مطالعه نقش استرس اکسیداتیو القائی و آنتی اکسیدانت ها در بقا و تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی با منشاء مغز استخوان در شرایط آزمایشگاهی و مدل ایسکمی قلب
The study of oxidative stress and antioxidants homeostasis in survival and differentiation of bone marrow-derived mesenchymal stem cell (MSC) in in-vitro and heart Ischemia model
مجریان: محمد نوری , یداله امیدی
خلاصه روش اجرا: تولید رادیکال های آزاد در بدن یک مکانیسم طبیعی هست و نقش بسیار مهمی در تنظیم فعالیت های طبیعی ارگان های مختلف بدن بخصوص در فعالیت قلب و عروق و نیز سیستم ایمنی بدن دارد. با وجود آن در صورت افزایش بیش از اندازه این رادیکال های آزاد طبیعی در بدن و عدم توانایی آنزیم های طبیعی آنتی اکسیدانتی از قبیل کاتالاز، سوپر اکسید دسموتاز و ... در مهار رادیکال آزاد اضافی، استرس اکسیداتیو بوجود می آید که ریشه بسیاری از بیماری های بدن می باشد. استرس اکسیداتیو نه تنها باعث آسیب به بافت ها بلکه ممکن است مانع ترمیم بخش های آسیب دیده و فعالیت دوباره سلول های بنیادی مستقر در محل برای ترمیم مجدد گردد. مصرف آنتی اکسیدانت ها از قبیل کارتنوئید ها و ویتامین ها (موجود در میوه ها و سبزیجات) می تواند به کاهش این استرس اکسیداتیو بدن کمک نموده و در زنده مانی و باززایی دوباره بافت های از دست رفته کمک نماید. با وجود تحقیقات فراوان و آگاهی از تاثیر استرس اکسیداتیو و لزوم مبارزه با رادیکال های اضافی هنوز مکانیسم دقیق تاثیر استرس اکسیداتیو بر رشد، زنده مانی و تمایز سلول های بنیادی مشخص نشده است و این تحقیق با مطالعه هموستازی رادیکال های آزاد و آنتی اکسیدانت ها و تاثیر آنها بر زنده مانی سلول های بنیادی و تمایز آنها می تواند مکانیسم دقیق تری در جهت مصرف آنتی اکسیدانت ها در ترمیم بافت ها و نیز تمایز و رشد سلول های بنیادی ارائه نماید. همانطور که می دانیم بیماری های قلب و عروق اصلی ترین و اولین علت مرگ و میر در جهان بوده ودر کنار دیگر روش های درمانی، استفاده از سلول های بنیادی در درمان بیماری های قلبی بعنوان یک روزنه امید بخش مطرح شده است. اما مشکلی که در سلول درمانی بیماری های قلبی بخصوص ایسکمی ها وجود دارد عدم زنده مانی سلول های مزانشیمال تزریقی به محل آسیب دیده و یا عدم تمایز آنها می باشد. با توجه به اینکه استرس اکسیداتیو نقش بسیار مهمی در آپوپتوز سلول های بنیادی حاضر در محل آسیب و یا تزریقی دارد و همچنین ممکن است سیگنالینگ سلولی ROS در این سلول ها و در تمایز آنها به سلول های کاردیومیوسیت تاثیر گذارد این تحقیق با شناخت دقیق تر این مکانیسم و استفاده از آنتی اکسیدانت هایی مثل ان استیل سیستئن می تواند نتیجه قابل توجهی در سلول درمانی موفق ارائه نماید. سلول های بنیادی مغز استخوان Bone Marrow Mesenchymal Stem cell (BMSCs) از مغز استخوان تیبیا tibia خرگوش سفید نیوزلندی طبق پروتکل های موجود جداسازی خواهد شد. همچنین سلول های بنیادی بافت چربی انسانی بعلت مقایسه وارد مطالعه خواهد شد. سلول های مزانشیمال با استفاده از مارکر های سطحی CD34 و نیز CD44 از طریق تکنیک رنگ آمیزی ایمیونوشیمی و یا فلوسیتومتری مورد تایید قرار خواهند گرفت. سلول های ایزوله شده در محیط DMEM/F12 کشت و غلظت های مختلف مواد استرس زا از قبیل اب اکسیرنه و یا انتی مایسین ا و نیز آنتی اکسیدانت هایی چون ویتامین C و ان استیل سیستئین تیمار خواهد شد. IC50 ماده انتی مایسینA مشخص خواهد شد و پس از تیمار مجدد، مسیر سیگنالینگ Nrf2/HO1 و نیز PTEN/AKT از طریق Real time PCR و نیز بلاتینگ پروتئین ها مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. مکانیسم مولکولی و دفاع طبیعی خود سلول های بنیادی در شرایط استرس اکسیداتیو و نقش مهاری انتی اکسیدانت ان استیل سیستئین، مشخص خواهد شد. درصورت نتیجه بخشی نتایج ازمایشات سلولی آزمایشات حیوانی قابل اجرا خواهد بود. ابتدا در بخش هایی از قلب خرگوش سفید نیوزلندی ایسکمی مصنوعی ویا با خوراندن حجم زیاد کلسترول ایجاد ایسگمی خواهد شد و میزان آسیب های ناشی از آن در بافت قلب، مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. سپس سلول های مزانشیمال نشاندار، به محل ایسکمی ایجاد شده در قلب خرگوش از طریق سیستمیک و یا مستقیم تزریق شده و میزان زنده مانی سلول های بنیادی، رشد و تمایز آنها در تیمار های آنتی اکسیدانتی و بدون آنتی اکسیدانتی و میزان ترمیم محل آسیب ناشی از ایسکمی بررسی خواهد شد. هدف نهایی علمی و کاربردی که این طرح دنبال می کند تعیین نقش استرس اکسیداتیو در تمایز و یا آپوپتوز سلول های بنیادی در محل ایسکمی و استفاده از آنتی اکسیدانت ها برای کمک به باززایی محل آسیب دیده می باشد.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 57684 |
