سلولهای بنیادی ،مهندسی بافت
صفحه نخست   ::   آرشیو  ::   تماس با من   
 
 

چگونه سلولهاي بنيادي مغز استخوان باعث ترميم مغز ميشوند؟

بعد از آسيبهاي مغزي مغز با برگشتن به مرحله تكاملي به اين آسيبها پاسخ ميدهد(5) اين مرحله از پاسخ مغزي به صورتهاي كلنيكي عملكردي و مولكولي قابل تشخيص ميباشد.بهبود عملكرد موتوري مغز مانند تكامل اين سيستم در دوران كودكي ميباشد.(5)در مريضهاي آفازي بعد از ضايعات مغزي اعمالي نظير حرف زدن در آنها مانند دوران ابتدايي زندگي ميباشد.در سطح مولكولي نيز پروتيينهاي جنيني و تكاملي شروع به بيان شدن ميكنند.اين پروتتينها شامل nestin و neuro-D و growth-associated protein synaptophysin (14) و vascular endothelial growth factor (VEGF)(15و16)  ميباشند كه در تكامل و آنژيوژنزيس مغز فعاليت دارند.اين پروتيينها در محل آسيب مغزي به مقدار زيادي ديده ميشوند.چونكه مناطق آسيب ديده در مغز خصوصيات تكاملي از خود نشان ميدهند ما فرض را بر آن ميگيريم كه سلولهاي بنيادي وارد شده به محل ضايعه ريز محيط  آن را مورد تاثيرقرار ميدهند.همچنين آنها به عنوان سلولهاي حمايتي در نظر گرفته ميشوند زيرا آنها يك رنجي از فاكتورهاي رشد و سيتوكينها را ترشح ميكنند.(22)

Targeting of MSC to sites of cerebral injury

سلولهاييكه به صورت وريدي تزريق شده اند به كجا ميروند؟سلولهاي بنيادي ابتدا نشاندار شده اند تا سرنوشت آنها در بافتها مورد بررسي قرار گيرد.سلولهاي بنيادي نشاندار شده و تزريق شده همچنين ميتوانند در ارگانهاي ديگر نظير كبد و كليه و......... . نيز ديده شوند.بيشتر سلولهاي بنيادي تزريق شده در اين رگان ديده ميشوند وتنها 3 تا 2.5 در صد از سلولهاي بنيادي تزريق شده در 14 تا 15 روز بعد از ترانسپلنت در بافت مغزي ديده ميشوند.(48)در خود مغز نيز بيشتر سلولهاي بنيادي در منطقه آسيب ديده مشاهده ميشوند همچنين سلولها در مناطق مجاور عروق خوني نيز ديده ميشدند.همانطور كه در بحثهاي قبلي گفته شد homing سلولهاي بنيادي به جايگاه ضايعه به علت پاسخ سلولهاي التهابي به بافتهاي آسيب ديده  ميباشد.ورود نوتروفيلها و مونوسيتها به جايگاه ضايعه به علت واكنشهاي هماهنگ عروقي و سلولي ميباشد.(61)مولكولهاي چسبنده و رسپتورهايشان كه بر روي سلولهاي التهابي بيان ميشوند اين سلولها رو به بافت آسيب ديده هدايت ميكنند و باعث عبور اين سلولها در بين عروق سد خوني مغزي ميشوند.(62.63)اين مولكولهاي چسبنده در تعامل با شموكينها ميباشند.(64)براي اثبات اينكه مولكولهاي چسبنده ومواد شيمو اتركتنت باعث هدايت سلولهاي بنيادي مزانشيمال به جايگاه ضايعه ميشوند آزمايشي صورت گرفت در اين آزمايش ازBoyden chamber استفاده شد كه يك وسيله سنجش براي مهاجرت سلولي ميباشد و دو چمبر به وسيله يك غشا قابل نفوذ  از يكديگر جدا ميشدند(65)سلولهاي بنيادي مزانشيمال به مقدار 500000 سلول در هر ميلي ليتر در محيط مخصوص مهاجرت سلولي كه (Iscove’s modified Dulbecco’s mediumwith 5% bovine serum albumin قرار داده شدند و مقدار 50 ميكروليتر از اين محيط به تمام ولهاي بالايي اضافه شد.تعداد سلولهاي بنيادي كه از چمبر مهاجرت كرده بودند شمارش شدند.چونكه بافت ايسكميك آسيب ديده پروتيينهاي شيموتاكسي مانند :

