ارتباط بیان فاکتور رونویسی POU5F1 با افزایش سن به عنوان یک عامل اپی‌ژنتیکی

مهدی نژاد روشن, مهدی; ارجمند, پردیس; عزیزی, حسین

doi:10.48305/jims.v41.i741.0965

ارتباط بیان فاکتور رونویسی POU5F1 با افزایش سن به عنوان یک عامل اپی‌ژنتیکی

نوع مقاله : Original Article(s)

نویسندگان

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه بیولوژی و علوم تشریح، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران و دانشیار، دانشکده‌ی بیوتکنولوژی، دانشگاه فناوری‌های نوین آمل، آمل 49767، ایران

² دانشجوی کارشناسی ارشد ژنتیک، دانشگاه آزاد جهرم، جهرم، استان فارس، ایران

³ دانشیار، دانشکده‌ی بیوتکنولوژی، دانشگاه فناوری‌های نوین آمل، آمل 49767، ایران

10.48305/jims.v41.i741.0965

چکیده

مقاله پژوهشی

مقدمه: هدف از مطالعه‌ی حاضر، بررسی ارتباط میزان بیان فاکتور مهم رونویسی POU5F1 در سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی با سن و ارائه‌ی الگوهای بیانی این فاکتور در لوله‌ی اسپرم‌ساز موش می‌باشد.
روش‌ها: در مطالعه‌ی حاضر پس از استخراج بیضه‌ی موش‌های نوزاد دو هفته‌ای و بالغ 16 هفته‌ای که از مؤسسه‌ی پاستور ایران خریداری شد، سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی جدا‌سازی گردید؛ پس از کشت سلول‌ها در محیط کشت StemPro-34 medium حاوی فاکتورهای رشد اختصاصی کشت داده شدند. همینطور بافت برش داده شده پس از انجام مراحل فیکس کردن و آماده‌سازی، با آنتی‌بادی‌های اولیه و ثانویه انکوبه شدند و بررسی ایمنوهیستوشیمیایی با میکروسکوپ کونفوکال انجام گردید. همچنین آنالیز
real-time PCR برای بررسی کمی میزان بیان فاکتور رونویسی POU5F1 استفاده شد.
یافته‌ها: در حالی که در آنالیز ایمنوهیستوشیمیایی، بیان بالای فاکتور رونویسی POU5F1در بیضه‌ی نوزاد مشاهده شد، تعداد سلول‌های POU5F1 مثبت در لوله‌های اسپرم‌ساز بیضه‌ی بالغ بیشتر از نوزاد بود. همینطور تجزیه و تحلیل real-time PCR نشان داد که میزان بیان ژن POU5F1 در SSC‌های نوزاد به طور معنی‌داری (0/05 P <) بالاتر از ‌SSCهای 16 هفته‌ای بود.
نتیجه‌گیری: نتایج حاصل می‌تواند پایه ابعاد جدیدی در ارتباط فاکتورهای اپی‌ژنتیکی با قدرت تمایزی سلول‌های بنیادی را آشکار سازد که باید در پژوهش‌های تمایز آزمایشگاهی سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی به سلول‌های اسپرم مورد توجه قرار گیرد.

تازه های تحقیق

مهدی مهدی نژاد روشن: PubMed

حسین عزیزی: Google Scholar, PubMed

کلیدواژه‌ها

موضوعات

پزشکی

عنوان مقاله [English]

The Relationship between POU5F1 Transcription Factor Expression and Age Increasing as an Epigenetic Factor

نویسندگان [English]

Mehdi Mehdinezhad Roshan ¹
Pardis Arjmand ²
Hossein Azizi ³

¹ MSc Student, Department of Biology and Anatomical Sciences, School of Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran AND Associate Professor, Department of Biotechnology, Amol University of Special Modern Technologies 49767, Amol, Iran

² MSc Student of Genetics, Department of Biology, Jahrom Branch, Islamic Azad University, Jahrom, Iran

³ Associate Professor, Department of Biotechnology, Amol University of Special Modern Technologies 49767, Amol, Iran

چکیده [English]

Background: The purpose of this study is to investigate the relationship between the expression level of the important transcription factor POU5F1 in spermatogonial stem cells with age and to present the expression patterns of this factor in the mouse spermatogenic tube.
Methods: In the present study, spermatogonial stem cells were isolated after extracting the testicles of two-week-old and sixteen-week-old adult mice purchased from the Pasteur Institute of Iran. The cells were cultured in a StemPro-34 medium containing specific growth factors. Also, after fixing and preparing the tissue, they were incubated with primary and secondary antibodies, and an immunohistochemical examination was done with a confocal microscope. Then, real-time PCR analysis was used to quantitatively investigate the expression of the POU5F1 transcription factor.
Findings: While in the immunohistochemical analysis, high expression of the POU5F1 transcription factor was observed in the infant's testis, the number of POU5F1 positive cells in the seminiferous tubules of the adult testis was higher than that of the infant. Also, real-time PCR analysis showed that the level of POU5F1 gene expression in newborn SSCs was significantly (P < 0.05) higher than 16-week-old SSCs.
Conclusion: The results can reveal the foundation of new dimensions in the relationship between epigenetic factors and the differentiation power of stem cells, which should be considered in research on the differentiation of spermatogonial stem cells into sperm cells.