| عنوان فارسی طرح | مطالعه نقش استرس اکسیداتیو القائی و آنتی اکسیدانت ها در بقا و تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی با منشاء مغز استخوان در شرایط آزمایشگاهی و مدل ایسکمی قلب |
| عنوان لاتین طرح | The study of oxidative stress and antioxidants homeostasis in survival and differentiation of bone marrow-derived mesenchymal stem cell (MSC) in in-vitro and heart Ischemia model |
| نوع طرح | گرنت - پایان نامه |
| اولویت طرح | پیشگیری، اپیــدمیولوژی، درمان و بازتوانی بیماریهای قلبی- عروقی |
| نوع مطالعه | مطالعات علوم پایه (Experimental) |
| تحقیق در نظام سلامت | بلی |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | بله |
| مقطع پایان نامه | دکتری تخصصی PhD |
| مدت اجرا - ماه | 12 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | امروزه سلول درمانی یک روش نوین برای درمان بیماری ها بوده و تحقیق و توسعه علوم سلول های بنیادی و سلول درمانی برای درمان بیماری ها یک ضرورت می باشد. هدف نهایی علمی و کاربردی که این طرح دنبال می کند تعیین نقش استرس اکسیداتیو در تمایز و یا آپوپتوز سلول های بنیادی در محل ایسکمی و استفاده از آنتی اکسیدانت ها برای کمک به باززایی محل آسیب دیده می باشد. |
| اهداف اختصاصی |
تعیین نقش انتی اکسیدانت در شرایط استرس اکسیداتیو القایی در سیگنالینگ سلولی Nrf2/HO1 وPTEN/Akt در سلول های بنیادی مزانشیمی -تزریق سلول های بنیادی در محل ایسکمی و تعیین تاثیر آنتی اکسیدانت هایی همچون ان استیل سیستئین بر میزان موفقیت سلول درمانی با استفاده از رنگ آمیزی بافت |
| چکیده انگلیسی طرح | The production of free radicals in the body is a natural mechanism and plays a very important role in regulating the natural activities of various organs of the body, especially in the activity of the cardiovascular system and the immune system. However, if these natural free radicals increase too much in the body and the inability of natural antioxidant enzymes such as catalase, superoxide dismutase, etc. to inhibit excess free radicals, oxidative stress occurs, which is the root of many Diseases of the body. Oxidative stress not only causes tissue damage but may also prevent damaged parts from repairing and reactivating stem cells located at the site for repair. Consumption of antioxidants such as carotenoids and vitamins (found in fruits and vegetables) can help reduce this oxidative stress in the body and help in survival and regeneration of lost tissues. Despite extensive research and awareness of the effects of oxidative stress and the need to fight excess radicals, the exact mechanism of the effect of oxidative stress on stem cell growth, survival and differentiation has not yet been determined. Their effect on stem cell survival and differentiation can provide a more accurate mechanism for the use of antioxidants in tissue repair as well as stem cell differentiation and growth. As we know, cardiovascular disease is the main and first cause of death in the world and along with other treatments, the use of stem cells in the treatment of heart disease has been proposed as a promising outlet. But the problem with cell therapy for heart disease, especially ischemia, is the lack of viability of mesenchymal cells injected into the affected area or their lack of differentiation. Given that oxidative stress plays a very important role in the apoptosis of stem cells present at the site of injury or injection, and may also affect ROS cell signaling in these cells and their differentiation into cardiomyocytes, this study with a more accurate understanding of this The mechanism and use of antioxidants such as N-acetylcysteine can provide significant results in successful cell therapy. Bone Marrow Mesenchymal Stem cell (BMSCs) stem cells will be isolated from the bone marrow of New Zealand white rabbit tibia according to existing protocols. Human adipose tissue stem cells will also be included in the study for comparison. Mesenchymal cells will be confirmed using CD34 and CD44 surface markers by immunochemical staining or flow cytometry. Isolated cells are cultured in DMEM / F12 medium and different concentrations of stressors such as hydrogen peroxide or antimycin A as well as antioxidants such as vitamin C and N-acetylcysteine will be treated. The IC50 of antimycin A will be determined and after re-treatment, the signaling pathway Nrf2 / HO1 as well as PTEN / AKT will be studied through Real time PCR as well as protein bleaching. The molecular mechanism and natural self-defense of stem cells under oxidative stress and the inhibitory role of the antioxidant N-acetylcysteine will be determined. In case of partial results, cell test results of animal experiments will be applicable. First, artificial ischemia will occur in parts of the heart of New Zealand white rabbits or by eating large amounts of cholesterol, and the extent of damage to the heart tissue will be assessed. The labeled mesenchymal cells are then injected into the ischemic site of the rabbit heart systemically or directly, and the stem cell survival rate, growth and differentiation in antioxidant and non-antioxidant treatments, and the extent of injury repair Ischemia will be checked. The ultimate scientific and practical goal of this project is to determine the role of oxidative stress in the differentiation or apoptosis of stem cells at the site of ischemia and the use of antioxidants to help regenerate the damaged site. |
| کلمات کلیدی | ROS: Reactive oxygen species CVD: Cardiovascular disease MSCS: Mesenchymal stem cells TBH70X: tert-Butyl hydroperoxide Nrf2: Nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 |
| ذینفعان نتایج طرح | بیماران قلبی |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| محمد نوری | استاد راهنمای اول (آموزشی ) |
| یداله امیدی | استاد راهنما دوم (آموزشی ) |
| علیرضا استاد رحیمی | مشاور |
| ابوالفضل برزگری | دانشجوی مالک پایان نامه |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر متن خبر |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر پیش تیمارسلول های بنیادی با آنتی اکسیدان قبل از تزریق آنها به محل ایسکمیک قلبی در افزایش موفقیت سلول درمانی موثر می باشد.متن خبر بیماری های ایسکمیک قلبی عامل اصلی مرگ و میر در جهان می باشد و سلول درمانی بعنوان یک روش موثر برای ترمیم بافت ایسکمیک پیشنهاد شده است اگرچه عدم زنده مانی سلول های تزریق شده به خاطر استرس اکسیداتیو یک مشکل اساسی در این روش درمانی می باشد. پیش تیمار سلول های بنیادی با آنتی اکسیدان ها ممکن است آنها را نسبت به شرایط استرس اکسیداتیو مقاوم می سازد. بنابراین پژوهشی در دانشگاه علوم پزشکی تبریز به منظور افزایش زنده مانی سلول های بنیادی تزریق شده به محل ُآسیب قلبی با استفاده از آنتی اکسیدانت ها به منظور افزایش کارایی سلول درمانی انجام شد. یافته های این پژوهش نشان داد که پیش تیمار سلول های بنیادی قبل از تزریق به محل آسیب بافتی با آنتی اکسیدانت ها می تواند سلول های بنیادی را از مرگ برنامه ریزی شده در شرایط هایپوکسی حفظ نماید. بنابراین در طراحی داربست های مخصوص برای کشت سلول های بنیادی و نیز هیدروژل های تزریقی می توان از آنتی اکسیدانت ها به منظور افزایش موفقیت سلول درمانی در آینده استفاده نمود. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر پیش تیمارسلول های بنیادی با آنتی اکسیدان قبل از تزریق آنها به محل ایسکمیک قلبی در افزایش موفقیت سلول درمانی موثر می باشد.متن خبر بیماری های ایسکمیک قلبی عامل اصلی مرگ و میر در جهان می باشد و سلول درمانی بعنوان یک روش موثر برای ترمیم بافت ایسکمیک پیشنهاد شده است اگرچه عدم زنده مانی سلول های تزریق شده به خاطر استرس اکسیداتیو یک مشکل اساسی در این روش درمانی می باشد. پیش تیمار سلول های بنیادی با آنتی اکسیدان ها ممکن است آنها را نسبت به شرایط استرس اکسیداتیو مقاوم می سازد. بنابراین پژوهشی در دانشگاه علوم پزشکی تبریز به منظور افزایش زنده مانی سلول های بنیادی تزریق شده به محل ُآسیب قلبی با استفاده از آنتی اکسیدانت ها به منظور افزایش کارایی سلول درمانی انجام شد. یافته های این پژوهش نشان داد که پیش تیمار سلول های بنیادی قبل از تزریق به محل آسیب بافتی با آنتی اکسیدانت ها می تواند سلول های بنیادی را از مرگ برنامه ریزی شده در شرایط هایپوکسی حفظ نماید. بنابراین در طراحی داربست های مخصوص برای کشت سلول های بنیادی و نیز هیدروژل های تزریقی می توان از آنتی اکسیدانت ها به منظور افزایش موفقیت سلول درمانی در آینده استفاده نمود. |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
