درمان با سلولهای بنیادی پس از ایسکمی مغزی بیان ژن مولکول های آپوپتوزی را تنظیم می کند

شواهد نشان می دهد که آپوپتوز به طور قابل توجهی منجر به مرگ سلولی پس از ایسکمی مغزی می شود. مطالعات اخیرما نشان داده است که استفاده ازسلول های بنیادی مزانشیمی به دست آمده از خون بند ناف انسان ( hUCBSCs ) پتانسیل مهار آپوپتوز نورون ها را در یک مدل آسیب سیستم عصبی مرکزی  درموش دارد. بنابراین، فرضیه ما این است که تزریق داخل وریدی سلول های بنیادی مزانشیمی خون بند ناف بعد از ایسکمی مغزی کانونی آسیب مغزی را با مهار آپوپتوز و کاهش بیان مولکول های مسیر آپوپتوز کاهش خواهد داد. از رت های نر از نژاد Sprague-Dawley استفاده و به طور تصادفی در دو گروه مختلف قرار داده شد. پس از اینکه حیوانات به وزن مطلوب رسیدند ، آنها تحت روش انسداد عروق مغزمیانی ( MCAO ) به مدت 2 ساعت بدنبال 7 روز برگشت مجدد جریان خون قرارگرفتند. سلول های بنیادی مزانشیمی از خون بند ناف به دست آمد ، کشت شد و به صورت داخل وریدی (10⁶×0.25  و یا 10⁶ ×1  سلول  ) از طریق ورید دم به گروه های جداگانه حیوانات 24 ساعت پس از روش MCAO  تزریق گردید. ما از تکنیک های مختلف از جمله های میکرواری PCR ، رنگ آمیزی هماتوکسیلین و ائوزین و TUNEL و همچنین تجزیه و تحلیل ایمنوبلات و ایمونوفلورسانس برای بررسی اثر این درمان بر تنظیم آپوپتوز پس از ایسکمی مغزی کانونی استفاده کردیم. بیان بسیاری از مولکولهای مسیر آپوپتوز که بعد از ایسکمی مغزی کانونی افزایش بیان داشتند پس از درمان با سلول های بنیادی مزانشیمی خون بند ناف کاهش یافت. علاوه براین، تکنیک های رنگ آمیزی، کاهش برجسته آسیب های مغزی و میزان آپوپتوزرا حتی درپایین ترین دوز hUCBSCs  در این مطالعه نشان داد. در نتیجه، درمان با سلول های بنیادی مزانشیمی خون بند ناف بعد از ایسکمی مغزی درموش، آسیب های مغزی را با مهار آپوپتوز و کاهش بیان مولکول های مسیر آپوپتوز کاهش می دهد.

Neurochem Res. 2014 May 31. [Epub ahead of print]

Stem Cell Treatment After Cerebral Ischemia Regulates the Gene Expression of Apoptotic Molecules.

Chelluboina B¹, Klopfenstein JD, Pinson DM, Wang DZ, Veeravalli KK.

Author information

• ¹Department of Cancer Biology and Pharmacology, University of Illinois College of Medicine at Peoria, Peoria, IL, USA.

Abstract

Evidence suggests that apoptosis contributes significantly to cell death after cerebral ischemia. Our recent studies that utilized human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells (hUCBSCs) demonstrated the potential of hUCBSCs to inhibit neuronal apoptosis in a rat model of CNS injury. Therefore, we hypothesize that intravenous administration of hUCBSCs after focal cerebral ischemia would reduce brain damage by inhibiting apoptosis and downregulating the upregulated apoptotic pathway molecules. Male Sprague-Dawley rats were obtained and randomly assigned to various groups. After the animals reached a desired weight, they were subjected to a 2 h middle cerebral artery occlusion (MCAO) procedure followed by 7 days of reperfusion. The hUCBSCs were obtained, cultured, and intravenously injected (0.25 × 10⁶ cells or 1 × 10⁶ cells) via the tail vein to separate groups of animals 24 h post-MCAO procedure. We performed various techniques including PCR microarray, hematoxylin and eosin, and TUNEL staining in addition to immunoblot and immunofluorescence analysis in order to investigate the effect of our treatment on regulation of apoptosis after focal cerebral ischemia. Most of the apoptotic pathway molecules which were upregulated after focal cerebral ischemia were downregulated after hUCBSCs treatment. Further, the staining techniques revealed a prominent reduction in brain damage and the extent of apoptosis at even the lowest dose of hUCBSCs tested in the present study. In conclusion, our treatment with hUCBSCs after cerebral ischemia in the rodent reduces brain damage by inhibiting apoptosis and downregulating the apoptotic pathway molecules.

PMID: 24879430