بررسی اثرات مقایسه‌ای اکستازی و مت‌آمفتامین بر روی تمایز سلول‌های بنیادی جنینی موش رده‌ی Royan-B1 به سلول‌های عصبی

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 مربی، گروه بیولوژی، دانشکده‌ی علوم پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف‌آباد و کارشناس پژوهشی، مرکز تحقیقات علوم اعصاب، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

2 استادیار، گروه فارماکولوژی، دانشکده‌ی علوم پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف‌آباد و عضو هیأت پژوهشی، مرکز تحقیقات علوم اعصاب، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان و گروه سلول‌های بنیادی، مرکز تحقیقات علوم سلولی جهاد دانشگاهی، پژوهشکد‌ه‌ی رویان، پایگاه تحقیقاتی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: متیلن دی اکسی مت‌آمفتامین (اکستازی) و مت‌آمفتامین از دسته‌ی آمفتامین‌ها هستند که سمیت آن به خصوص بر روی سیستم عصبی سروتونرژیک و دوپامینرژیک ثابت شده است. هدف این مطالعه، مقایسه‌ی اثرات اکستازی و مت‌آمفتامین بر روی تمایز عصب و ژن‌‌های مختص عصبی با استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی موش بود. روش‌ها: غلظت‌های مصرفی اکستازی 1000، 750، 500، 200، 100، 10، 1 و 1/0 میکرومول و مت‌آمفتامین 10، 50، 70، 100، 200، 500، 750 و 1000 میکرومول بود که از روز صفر طبق پروتکل توصیفی به محیط‌ها اضافه شد. اثرات سمی داروها بر روی نورون‌ها، در طی تمایز عصبی (گروه اول) و پس از تمایز (گروه دوم) و نیز اثرات دارو بر روی بیان ژن‌های ویژه عصبی در هر دو گروه برای هر دو دارو ارزیابی شد. تمایز سلول عصبی هفت روز پس از کشت اجسام جنینی با میکروسکوپ نوری مورد ارزیابی قرار گرفت. مهار تمایز عصبی این داروها با توجه به کاهش 50 درصدی تشکیل نورون‌ها در مقایسه با گروه شاهد محاسبه گردید. یافته‌ها: تمایز عصبی اکستازی در گروه اول 50 میکرومولار و در گروه دوم 120 میکرومول بود. تمایز عصبی مت‌آمفتامین در گروه اول 130 میکرومولار و در گروه دوم 400 میکرومولار به دست آمد. بیان MAP2 بر خلاف بیان Nestin 7 روز بعد ازکشت اجسام جنینی همراه با داروها در گروه اکستازی در غلظت‌های بالاتر از 100 میکرومولار دارو در گروه اول و غلظت 200 میکرومولار در گروه دوم و در گروه مت‌آمفتامین در غلظت‌های بالاتر از 200 میکرومولار در گروه اول و 500 میکرومولار در گروه دوم کاهش پیدا کرد. نتیجه‌گیری: نتایج ما نشان داد که اکستازی و مت‌آمفتامین بر روی تمایز عصبی تأثیر داشتند. بیشترین اثرات سمی دارو در طول مرحله‌ی انتقال از سلول‌های پیش‌سازی به سمت سلول‌های عصبی بالغ می‌باشد. بنابراین سلول‌های بنیادی می‌توانند به عنوان مدلی مناسب در درمان بیماری‌ها و مطالعات بیولوژی سلولی و تکاملی و بررسی اثر عوامل مختلف بر مراحل مختلف تکوین جنین پستانداران باشند. واژگان کلیدی: سلول‌های بنیادی، تراتوژنیسیتی، تمایز عصبی، متیلن دی اکسی مت‌آمفتامین، مت‌آمفتامین

عنوان مقاله [English]

Comparison of the Effects of Ecstasy and Methamphetamine on the RB1 Mouse Embryonic Stem Cells Differentiation into Neural Cells

نویسندگان [English]

  • Leila Dehghani 1
  • Rokhsareh Meamar 2
1 Lecturer, Department of Biology, School of Medical Science, Islamic Azad University, Najafabad Branch AND Neurosciences Research Center, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Pharmacology,School of Medical Science, Islamic Azad University, Najafabad Branch AND Faculty Member, Neurosciences Research Center, Isfahan University of Medical Sciences AND Department of Stem Cells, Cell Science Research Center, Royan Institute, Isfahan Campus, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: N-Methyl-3,4-Methylenedioxymethamphetamine (MDMA) and methamphetamine (MA) from the amphetamine family, which are respectively known as ecstasy and ice, have well-established neurotoxic effects on the serotonergic and dopaminergic systems. Regarding the fact that MDMA and MA are primarily used as recreational drugs and are commonly used during child bearing period, there is a major concern on the embryonic and fetal toxicity of these drugs. We have used different methods for screening models but recently embryonic stem cells give us new method for easier and faster way in evaluation of potential toxicity of drug. Methods: We used embryonic stem cells-derived neuronal cells to determine 50% infectious does (ID50) in both groups. ID50C reflects 50% inhibition of embryonic stem cells on neural differentiation. The effect of MDMA and MA on neural differentiation was assessed during two periods: group 1 (throughout the process of neural differentiation), group 2 (during post-plating). Afterwards, the cells were evaluated for neuronal markers by reverse transcription- polymerase chain reaction (RT-PCR). A concentration range of MDMA (0.1, 1, 10, 100, 200, 500, 750, 1000µM) and of MA (10, 50, 70, 100, 200,500, 750, 1000 µM) was applied to the cells from day 0 onwards throughout the entire culture duration as described. Findings: Considering the fact that MDMA and MA are potent neurotoxic drugs, we evaluated their effects during neuronal differentiation and on the survival of embryonic derived neurons. The ID50 for neural differentiation was 50 µM and 130 µM, while for neuronal survival was 120 µM and 400 µM, respectively in MDMA and MA groups. At 7 days post-plating, RT-PCR analysis revealed that unlike the nestin, the expression of MAP2 at concentrations higher than 100 and 200 µM of MDMA and 200 and 500 µM of MA in groups 1 and 2, respectively, was significantly reduced. Conclusion: Our findings have documented that early phase of neural development which coincides with neural tube formation is more sensitive than the later phase when neural precursor cells differentiate into mature neurons. Regarding the embryonic stem cells capabilities such as tissue-specific properties especially in the formation of neuroectodermal and mesodermal cells, they could be served as a system to evaluate inhibiting or inducing effects on differentiation processes in early embryonic stages. Keywords: Stem cells, Cell differentiation, Toxicity, N-Methyl-3,4-methylenedioxyamphetamine, Methamphetamine