کلیدواژه‌ها [English]

Testis
Seminiferous tubules
Germ cells
Transcription factor
POU5F1

مراجع

Zeineddine D, Hammoud AA, Mortada M, Boeuf H. The Oct4 protein: more than a magic stemness marker. Am J Stem Cells 2014; 3(2): 74-82.
Kubota H, Brinster RL. Spermatogonial stem cells†. Biol Reprod 2018; 99(1): 52-74.
Azizi H, Koruji M, Skutella T. Comparison of PLZF
gene expression between pluripotent stem cells and testicular germ cells. Cell J 2020; 22(1): 60-5.
Azizi H, Ghasemi Hamidabadi H, Skutella T. Differential proliferation effects after short-term cultivation of mouse spermatogonial stem cells on different feeder layers. Cell J 2019; 21(2): 186-93.
Azizi H, Ranjbar M, Rahaiee S, Govahi M, Skutella T. Investigation of VASA gene and protein expression in neonate and adult testicular germ cells in mice in vivo and in vitro. Cell J 2020; 22(2): 171-7.
Azizi H, Asgari B, Skutella T. Pluripotency potential of embryonic stem cell-like cells derived from mouse testis. Cell J 2019; 21(3): 281-9.
Azizi H, Conrad S, Hinz U, Asgari B, Nanus D, Peterziel H, et al. Derivation of pluripotent cells from mouse SSCs seems to be age dependent. Stem Cells Int 2016; 2016: 8216312.
Malik V, Glaser LV, Zimmer D, Velychko S, Weng M, Holzner M, et al. Pluripotency reprogramming by competent and incompetent POU factors uncovers temporal dependency for Oct4 and Sox2. Nat Commun 2019; 10(1): 3477.
Martí M, Mulero L, Pardo C, Morera C, Carrió M, Laricchia-Robbio L, et al. Characterization of pluripotent stem cells. Nat Protoc 2013; 8(2): 223-53.
Wang X, Dai J. Concise review: isoforms of OCT4 contribute to the confusing diversity in stem cell biology. Stem Cells 2010; 28(5): 885-93.
Liu L, Huang R, Yang R, Wei X. OCT4B1 regulates the cellular stress response of human dental pulp cells with inflammation. Biomed Res Int 2017; 2017: 2756891.
Cauffman G, Liebaers I, Van Steirteghem A, Van de Velde H. POU5F1 isoforms show different expression patterns in human embryonic stem cells and preimplantation embryos. Stem Cells 2006; 24(12): 2685-91.
Zheng Y, Phillips LJ, Hartman R, An J, Dann CT. Ectopic POU5F1 in the male germ lineage disrupts differentiation and spermatogenesis in mice. Reproduction 2016; 152(4): 363-77.
Ohbo K, Yoshida S, Ohmura M, Ohneda O, Ogawa T, Tsuchiya H, et al. Identification and characterization of stem cells in prepubertal spermatogenesis in mice. Dev Biol 2003; 258(1): 209-25.
Sohni A, Tan K, Song HW, Burow D, de Rooij DG, Laurent L, et al. The neonatal and adult human testis defined at the single-cell level. Cell Rep 2019; 26(6): 1501-17.e4.
Goel S, Fujihara M, Minami N, Yamada M, Imai H. Expression of NANOG, but not POU5F1, points to the stem cell potential of primitive germ cells in neonatal pig testis. Reproduction 2008; 135(6): 785-95.
Payne CJ. Cycling to and from a stem cell niche: the temporal and spatial odyssey of mitotic male germ cells. Int J Dev Biol 2013; 57(2-4): 169-77.
Yang M, Deng B, Geng L, Li L, Wu X. Pluripotency factor NANOG promotes germ cell maintenance in vitro without triggering dedifferentiation of spermatogonial stem cells. Theriogenology 2020; 148: 68-75.
Li YQ. Networks of transcription factors for Oct4 expression in mice. DNA Cell Biol 2017; 36(9): 725-36.
Pesce M, Schöler HR. Oct-4: control of totipotency and germline determination. Mol Reprod Dev 2000; 55(4): 452-7.
Dann CT, Alvarado AL, Molyneux LA, Denard BS, Garbers DL, Porteus MH. Spermatogonial stem cell self-renewal requires OCT4, a factor downregulated during retinoic acid-induced differentiation. Stem Cells 2008; 26(11): 2928-37.
Mehravar M, Ghaemimanesh F, Poursani EM. An overview on the complexity of OCT4: at the level of DNA, RNA and protein. Stem Cell Rev Rep 2021; 17(4): 1121-36.
Sneha S, Nagare RP, Manasa P, Vasudevan S, Shabna A, Ganesan TS. Analysis of human stem cell transcription factors. Cell Reprogram 2019; 21(4): 171-80.