch R (2010) پرتوانی و سلولیبرنامه ریزی مجدد: حقایق، فرضیه ها، مسائل حل نشده. سلول143:508–525 هیاما ای، یوکویاما تی، تاتسوموتو ان، هیاما کی، امامورا وای،موراکامی وای، کوداما تی، پیاتیشک MA، شای جی دبلیو،Matsuura Y (1995) فعالیت تلومراز در سرطان معده.سرطان Res 55٪ 3a3258–3262 

هافمن KE، Levene SD، Tesmer VM، Shay JW، Wright WE(2000) کوتاه شدن تلومر متناسب با اندازه استتلومریک غنی از G 3′-برآمدگی J Biol Chem 275:19719–19722 

Kehat I، Kenyagin-Karsenti D، Snir M، Segev H، Amit M،گپستین آ، لیون ای، بیناه او، ایتسکوویتز-الدور جی، گپستینL (2001) سلول های بنیادی جنینی انسان می توانند به آنها تمایز پیدا کنندمیوسیت ها با ویژگی های ساختاری و عملکردی کاردیومیوسیت ها J Clin Invest 108:407–414

Kim YY، Ku SY، Jang J، Oh SK، Kim HS، Kim SH، Choi YM،Moon SY (2008) استفاده از جنین کشت طولانی مدتبدن ممکن است تمایز کاردیومیوسیت را افزایش دهدBMP2. Yonsei Med J 49:819–827 

Kim YY، Ku SY، Liu HC، Cho HJ، Oh SK، Moon SY، Choi YM(2011) انجماد سلول های بنیادی جنینی انسانکاردیومیوسیت های مشتق شده توسط BMP2 در بدون سرم القا شده استوضعیت. Reprod Sci 18:252–260

Laflamme MA، Murry CE (2005) بازسازی قلب. ناتبیوتکنول 23:845–856 Luiking YC، Engelen MP، Deutz NE (2010) تنظیم نیتریکتولید اکسید در سلامت و بیماری Curr Opin ClinNutr Metab مراقبت 13٪ 3a97–104

Mauritz C، Schwanke K، Reppel M، Neef S، Katsirntaki K،Maier L، Nguemo F، Menke S، Haustein M، Hescheler J،هاسنفوس جی، مارتین یو (2008) نسل عملکردیمیوسیت های قلبی موش از ساقه پرتوان القاییسلول ها. تیراژ 118:507–517

Mummery C، Ward-van Oostwaard D، Doevendans P، Spijker R،ون دن برینک اس، هاسینک آر، ون در هیدن ام، اپتوف تی،Pera M، de la Riviere AB، Passier R، Tertoolen L (2003)تمایز سلول های بنیادی جنینی انسان به کاردیومیوسیت: نقش همکشتی با آندودرم احشاییسلول ها. تیراژ 107:2733–2740

Oh SK، Kim HS، Ahn HJ، Seol HW، Kim YY، Park YB، Yoon CJ،Kim DW, Kim SH, Moon SY (2005a) اشتقاق و خصوصیاترده های جدید سلول های بنیادی جنینی انسان: SNUhES1،SNUhES2 و SNUhES3. سلول های بنیادی 23:211–219 Oh SK، Kim HS، Park YB، Seol HW، Kim YY، Cho MS، Ku SY،روش‌های گسترش Choi YM، Kim DW، Moon SY (2005b)سلول های بنیادی جنینی انسان سلول های بنیادی 23:605–609 Pera MF، Reubinoff BE، Trounson A (2000) جنین انسانسلولهای بنیادی. J Cell Sci 113:5–10