[FONT=times new roman,times,serif]توان سلول های بنیادی مزانشیمی در تمایز به رده های اسکلتی وهمچنین ظرفیت تکثیری بالای انهادر محیط ازمایشگاهی سبب شده تا این سلول ها را منبع مناسبی برای سلول درمانی ضایعات استخوانی وغضروف در نظر گیرند.برخی محققین معتقدند که جهت درمان ضایعات استخوانی وغضروفی بهتر است سلول بنیادی مزانشیمی به صورت کاملا تمایز یافته مورد استفاده قرار گیرد.در واقع توان تمایز به استخوان وغضروف در زمره اولین ظرفیت های تمایزی این سلول ها بود که در اولین گزارش مربوط به کشف وشناسایی این سلول ها به ان اشاره شد.البته باید خاطر نشان کرد که پتانسیل تمایزی سلول بنیادی مزانشیمی محدود به این دو رده نبوده ومطالعات نشان داده است که سلول های فوق قادرند به انواع دیگری از سلول های سه لایه جنینی نیز متمایز شوند.درنوشته حاضر به پتانسیل تمایز به استخوان وغضروف سلول های بنیادی مزانشیمی در محیط ازمایشگاهی پرداخته شده است.در اغاز به عنوان مقدمه ویژگیهای سلول بنیادی مزانشیمی توصیف شده است ودر ادامه مباحث مربوط به تمایز استخوانی وغضروفی مد نظر قرار گرفته است .در این بحث موضوعاتی نظیر شرایط ازمایشگاهی لازم برای تمایز به استخوان وغضروف تنظیمات مولکولی تمایز مسیرهای سیگنالی تمایز به استخوان وغضروف وبالاخره ژن های دخیل در فرایند تمایز به استخوان وغضروف مورد توجه قرار گرفته است .
[FONT=times new roman,times,serif] 1 .ویژگی سلول بنیادی مزانشیمی :این سلول ها که برای اولین بار از مغز استخوان جدا شدند سلول های چند توانی هستند که دراغلب بافت ها هستند در ابتدا با توانایی سه فنوتیپ استخوانی عضلانی وچربی شناخته شد.این سلول در سال 1974 توسطiedensteinnfrصورت گرفت این محقق سلول های فوق را با خاصیت اتصال به پلاستیک جدا کرد وانها را بصورت سلول غیر خونساز کونوزیک وفیبروبلاستی که توان تمایز به سه رده غضروفی استخوانی وچربی را داراست توصیف کرد.مطالعات بعدی نشان داد که سلول بنیادی مزانشیمی در نمونه های مغز استخوانی به تعداد خیلی کمی حضور دارند.ولی با توجه به دارا بودن خاصیت اتصال به ظرف کشت براحتی از میان انواع دیگر سلول های مغز استخوان قابل جدا شدن هستند. تکثیر سلول بنیادی شدیدا به حضور سرم گاوی در محیط کشت وابسته است.این سلول ها در زمان کشت با ظاهری دوکی شکل شناخته می شوند.تا به حال سلول بنیادی مزانشیمی از انسان وگونه های نظیرگربه.سگ.خرگوش.موش.جوجه.گوسفند.بز.خوک با موفقیت انجام شده است.در این میان جدا سازیسلول بنیادی مزانشیمی موش به واسطه رشد نا خواسته سلول های غیر مزانشیمی تا حدود زیادی مشکلتر از سایر گونه ها است بطوریکه برای رفع این مشکل چندین روش کار اراﺋه شده است.جداسازی وخالص کردن این سلول ها از این نظر اهمیت دارد که موش یک مدل مناسب برای بیماریهای انسان محسوب می شود. اخیرا سلول های بنیادی مزانشیمی موشی با روش نوین کشت با تراکم کم در کشت اولیه در پژوهشکده رویان خالص شده است . این سلول بنیادی مزانشیمی توان خود نوزایی برای مدت طولانی است .بدین معنی که این سلول ها قادرند با تقسیم میتوزی خود کپی های مشابه با سلول های مادری ایجاد نمایند واین توان را برای مدت طولانی حفظ نمایند البته باید خاطر نشان کرد که بطور دقیق میزان این پتانسیل مشخص نیست زیرا در مطالعات مختلف با روش های مختلف سلول های بنیادی مزانشیمی جدا شده است ورویکرد های متفاوتی برای ارزیابی توان خود نوزایی سلول استفاده شده است .