آخرین مطالب

استفاده از سلول های بنیادی برای بازسازی قلب


استفاده از سلول های بنیادی برای بازسازی قلب

شکل 1: رونوشت سطحی تعریف شده اپی کاردیوم در حال توسعه، غنی شدن CD22 و CDH18 را در جمعیت های مرحله آخر نشان داد. یک PCA با استفاده از مجموعه داده بیان RNA-Seq GSE84085 از سلول‌های شبه اپی‌کاردی اولیه d12 (Epi12، قرمز) (19-9-7-Epi، n = 2)، d48 سلول‌های شبه اپی‌کاردی دیررس (Epi48، قهوه‌ای) (H9- Epi، ES03-Epi و 19-9-11-Epi، n = 6) و اپی کاردیوم بالغ انسان (بنفش تیره) (اهداکنندگان 9605، 9633، 9634 و 9635، n = 8). b-نمودار ون که همبستگی مطلق معنی‌داری با نشانگرهای اپیکارد WT1 (سبز روشن)، TBX18 (صورتی روشن) و ALDH1A2 (بنفش روشن) (همبستگی پیرسون؛ R≥ 0.6) و همچنین غنی‌سازی نشانگر سطح سلولی (هدف) را نشان می‌دهد. c همپوشانی ژن هدف از b (خاکستری) در برابر DEGs (تصویر تکمیلی 1e) (قهوه ای روشن) برای شناسایی رونوشت سطحی اپی کاردیوم. d Heatmap نشان‌دهنده همبستگی (پیرسون، R، 1 تا 0.7-، مقیاس رنگ) بیان نشانگر سطحی نسبت به بیان نشانگرهای سلول‌های اندوتلیال CDH5 و PECAM1. e تا کردن بیان نشانگر سطح در Epi48 (قهوه ای) نسبت به Epi12 (قرمز). f Heatmap نشان‌دهنده همبستگی (پیرسون، R، 0.6-1، مقیاس رنگ) از سه ژن برتر از (e) تا نشانگرهای اپیکارد. g تجزیه و تحلیل گذشته نگر که یک نقشه حرارتی نشانگرهای فعال اپیکارد و بیان CD22 و CDH18 را در سلول های جنینی و بالغ نشان می دهد. h آنالیز بیان CD22 و CDH18 در CF (چپ) و SMC (راست) با ژن‌های نماینده CF (زرد) و ژن‌های SMC (آبی روشن) [error bars indicate standard derivation (SD)]. i Heatmap نشان‌دهنده همبستگی (پیرسون، R، 0 تا -1، مقیاس رنگ) CD22 و CDH18 برای نشانگرهای CF PDGFRA، FAP و POSTN و نشانگرهای SMC CNN1، ACTA2، و TAGLN. j تجزیه و تحلیل گذشته نگر GSE106168 برای بیان CDH18 در خوشه های مختلف سلولی قلبی [(C1—5W whole heart (n = 257); C2—Cardiomyocytes (n = 1492); C3—fibroblast-like cells (n = 786); C4—endothelial cells (n = 445); C5—heart valves (n = 427); C6—epicardial -EPI- cells (n = 46); C7—immune cells (n = 27); C8—macrophages (n = 308); C9—T and B lymphocytes (n = 58)] k تجزیه و تحلیل گذشته نگر GSE106168 برای بیان CDH18 در خوشه EPI-Epicardial [UPK3Bhigh WT1high TBX18high ALDH1A2high] محدوده زمانی مختلف بارداری [5 weeks, n = 30; 22 weeks, n = 46]. اعتبار: DOI: 10.1038/s41536-022-00207-w

بیماری قلبی همچنان عامل اصلی مرگ و میر در جهان است. یکی از دلایل این است که قلب بر خلاف سایر بافت‌ها، مانند استخوان و پوست، پس از آسیب‌هایی مانند حمله قلبی، قابلیت بازسازی بسیار ضعیفی دارد. بنابراین دانشمندان به دنبال سلول های قلبی که دارای خواص بازسازی هستند، پرداخته اند. یک مطالعه جدید توسط آزمایشگاه Yoshinori Yoshida استفاده از سلول‌های iPS را برای تولید یکی از این نوع سلول‌ها، سلول‌های اپیکارد، گزارش می‌دهد.

اپیکارد بیرونی ترین لایه قلب را توصیف می کند. با تشکیل قلب، سلول های اپیکارد مهاجرت کرده و به سلول های قلبی مختلف تمایز می یابند. با این حال، پس از تولد، اپی کاردیوم به حالت سکون در می آید و تنها پس از آسیب دوباره فعال می شود تا فیبروز و اسکار ایجاد کند. در حالی که این پاسخ ایده آل نیست و نمی تواند عملکرد قلب را به طور کامل بازیابی کند، در برخی از گونه ها مانند گورخرماهی، فعال سازی مجدد اپی کاردیوم گامی حیاتی برای بازسازی قلب است.

به طور کلی، اپی کاردیوم قلب جنین در حال رشد متفاوت از قلب بالغ کامل است.

جولیا جونگهوف که اولین نویسنده این مطالعه است، می گوید: “اپی کاردیوم جنینی فعال است. سلول های آن تکثیر می شوند و تحت یک انتقال اپیتلیال به مزانشیمی قرار می گیرند که منجر به انواع مختلف سلول های قلبی می شود. این ویژگی در قلب بزرگسالان دیده نمی شود.” و انتظار می رود دکترای خود را دریافت کند.

برای مطالعه این تفاوت ها، او و همکارانش سلول های iPS انسانی را به سلول های اپی کاردیال تمایز دادند. آنها دریافتند که پروتئین کادهرین 18 (CDH18) تنها در نوع جنینی بیان می شود.

Yoshinori، دانشیار CiRA، گفت: “ما معمولاً برای شناسایی سلول های اپی کاردیال به بیان ژن ها تکیه می کنیم، اما نشانگرهای سطحی قابل اعتمادی نداریم. کادرین ها بیشتر به خاطر چسبندگی سلول به سلول شناخته می شوند، اما در تصمیم گیری های سرنوشت سلول نیز نقش دارند.” یوشیدا، که مطالعه را رهبری کرد.

بیان مصنوعی ژن ها در سلول های iPS از نظر فنی دشوار و گران است. استفاده از نشانگرهای سطحی، کار و هزینه آزمایش ها را کاهش می دهد و همچنین سلول های ایمن تری را به همراه دارد که می توانند بعداً برای مراقبت از بیمار استفاده شوند.

این مطالعه نشان می دهد که کادهرین 18 (CDH18) چنین نشانگر سطحی است. CDH18 بیشتر به دلیل نقشش در توسعه و نگهداری آکسون در سیستم عصبی شناخته شده است، اما این مطالعه سودمندی آن را برای شناسایی سلول‌های iPS که با موفقیت به سلول‌های اپیکارد تمایز می‌یابند نشان داد. قابل ذکر است، در حالی که CDH18 در سلول‌های اپی کاردیال جنین بیان می‌شود، در سلول‌های اپیکارد بالغ بیان نمی‌شود، که می‌تواند منعکس‌کننده ویژگی‌های مختلف بازسازی قلب باشد.

از دست دادن بیان CDH18 منجر به از دست دادن سلول های اپی کاردیال توانایی خود برای تکثیر شد و باعث انتقال اپی کاردیال به مزانشیمی شد که منجر به سلول های ماهیچه صاف برای قلب شد و بینش جدیدی در مورد اینکه چگونه اپی کاردیوم می تواند پس از آسیب فعال شود تا بازسازی قلب را تقویت کند، فراهم می کند.

بنابراین، اندازه‌گیری بیان CDH18 در سلول‌های iPS متمایز ممکن است وسیله‌ای مؤثر برای تولید سلول‌هایی با توانایی بازسازی قلب در آزمایشگاه باشد.

دکتر آنتونیو لوسنا-کاکاسه، دانشمند CiRA، نویسنده ارشد این مطالعه، اضافه کرد که این یافته‌ها همچنین سرنخ‌هایی در مورد چگونگی روشن و خاموش کردن بازسازی قلب در بدن به دست می‌دهد.

او گفت: «یافته‌های ما نشان می‌دهد که چگونه تنظیم انتقال اپیکارد به مزانشیمی بر سرنوشت سلولی و پاسخ‌های احیاکننده سلول‌های اپیکارد تأثیر می‌گذارد».


تحقیقات جدید ممکن است به دانشمندان کمک کند تا بافت قلب پیچیده‌تر و بالغ‌تری را در آزمایشگاه رشد دهند


اطلاعات بیشتر:
جولیا جونگهوف و همکاران، CDH18 یک نشانگر زیستی اپیکارد جنینی است که تمایز را نسبت به سلول‌های ماهیچه صاف عروقی تنظیم می‌کند. npj پزشکی احیا کننده (2022). DOI: 10.1038/s41536-022-00207-w

ارائه شده توسط دانشگاه کیوتو

نقل قول: استفاده از سلول های بنیادی برای بازسازی قلب (2022، 10 فوریه) بازیابی شده در 10 فوریه 2022 از https://medicalxpress.com/news/2022-02-stem-cells-regenerate-heart.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.