بررسی اثر تعدیل اتوفاژی بر انتقال بین سلولی میتوکندری در سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسانی
Abstract
مطالعات اخیر نقش اتوفاژی را در عملکرد و خواص ترمیم‌کنندگی سلول‌های بنیادی مزانشیمی نشان داده است. اینکه چگونه و با کدام مکانیسم تعدیل اتوفاژی می تواند بر تعاملات جنبی(juxtacrine) سلول های بنیادی مزانشیمی تأثیر بگذارد باید مورد توجه قرار گیرد. در این مطالعه، نقش اتوفاژی در تشکیل ریزساختارهای لوله‌ای (TNTs) و انتقال میتوکندری بین سلول‌های همسان مورد بررسی قرار گرفته است.
روش‌ها: سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسانی با 15 میکرومولار متفورمین (محرک اتوفاژی) و 3 میکرومولار تری متیل آدنین (مهار کننده اتوفاژی) به مدت 48 ساعت تیمار شدند. تشکیل ریزساختارهای لوله‌ای با استفاده از تصاویر میکروسوپ معکوس و میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شد. سطوح پروتئین‌های مرتبط با مسیر اتوفاژی، ریزساختارهای لوله‌ای و بازآرایی اسکلت سلولی با وسترن بلاتینگ مورد مطالعه قرار گرفت. چگالی میتوکندری و مقادیر اختلاف پتانسیل غشاء میتوکندری با استفاده از آنالیز فلوسیتومتری بررسی شد. با استفاده از PCR Array و Protein Array، تعامل نزدیک و واسطه‌های مشترک در مسیرهای سیگنالینگ اتوفاژی، آپوپتوز و Wnt نیز بررسی شد. میزان کل اسیدهای چرب با استفاده از کروماتوگرافی گازی بررسی گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان‌دهنده افزایش طول و تعداد ریزساختارهای لوله‌ای، همراه با سایر برجستگی‌های سلولی پس از القای اتوفاژی بود، درحالی‌که این ویژگی‌ها در سلول‌های بنیادی مزانشیمی تیمار شده با تری متیل آدنین کاهش یافت (05/0p<). آنالیز وسترن‌بلات کاهش قابل‌توجه Rab8 و p-FAK را در سلول‌های بنیادی مزانشیمی تیمار شده با تری متیل آدنین نشان داد (05/0p<) که این امر نشان‌دهنده مهار مونتاژ ریزساختارهای لوله‌ای و انتقال اجزاء سیتوپلاسمی بین سلول‌ها است. به همین ترتیب، تحریک اتوفاژی باعث افزایش شار اتوفاژیک و یکپارچگی غشای میتوکندری در مقایسه با سلول‌های بنیادی مزانشیمی تیمار شده با تری متیل آدنین شد. با وجود این یافته‌ها، سطح پروتئین‌های غشای میتوکندری Miro-1 و Miro-2 پس از مهار/تحریک اتوفاژی بدون تغییر بود (05/0p>). نشان داده شد که مهار/تحریک اتوفاژی می‌تواند بر پروتئین و سطوح رونویسی چندین واسطه مرتبط با مسیرهای سیگنالینگ Wnt و آپوپتوز درگیر در فعالیت‌های زیستی مختلف سلول تأثیر بگذارد. نتایج افزایش نسبت مجموع اسیدهای چرب غیر اشباع به اسیدهای چرب اشباع سلول‌های بنیادی مزانشیمی در معرض محرک اتوفاژی را تأیید کردند.