برخلاف سلول بنیادی جنینی به طور داﺋم تکثیر نمی شوند بلکه پس از مدتی دچار پیری می شوند.[/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] 2.پتانسیل تمایزی سلول بنیادی مزانشیمی[/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] 1-2هتروزن بودن کشت سلول بنیادی مزانشیمی [/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] یکی از ویژگی شاخص سلول بنیادی مزانشیمی کلون زا بودن این سلول ها حتی در حالت کشت اولیه است.مطالعات نشان داده است که کلون های منفرد که هرکدام از یک سلول مشتق شده است از لحاظ پتانسیل تمایز هتروژن هستند گزارش ها حاکی از ان است یک سون کلون های کشت اولیه سلولهای چسبیده مغز استخوان از لحاظ تمایزی چند توان بوده و قادرند به سه رده غضروفی استخوانی وچربی تمایز یابند در حالی که بقیه تنها پتانسیل دو رده ای(استخوانی وغضروف) یا تک رده ای(چربی) دارند.باید توجه کرد که تمام کلون ها توان تمایز به استخوان را دارند. برای توضیح وتوجیه این موضوع( هتروژن بودن کلون ها)Bakshوهمکاران معتقدند که در مفز استخوان سلول بنیادی مزانشیمی با پتانسیل های مختلف تمایزی سه رده ای دو ردهای تک رده ای حضور دارند. [/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] [/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif]2-2 پتانسیل تمایز سلول بنیادی مزانشیمی به چندین رده سلولی فرایند تمایز سلول بنیادی یک فرایند پیچیده با مکانیسم مولکولی ناشناخته است. دانشمندان معتقدند که عوامل مختلفی در متعهد کردن سلول بنیادی مزانشیمی در تمایز به رده خاص سلولی دخیل است.این عوامل شامل ترکیب سرم .تیمار های مختلف ونوع پلاستیک مرد استفاده در کشت سلول وتعامل سلولی است . با فراهم کردن شرایط مناسب سلول بنیادی مزانشیمی قادر است به انواعی از سلول ها شامل استخوانی.غضروف.چربی تمایز یابد.مطالعات نشان داده است که پتانسیل تمایزی سلول بنیادی مزانشیمی بیشتر از ان چیزی است پیشتر تصور می شد بطوریکه این سلول قادرند علاوه بر سلول های رده اسکلتی به سلول عصبی ،کراتینوسیت ،سلول پوششی ریه وروده نیز تمایز یابند. درسال 2004،Herrera وهمکاران در تحقیقی دریافتند که سلول بنیادی مزانشیمی پیوند شده در ضایعات کلیوی قادر است به سلول های پوششی توبولار کلیه تبدیل ودر نتیجه ضایعه ایجاد شده را بهبود بخشید .این خاصیت (تمایز به سلول های غیر اسکلتی)را تحت اصطلاح انعطاف پذیری سلول بنیادی مزانشیمی یاد می کنند.[/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] [/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif]3-2پلاستیسیتی(انعطاف پدیری ) برحسب تعریف پلاستیسیتی عبارت است از توانایی سلول بنیادی در تمایز به رده های سلولی متفاوت با سلول های بافت مبدا ،برای مثال سلول بنیادی عصبی که مبدا ان بافت عصبی است قادر است به سلول های غیر عصبی مثلا سلول خونی تمایز یابد.نکته ای که باید به ان توجه کرد این است که در تمام انها یک مدل اسیب بافتی ،پیوند سلول بنیادی و لانه گزینی وتمایز سلول بنیادی وجود داشته است . برای توجیه پلاستیسیتی سه فرضیه وجود دارد 1-سلول های مزنشیمی برخلاف تصور سلول پر توانی هستند وقادرند به اغلب سلول های بدن تمایز یابند.2- سلول مزانشیمی قادر است تحت شرایطی خاصی تمایز زدایی شود وبه عقب باز کرددوپس از ان به انواعی از سلول ها تبدیل شود .3- این خاصیت سلول مزانشیمی که قادر است به انواعی از سلول های بافت های غیر مزانشیمی تمایز یابد در اثر ادغام سلولی اتفاق می افتد بدین معنی که پس از پیوند ،سلول مزانشیمی با یک سلول در محل پیوند ترکیب شده وسلول هیبرید با فنوتیپ دوگانه ایجاد می شود .هتروکاریون حاصله دارای یک هسته بزرگ حاوی چندین هستک ویک دسته کروموزوم تتراپلوﺋیدی است .بدین وسیله الگوی بیان ژنی سلول مزانشیمی تغییر می یابد.[/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] 3.پتانسیل تمایز به استخوان سلول بنیادی مزانشیمی[/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] 1-3 اهمیت تمایز به استخوان [/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] عملکرد اصلی استخوان در سیستم اسکلتی، فراهم اوردن حمایت ساختاری برای بدن واندام های حیاتی ان است. استخوان منبع اصلی موادمعدنی بوده وسیستم های اهرمی مناسب برای انقباض عضله را فراهم می کنند. با در نظر گرفتن این اعمال ، میتوان تاثیر از دست رفتن استخوان بر هموستازی بدن را براحتی تصور کرد. اکثریت اسیب های استخوانی خود به خودی وبا حداقل درمان بهبود می یابند. بااین حال در بعضی از موارد به دلیل بد جوش خوردن نابجای استخوان ،از بین رفتن کامل استخوان در اثر تومور وعفونت محل ضایعه التیام خود به خودی انجام نمی شود. در چنین مواردی ارتوپدها از روشهای مختلفی از قبیل پیوند استخوان ویا ایمپلنتهای فلزی جهت ترمیم کامل استخوان بهره می گیرند .عمل برداشتن استخوان از فرد بسیار دردناک است.توانایی سلول بنیادی مزانشیمی در تمایز به رده سلول های استخوانی نوید بخش این مسئله است که در اینده نزدیک بتوان از این سلول ها در سلول درمانی ضایعات وسیع استخوانی استفاده کرد. برخی از محققین معتقدند که در ضایعات استخوانی چنانچه از استراتﮊی سلول درمانی استفاده میشود بهتر است سلول های مورد استفاده کاملا تمایز یافته باشند و اگر غیر از این باشد.ممکن است در محل پیوند سلول های ناخواسته غیر استخوانی بوجود اید ودر نتیجه کارایی پیوند راکاهش دهد. با در نظر گرفتن این مطلب ،اهمیت مطالعات مربوط به تمایز به سلول های استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی در محیط ازمایشگاهی اشکار می گردد. [/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] [/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] 2-3شرایط ازمایشگاهی لازم برای تمایز به استخوان سلول های بنیادی مزانشیمی معمولا برای تمایز به استخوان روش کار ازمایشگاههای مختلف یکسان است.برای این منظور پس از اینکه سلولهای بنیادی مزانشیمی جدا شدند وبا انجام پاساژتکثیر یافتند سلول های پاساژ3-2 با استفاده از محیط کشت مناسب برای تکثیر سلول یعنیDMEM 15%-10% سرم جنین گاوی کشت میشوند تا مرحله CONfluency (مرحله ای که در ان تمام کف ظرف کشت پراز سلول شود)فرا رسد.در این زمان محیط تکثیری خارج می گردد ومحیط استخوان زایی به کشت سلول اضافه می شود.این محیط شامل DMEM محتوی 50 میکروگرم در میلی گرم phosphate-2 acid Ascorbic ،10 نانو مولار Dexamethasone و10 میلی مولار GIYcerolphosphate-B است.سلول ها در انکوباتور 37 درجه سانتیگراد و2CO 5% به مدت 21 روز انکوبه می شوند وهر دو روز یکبار محیط انها تعویض میشود . در پایان دوره تمایز به منظور ارزیابی وقوع تمایز استخوانی از روش رنگ امیزی الیزارین رد برای ماتریکس معدنی شده وانالیز PCR-RT برای بررسی بیان ژن های ویژه استخوانی شامل الکالین فسفاتاز ،استﺋوکلسین واستﺋوپونتین استفاده می شود.[/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] [/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] 3-3 تنظیم مولکولی تمایز به استخوان سلول های بنیادی مزانشیمی [/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif]القاء تمایز استخوان یک فرایند کاملا برنامه ریزی شده است. حضور گلوکوکورتیکویید دگزامتازون در محیط استخوانی ازتمایزبه استخوان سلول های بنیادی مزانشیمی حمایت می کند.فسفات الی نظیر بتاگلیسرول فسفات در معدنی شدن استخوان ایفای نقش میکند.فسفات ازاد سبب بیان نشانگرهای استخوانی نظیر استئوپونتین می شود.علاوه بر ان فسفات های ازاد سبب بیان ژن تنظیمی استخوان زایی نظیر Cbfal میشوند. در برخی ازمایشگاه ها از ویتامینD نیز به عنوان افزودنی محیط استخوان زا استفاده می شود این ماده سبب افزایش بیان ژن استئوکلسین میشود. علاوه بر افزودنی های معمول استخوان زا یعنی دگزامتازون ، بتاگلیسرول فسفات واسکوربیک اسید فسفات از اعضا خانواده(BMP)نیز برای تمایزبه استخوان سلول بنیادی مزانشیمی استفاده می شود ومطالعات نشان داده است2-BMP به تنهایی قادر است تعداد ندول های استخوانی ومیزان نشست کلسیم را در کشت استخوان افزایش دهد.دانشمندان معتقدند که خانواده BMP در تمایز انتخابی پیش ساز های مزانشیمی به رده های استخوانی وچربی نیز ایفای نقش می کنند.در واقع بین تمایز تمایز استخوانی وچربی سلول بنیادی مزانشیمی ارتباط معکوس دارد بطوریکه فاکتور نسخه برداری اختصاصی تمایز به چربی سبب کاهش فاکتور نسخه برداری اختصاصی تمایز به استخوان (2Runx)میشود.[/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif] 4-3 مسیرهای signaling تمایز به استخوان سلول های بنیادی مزانشیمی[/FONT]
[FONT=times new roman,times,serif]در این ارتباط مسیرsignaling wnt نقش عمده ای دارد در واقع wnt از خانواده ای از گلیکوپروتئین های ترشحی هستند که در ارتباط با نگهداری،تکثیر وتمایز سلول های بنیادی در دوران تکوین جنینی ایفای نقش می کنند.در حضورsignal wnt وبا اتصال عامل wnt به گیرنده غشایی، مسیر پیام رسانی شروع می شود .گیرنده غشایی،سیگنال را به داخل سلول منتقل می کند وچندین پروتئین داخل سلولی فعال می شوند ونتیجه ان مهارشدن β3KGS وتجمع β-catenin است. بتاکاتنین به یک مجموعه از فاکتورهای نسخه برداری موسوم به faMily fct پیوسته وساختار تشکیل شده وارد هسته می شودو تکثیر سلول را باعث می شود.در غیاب β3KSGو signal wntکیناز مهار نمی شود ،در نتیجه این فاکتور مجموعه پروتﺋینی APC,AXin وبتا کانتین را فسفریله میکند ونتیجه ان کاهش بتا-کانتین داخل سلولی است[/FONT][FONT=times new roman,times,serif]منبع : برگرفته از کتاب سلولهای بنیادی دکتر حسین بهاروند و دکتر محمدرضا باغبان اسلامی نژاد[/FONT][FONT=times new roman,times,serif]گردآورنده : سرکار خانم تینا زربافی[/FONT]
[/FONT]