عوارض جانبی نیکوتین روی تمایز قلبی سلول های بنیادی جنینی انسانی تشخیص داده شده بوسیله توالی RNA تک سلولی

تاریخ انتشار: دوشنبه 01 اردیبهشت 1399 | امتیاز: Article Rating

دود تنباکو یکی از فاکتورهای منفی برای بیماری های قلبی عروقی است. اثرات نیکوتین(ترکیب اصلی تنباکو) روی قلب زایی جنینی انسانی و مکانیسم های مربوطه به صورت ناشناخته باقی مانده است. این مطالعه از توالی یابی RNA تک سلولی برای بررسی اثرات نیکوتین روی رده H9 سلول های بنیادی جنینی انسانی و مکانیسم های دخیل در این لمر طی تمایز قلبی استفاده کرد. رده H9 در محیط بدون فیدر(تغذیه کننده) کشت شدند و زمانی که تراکم آن ها به 90 درصد رسید در محیط شرطی قلبی تمایز یافتند. زنده مانی سلولی بعد از تیمار با غلظت های مختلف تیکوتین بوسیله MTT تشخیص داده شد. ژن های مختلف بیان شده طی تمایز قلبی بوسیله توالی یابی RNA تک سلولی (scRNA-seq) آنالیز شد. بیان ژن های کلیدی بوسیله qPCR و وسترن بلات اثبات شد. نتایج نشان داد که غلظت های 1/0 تا 10 میکرو مولار نیکوتین اثری روی تکثیر سلول های H9 ندارد. نیکوتین 1 میکرو مولار سلول های پیش ساز قلبی، سلول مزودرمی، سلول های عضلانی صاف و سلول های ستیغ عصبی را نسبتا تنظیم کرد. تنظیم تکوین بالشتک درون غضروفی بوسیله Snail1/2 به طور واضح در روز 6 تمایز به صورت کاهشی تنظیم شود. نیکوتین روی bry-1 و mesp-1 اثر نداشت اما فاکتورهای رونویسی قلبی را مهار کرد. به دنبال آن، بیان cTnl به عنوان مارکر کاردیومیوسیتی به طور قابل توجهی کاهش یافت. داده ها عوارض جانبی مستقیم نیکوتین روی تکوین قلبی را در سطح تک سلولی نشان می دهد و  یک رویکرد جدید را برای ارزیابی دارو و سمیت محیطی روی پاتوژنز تکوین سیستم قلبی عروقی جنینی ارائه می دهد.

Biochem Biophys Res Commun. 2020 Apr 7. pii: S0006-291X(20)30646-X. doi: 10.1016/j.bbrc.2020.03.149. [Epub ahead of print]

Adverse effects of nicotine on cardiogenic differentiation from human embryonic stem cells detected by single-cell RNA sequencing.

He B1Chen J2Tian M1Chen J3Zhou C3Ou Y4Wang S5Li X6Zhuang J7.

Abstract

Tobacco smoking was one of the important adverse factors for congenital heart disease. The effects of nicotine, the main component of tobacco, on human embryonic cardiogenesis and related mechanisms remain poorly understood. This work used single-cell RNA sequencing to investigate the effects of nicotine on human embryonic stem cell (hESC) line H9 and its underlying mechanisms during cardiac differentiation. H9 was cultured in feeder-free medium and differentiated in cardiac condition medium when cells reached 90% confluent. Cell viability was detected by MTT after different concentration of nicotine treatment. Different expressed genes during cardiac differentiation was analyzed by single-cell RNA sequencing (scRNA-seq). Key gene expressions were confirmed by qPCR and Western blot. Results showed that 0.1μM-10μM nicotine did not affect H9 cell proliferation. Nicotine 1 μM down-regulated cardiac progenitor cell, mesoderm cell, smooth muscle cell and neural crest cell relatively. Snail1/2 regulating endocardial cushion development were downregulated apparently at differention day 6. Nicotine didn't affect bry-1 and mesp-1 but inhibited cardiac transcript factors. Consequently, the expression of cTnI, a marker of cardiomyocytes was decreased significantly. The data suggest direct adverse effects of nicotine on heart development at the single-cell level and offer a new approach for estimate drug and environmental toxicity on the pathogenesis of the embryonic cardiovascular system development.

Copyright © 2020 Elsevier Inc. All rights reserved.

PMID: 32276728
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان