اثر محیط هیپوکسی روی بیان mir-21 و mir-130a در سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق شده از بافت چربی موش در دو مرحله‌ی Primary و Immortality

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، مرکز تحقیقات فیزیولوژی کاربردی و گروه فیزیولوژی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

2 گروه زیست‌شناسی، دانشکده‌ی علوم، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ارسنجان، ارسنجان، ایران

3 دانشجوی دکتری تخصصی پژوهشی، مرکز تحقیقات فیزیولوژی کاربردی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

قدمه: خصوصیات منحصر به فرد سلول‌های بنیادی مزانشیمی، آن‌ها را تبدیل به ابزار قدرتمند در زمینه‌ی سلول‌درمانی و مهندسی ژنتیک کرده است. در مقایسه با سلول‌های بنیادی انسانی، سلول‌های بنیادی موشی دارای خصوصیات متفاوتی مانند هتروژن بودن و سرعت پایین رشد هستند. نشان داده شده است که microRNAها در بسیاری از فرایندهای تنظیمی سلول مانند هیپوکسی نقش دارند. در این مطالعه، اثر کمبود اکسیژن بر بیان microRNA‌های مرتبط با هیپوکسی در سلول‌های بنیادی مزانشیمی جدا شده از بافت چربی موش (Adipose-derived mesenchymal stem cells یا AD-MSC) مورد بررسی قرار گرفت.روش‌ها: سلول‌ها در شرایط هیپوکسی و طبیعی کشت داده شدند و با استفاده از تکنیک Real-time PCR (Real-time polymerase chain reaction)، میزان بیان mir-21 و mir-130a در دو مرحله‌ی Primary و Immortality مورد بررسی قرار گرفت. همچنین بیان نشانگرهای سطحی MSCها با تکنیک فلوسیتومتری مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته‌ها: میزان بیان mir-21 و mir-130a در شرایط هیپوکسی افزایش یافت. میزان بیان این microRNA‌ها در مرحله‌ی Primary بالاتر از مرحله‌ی Immortality بود و بیشتر تحت تأثیر شرایط هیپوکسی قرار داشت. همچنین، میزان بیان نشانگرهای سطحی در سطح AD-MSC در دو فاز متفاوت بود.نتیجه‌گیری: در نهایت با توجه به این که سلول‌های بنیادی به غلظت اکسیژن حساس هستند و با در نظر گرفتن این که در شرایط In vivo سلول‌های بنیادی در شرایط کمبود اکسیژن قرار دارند، القای بیان mir-21 و mir-130a در این شرایط به بقا و حفاظت این سلول‌ها در مقابل آپوپتوز کمک می‌کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Hypoxia on mir-21 and mir-130a Expression in Murine Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells in Primary and Immortality Phases

نویسندگان [English]

  • Shaghayegh Haghjooy-Javanmard 1
  • Najmiyeh Pakyari 2
  • Laleh Rafiee 3
1 Associate Professor, Applied Physiology Research Center AND Department of Physiology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 Department of Biology, School of Sciences, Islamic Azad University, Arsanjan Branch, Arsanjan, Iran
3 PhD student, Applied Physiology Research center, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: The unique properties of mesenchymal stem cells (MSCs) have made them powerful tools in cell therapy and genetic engineering and Murine Mesenchymal stem cells are a suitable model for study in this field. Compared with human mesenchymal stem cells, murine mesenchymal stem cells have different features such as heterogeneity and slow growth rate. Several reports have shown that microRNAs are involved in many cell regulatory processes such as hypoxia. In this study, the effect of hypoxia was investigated on the expression of hypoxia related microRNA in murine mesenchymal stem cells isolated from adipose tissue (AD-MSC).Methods: AD-MSCs were cultured in two hypoxic and normoxic conditions. The expressions of mir-21 and mir-130a in the primary and immortality phase of AD-MSC were evaluated by using Real-time PCR technique. Also, the expression of MSCs surface markers were investigated by flow cytometry in the two mentioned phases.Findings: Our study showed the expression of mir-21 and mir-130a was increased in hypoxic conditions compared to normoxia. Also expressions of surface markers were different in primary and immortality phase.Conclusion: Considering that stem cells are sensitive to environmental oxygen levels, over-expression of mir-21 and mir-130a could promote the survival of MSCs exposed to hypoxia.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hypoxia
  • Murine mesenchymal stem cells isolated from adipose tissue (AD-MSC)
  • mir-21
  • mir-130a