monocytechemoattractant protein 1 and macrophage inflammatoryprotein 1 را بيان ميكند. اين بافت در چمبر پاييني قرار داده شدند تا باعث افزايش مهاجرت سلولي شوند(67)پاسخهاي مشابهي با استفاده از مولكولهاي چسبنده intercellular adhesion molecule 1 كه در چمبرهاي پاييني قرار داده شده بودند يافت شد.(66)بنابراين هر آسيبي كه پاسخهاي التهابي را در پي داشته باشد شامل فرايندهاي نرودژنرتيو مانند پاركينسون و MS  نيز ممكن است باعث هدايت سلولهاي آسيب ديده به جايگاه ضايعه شوند.

Mechanisms of action

چگونه اين سلولهاي بنيادي مغز را تحت تاثير قرار ميدهند؟اينكه چگونه سلولهاي بنيادي مزانشيمال باعث بهبودي بافت آسيب ديده ميشوند ويا اينكه اين سلولها قدرت تبديل به سلولهاي مغز را داراميباشند هنوز به طور كامل روشن نشده است.سلولهاي بنيادي كه در محل ضايعه بعد از تزريق اين سلولها قرار ميگيرند بسيار ناچيز ميباشند جمعيت كمي از اين سلولهاي بنيادي ماركرهاي سلولهاي مغزي را بيان ميكنند

سلولهاي بنيادي مزانشيمال به عنوان يك كارخانه مولكولي كوچك عمل ميكند كه فاكتورهاي رشد و تروفيك مختلفي را ترشح ميكند.سلولهاي بنيادي مزانشيمال در مغز يا در درون عروق اين فاكتورها را به صورت مكرر بيان ميكنند تاثير اين فاكتورها در روي مغز مكانيزمي ميباشد كه باعث بازگشتن شرايط فيزيولوژيكي مغز ميشود.آن نشان داده شده است كه سلولهاي بنيادي مزانشيمال فاكتورهاي :

hepatocyte growth factor, VEGF

 .nerve growth factor (NGF),  brain-derived neurotrophic factor (BDNF)

رابيان ميكنند.(68)اين طيف از فاكتورهاي رشد نقش مهمي در بهبود ضايعات مغزي دارند.

يك آزمايش مهمي ديگر انجام شده اين بود كه سلولهاي بنيادي مزانشيمال كه در شرايط يونيك مختلف كشت داده شده بودند با ترشح فاكتورهاي رشد مختلف با آن محيط كشت سازگاري پيدا ميكردند.(68)محيطهاي مختلف ترشح اين فاكتورهاي رشد را تحت تاثير قرار ميدهند اين فرضيه در چندين شرايط مختلف تست شد.كشت سلولهاي بنيادي در بافتهاي خارج شده از مغز كه دچار ايسكمي يا آسيب شده بودند به طور چشمگيري باعث افزايش ترشح فاكتورهاي رشد توسط سلولهاي مزانشيمال شده بود.ترشح فاكتور رشد با توجه با زمان خروج مغز بعد از ايسكمي و ضايعه مغزي متفاوت بود.VEGF و bFGF  دو فاكتور انژيوژنيس مهم ميباشند.(69-70)تاثير سلولهاي بنيادي مزانشيمال درآنژيوژنزيس در  چندين آزمايش به اثبات رسيده است .(68و70)در آزمايشات مختلف نشان داده شده است كه درمان سكته هاي مغزي با VEGF باعث بهبود ضايعه و افزايش آنژيوژنزيس در مغز شده است.(72-73)

القا نروژنزيس در مغز به وسيله سلولهاي بنيادي مغز استخوان يك عامل ديگر در بهبود ضايعات مغزي بعد از تزريق اين سلولهاي بنيادي ميباشد.يك جايگاه مهم نروژنزيس در مغز منطقه مجاور  بطن طرفي به نام منطقه subventricular zone ميباشد.(74-75)نروژنزيس همچنين در پياز بويايي و گيروس دندانه اي مغز جوندگان يافت ميشود.(74-75)آسيبهاي مغزي توليد نرون را در اين مناطق از مغز تقويت ميكند.(77)مكانيزمي كه اين سلولهاي بنيادي در مغز شروع به توليد نرونهاي جديد ميكنند ميتواند در بهبود ضايعات نقش مهمي داشته باشد.افزايش چشمگيري در تعداد سلولها در منطقه subventricular zone بعد از سكته هاي مغزي گزارش شده است .(77و78)بسياري از اين سلولها ماركرTUJ-1 كه يك ماركر عصبي ميباشد را بيان ميكنند.(32)تاثير سلولهاي بنيادي مزانشيمال در القا نروژنزيس در چندين آزمايش اثبات شد.مطالعات هيستولوژيكي در بافت مغزي بعد از ترانسپلنت سلولهاي بنيادي حضور دسته هاي نروسفري را در بين مناطق آسيب ديده نشان داده است.(32)مهاجرت اين سيستم سلولي به جايگاه ضايعه به وسيله پروجكشنهاي آستروسيتي شكل كه از منطقه ventricular بر ميخيزند.(همانند دوران تكاملي) هدايت ميشود. فاكتورهاي رشد و تروفيك كه به وسيله سلولهاي بنيادي مزانشيمال ترشح يمشوند ممكن است در سيناپتوژنزيس و افزايش درخت دندريتيكي در منطقه آسيب ديده نقش داشته باشد.اين نقش در آزمايشي كه سلولهاي بنيادي مزانشيمال تزريق شده باعث افزايش ترشح synaptophysin كه يك پروتيين سيناپسي در مغز ميباشد در مناطق اسيب ديده شده بود.(79)

گليوزيس يك مانع براي ترميم نرونها بعد از ضايعات مغزي ميباشد(80).TFG-β يك فاكتور مهم در ترميم زخمها و جلوگيري از ايجاد اسكار در پوست و ميوكارد ميباشد.(81)چونكه سلولهاي بنيادي مزانشيمال اين فاكتور مهم را ترشح ميكنند ميتواند باعث جلوگيري از ايجاد اسكار در مغز وكمك به ترميم سلولهاي عصبي كنند.

علاوه بر سيتوكينها و فاكتورهاي رشد ذكر شده سلولهاي بنيادي مزانشيمال فاكتورهايي در ارتباط با شكل گيري استخوان مانندosteoblast-specific factor 2 و bone morphogenetic protein 1 را ترشح ميكند .(23) همچنين اين سلولهاي بنيادي مولكول چسبنده عصبي (neuropilin) و نروتروفيك فاكتور NGF و BDNF را ترشح ميكنند.(23) آن گزارش شده است كه

Bone morphogenic protein (83و84) FGF-8 (86)sonic hedgehog(84)parathyroid hormone(85)  نقش تنظيمي در تمايز سلولهاي جنيني بازي ميكنند. آن به نظر ميرسد كه سلولهاي مزانشيمال نيز با ترشح اين فاكتورها نقش مهمي در ترميم ضايعات عصبي بازي كنند.

اطراف منطقه آسيب ديده در مغز به مقدار زياد مستعد آپوپتوز يا مرگ برنامه ريزي شده سلول ميباشد.(87-90) آپوپتوزيس تا ماهها بعد از ضايعه مغزي ادامه پيدا ميكند.سلولهاي بنيادي مزانشيمال به مقدار چشمگيري مقدار آپوپتوز را بعد از ضايعه مغزي كاهش ميدهند.اين تاثير به علت ترشح فاكتور رشد در محل ضايعه ميباشد.(91)


پيام هاي ديگران () | سه‌شنبه ۱۳۸٦/۱۱/٩ - سلولهای بنیادی |لینک به نوشته