هدف: سلول های بنیادی بالغ نظیر سلول های بنیادی مشتق از بند ناف (UC-MSCs) دارای پتانسیل تمایز به انواع سلول های مختلف از جمله نورون ها می باشندو تحقیقات نشان داده اند که تحریکات فیزیکی می توانند پاسخ هایی را در MSCها القا کنند، به ویژه، لرزش های صوتی (SSV) با شدت بالا یا پایین نشان دادند که می توانند روند بهبود زخم را تسهیل کنند. در این مطالعه، اثرات SSV از طریق ارزیابی خصوصیات تکثیری و تمایزی MSCها مورد بررسی قرار گرفت.
روش ها: hUC-MSCها از بخش wharton’s jelly که شامل لایه ماهیچه صاف بند ناف می شود، جداسازی شدند. در طول کشت های مجدد، سلول ها هر 5 الی 6 روز با استفاده از محیط سلول های بنیادی غیرهماتوپوئیتیکی پاساژ داده شدند.به منظور ارزیابی اثر لرزش صوتی، این سلول ها به مدت 5 روز مداوم تحت SSV قرار گرفتند.
نتایج: در این مطالعه، مورفولوژی hUC-MSCها در اثر SSV به مورفولوژی مشابه نورون ها تغییر یافت. همچنین، سطوح mRNA و پروتئین مارکرهای اختصاصی نورون ها شامل MAP2، NF-L و NeuroD1 افزایش پیدا کردند. علاوه براین، دیگر مارکرهای نورونی نظیر GFAP و O4 نیز افزایش یافتند. این نتایج پیشنهاد می کنند که hUC-MSCها پس از SSV به صورت غیر انتخابی به سلول های عصبی تمایز می یابند. در یک مطالعه بررسی مکانیسم مشخص شد که سطح ERK به صورت وابسته به زمان پس از اثر SSV به مدت 12 ساعت افزایش پیدا کرد.
نتیجه گیری: نتایج این مطالعه پیشنهاد می کنند که SSV با فعال کردن مسیر ERK، سبب تمایز hUC-MSCها به سلول های عصبی می شوند.
Abstract
Aims
Adult stem cells, such as umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (UC-MSCs), have the potential to differentiate into various types of cells, including neurons. Research has shown that mechanical stimulation induces a response in MSCs, specifically, low and high intensity sub-sonic vibration (SSV) has been shown to facilitate wound healing. In this study, the effects of SSV were examined by assessing the proliferation and differentiation properties of MSCs.
Main methods
hUC-MSCs were isolated from Wharton's jelly, including the smooth muscle layer of the umbilical cord. During subculture, the cells were passaged every 5–6 days using nonhematopoietic stem cell media. To measure the effect of sonic vibration, SSV was applied to these cells continuously for 5 days.
Key findings
In this study, the morphology of hUC-MSCs was altered to resemble neurons by SSV. Further, the mRNA and protein levels of neuron-specific markers, including MAP2, NF-L, and NeuroD1, increased. In addition, other neural cell markers, such as GFAP and O4, were increased. These results suggest that hUC-MSCs differentiated into neural cells upon SSV nonselectively. In a mechanism study, the ERK level increased in a time-dependent manner upon SSV for 12 h.
Significance
The results of this study suggest that SSV caused hUC-MSCs to differentiate into neural cells via ERK activation.