مراجع

  1. van Damme A, Vanden Driessche T, Collen D, Chuah MK. Bone marrow stromal cells as targets for gene therapy. Curr Gene Ther 2002; 2(2): 195-209.
  2. Orlic D, Kajstura J, Chimenti S, Jakoniuk I, Anderson SM, Li B, et al. Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium. Nature 2001; 410(6829): 701-5.
  3. Pittenger MF, Mackay AM, Beck SC, Jaiswal RK, Douglas R, Mosca JD, et al. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science 1999; 284(5411): 143-7.
  4. Studeny M, Marini FC, Dembinski JL, Zompetta C, Cabreira-Hansen M, Bekele BN, et al. Mesenchymal stem cells: potential precursors for tumor stroma and targeted-delivery vehicles for anticancer agents. J Natl Cancer Inst 2004; 96(21): 1593-603.
  5. le Blanc K, Rasmusson I, Sundberg B, Gotherstrom C, Hassan M, Uzunel M, et al. Treatment of severe acute graft-versus-host disease with third party haploidentical mesenchymal stem cells. Lancet 2004; 363(9419): 1439-41.
  6. Young HE, Steele TA, Bray RA, Hudson J, Floyd JA, Hawkins K, et al. Human reserve pluripotent mesenchymal stem cells are present in the connective tissues of skeletal muscle and dermis derived from fetal, adult, and geriatric donors. Anat Rec 2001; 264(1): 51-62.
  7. Ferrari G, Cusella-De AG, Coletta M, Paolucci E, Stornaiuolo A, Cossu G, et al. Muscle regeneration by bone marrow-derived myogenic progenitors. Science 1998; 279(5356): 1528-30.
  8. Jones EA, Kinsey SE, English A, Jones RA, Straszynski L, Meredith DM, et al. Isolation and characterization of bone marrow multipotential mesenchymal progenitor cells. Arthritis Rheum 2002; 46(12): 3349-60.
  9. de Bari C, Dell'Accio F, Vandenabeele F, Vermeesch J, Raymackers J, Luyten FP. Skeletal muscle repair by adult human mesenchymal stem cells from synovial membrane. J Cell Biol 2003; 160(6): 909-18.
  10. Lin G, Garcia M, Ning H, Banie L, Guo YL, Lue TF, et al. Defining stem and progenitor cells within adipose tissue. Stem Cells Dev 2008; 17(6): 1053-63.
  11. Locke M, Feisst V, Dunbar PR. Concise review: human adipose-derived stem cells: separating promise from clinical need. Stem Cells 2011; 29(3): 404-11.
  12. Rebelatto CK, Aguiar AM, Moretao MP, Senegaglia AC, Hansen P, Barchiki F, et al. Dissimilar differentiation of mesenchymal stem cells from bone marrow, umbilical cord blood, and adipose tissue. Exp Biol Med (Maywood) 2008; 233(7): 901-13.
  13. Li K, Han Q, Yan X, Liao L, Zhao RC. Not a process of simple vicariousness, the differentiation of human adipose-derived mesenchymal stem cells to renal tubular epithelial cells plays an important role in acute kidney injury repairing. Stem Cells Dev 2010; 19(8): 1267-75.
  14. Banas A, Teratani T, Yamamoto Y, Tokuhara M, Takeshita F, Osaki M, et al. Rapid hepatic fate specification of adipose-derived stem cells and their therapeutic potential for liver failure. J Gastroenterol Hepatol 2009; 24(1): 70-7.
  15. Schenke-Layland K, Strem B, Jordan M, de Emedio M, Hedrick M, Roos K, et al. Adipose tissue-derived cells improve cardiac function following myocardial infarction. J Surg Res 2009; 153(2): 217-23.
  16. Chen CZ, Li L, Lodish HF, Bartel DP. MicroRNAs modulate hematopoietic lineage differentiation. Science 2004; 303(5654): 83-6.
  17. Guo L, Zhao RCH, Wu Y. The role of microRNAs in self-renewal and differentiation of mesenchymal stem cells. ‎Exp. Hematol 2011; 39(6): 608-16.
  18. Krol J, Loedige I, Filipowicz W. The widespread regulation of microRNA biogenesis, function and decay. Nat Rev Genet 2010; 11(9): 597-610.
  19. Bao B, Ali S, Kong D, Sarkar SH, Wang Z, Banerjee S, et al. Anti-tumor activity of a novel compound-CDF is mediated by regulating miR-21, miR-200, and PTEN in pancreatic cancer. PLoS One 2011; 6(3): e17850.
  20. Trohatou O, Zagoura D, Bitsika V, Pappa KI, Antsaklis A, Anagnou NP, et al. Sox2 suppression by miR-21 governs human mesenchymal stem cell properties. Stem Cells Transl Med 2014; 3(1): 54-68.
  21. Han M, Liu M, Wang Y, Chen X, Xu J, Sun Y, et al. Antagonism of miR-21 reverses epithelial-mesenchymal transition and cancer stem cell phenotype through AKT/ERK1/2 inactivation by targeting PTEN. PLoS One 2012; 7(6): e39520.
  22. Burmistrova OA, Goltsov AY, Abramova LI, Kaleda VG, Orlova VA, Rogaev EI. MicroRNA in schizophrenia: genetic and expression analysis of miR-130b (22q11). Biochemistry (Mosc) 2007; 72(5): 578-82.
  23. Lai KW, Koh KX, Loh M, Tada K, Subramaniam MM, Lim XY, et al. MicroRNA-130b regulates the tumour suppressor RUNX3 in gastric cancer. Eur J Cancer 2010; 46(8): 1456-63.
  24. Zhu G, Wang Y, Mijiti M, Wang Z, Wu PF, Jiafu D. Upregulation of miR-130b enhances stem cell-like phenotype in glioblastoma by inactivating the Hippo signaling pathway. Biochem Biophys Res Commun 2015; 465(2): 194-9.
  25. Das R, Jahr H, van Osch GJ, Farrell E. The role of hypoxia in bone marrow-derived mesenchymal stem cells: considerations for regenerative medicine approaches. Tissue Eng Part B Rev 2010; 16(2): 159-68.
  26. Ivanovic Z. Hypoxia or in situ normoxia: The stem cell paradigm. J Cell Physiol 2009; 219(2): 271-5.
  27. Yoshida Y, Takahashi K, Okita K, Ichisaka T, Yamanaka S. Hypoxia enhances the generation of induced pluripotent stem cells. Cell Stem Cell 2009; 5(3): 237-41.
  28. Xing Y, Hou J, Guo T, Zheng S, Zhou C, Huang H, et al. microRNA-378 promotes mesenchymal stem cell survival and vascularization under hypoxic-ischemic conditions in vitro. Stem Cell Res Ther 2014; 5(6): 130.
  29. Polytarchou C, Iliopoulos D, Hatziapostolou M, Kottakis F, Maroulakou I, Struhl K, et al. Akt2 regulates all Akt isoforms and promotes resistance to hypoxia through induction of miR-21 upon oxygen deprivation. Cancer Res 2011; 71(13): 4720-31.
  30. Saito K, Kondo E, Matsushita M. MicroRNA 130 family regulates the hypoxia response signal through the P-body protein DDX6. Nucleic Acids Res 2011; 39(14): 6086-99.
  31. Nie Y, Han B, Liu X, Yang JJ, Wang F, Cong XF, et al. Identification of microRNAs involved in hypoxia- and serum deprivation-induced apoptosis in mesenchymal stem cells. Int J Biol Sci 2011; 7(6): 762-8.
  32. Ahmadbeigi N, Soleimani M, Gheisari Y, Vasei M, Amanpour S, Bagherizadeh I, et al. Dormant phase and multinuclear cells: two key phenomena in early culture of murine bone marrow mesenchymal stem cells. Stem Cells Dev 2011; 20(8): 1337-47.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 34، شماره 369 - شماره پیاپی 369
فروردین و اردیبهشت 1395
صفحه 28-34

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 27 مهر 1394
  • تاریخ بازنگری: 12 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار