بررسی الگوی متیلاسیون ژن ppar gamma قبل و بعد از تمایز سلول بنیادی مزانشیمی مغز استخوان انسانی به سلول چربی

زمینه و هدف:سلولهای بنیادی مزانشیمی، سلولهایی هستند که توانایی خود بازسازی و در نهایت تمایز به انواع متعدد سلول را دارند. این سلولهای بنیادی اساسا از مغز استخوان منشا می‏گیرند اما قابل برداشت از بافت چربی، تاندون، خون محیطی، ماهیچه اسکلتی و اخیرا استخوان ترابکولار نیز می باشند. سلولهای بنیادی مزانشیمی می توانند به رده های استخوان ساز، چربی ساز، غضروف ساز وماهیچه ساز تمایز یابند ]1[. سلولهای بنیادی مزانشیمی در تعداد وسیعی در انسان بالغ، در مغز استخوان و بافت چربی یافت می شوند و به طور وسیعی به علت داشتن توانایی درمان بیماری های انسانی مورد بررسی قرار گرفته است. به علت نقش درمانی سلولهای بنیادی مزانشیمی در شرایط متنوعی از جمله نقص های استخوانی و غضروف، بیماری قلبی ایسکمیک و ایسکمی مغزی روشن ساختن مکانیسم های دقیقی که سرنوشت سلول بنیادی مزانشیمی را هدایت می کند، مهم است ]2[. فرایند تمایز سلولهای بنیادی از حالت پرتوان به سلولهای متعهد مستلزم بروز تغییرات کلی در الگوی بیان ژن در آنهاست که از شناخته شده ترین آنها تغییرات اپی ژنتیکی است. مکانیسم های اپی ژنتیک شامل متیلاسیون تغییراتی در سطح هیستون ها و تنظیمات وابسته به rna های غیر کد کننده می شود که به عنوان عوامل اصلی کنترل بیان ژن در طی رشد و نمو سلول مطرح هستند ]3[. تنظیم اپی ژنتیک بر پایه تغییرات قابل توارث در الگوی بیان ژن است که بدون تغییر در توالی نوکلئوتید اولیه رخ می دهد. این تغییرات هنگام تقسیم میتوز و میوز سلول باقی می ماند و اغلب تا نسلهای متعددی طول می کشد. یک مثال پایه ای از تنظیم اپی ژنتیک زمانی رخ می دهد که سلول در نهایت تمایز می یابد ]2[. متیلاسیون dna بیشتر در ناحیه ی نوکلئوتیدهای جزایر cpg رخ می دهد. این نواحی بیشتر در ناحیه پروموتور 60% ژن های انسانی واقع شده است. نواحی cpg island در بافت های طبیعی معمولا به صورت غیرمتیله وجود دارند که این امر سبب بیان ژن های لازم در حضور فاکتورهای رونویسی مناسب می شود. میتلاسیون cpg island موجود در پروموتور در ارتباط با ساختار بسته کروماتین و خاموشی ژن های مربوط به رونویسی می باشد ]4[. بافت چربی سفید مکانی مهم در بدن برای ذخیره انرژی است. نقص آدیپوسیت می تواند به علت فرآیندهایی باشد که از بیرون بافت چربی منشا می گیرند مثل تخریب اتوایمیون و یا از مکانیسم های داخلی مانند تولید پروتئین های مضر در آدیپوسیت ها. آدیپوسیت های بالغ از سلولهای پری کرسور مزانشیمی مشتق می شوند که به مسیر آدیپوژنیک متعهد شده اند. مراحل اولیه در این فرایند بیان زودگذر فاکتورهای رونویسی cebpb و cebp-? است که منجر به تشکیل پری آدیپوسیت ها می شود و به وسیله بیان ppar? و srebp1/add1 و cebp? دنبال می شود و منجربه تمایز به آدیپوسیت بالغ می گردد ]5[. در سالهای اخیر چاقی، به عنوان یک نگرانی که تهدید کننده سلامتی میباشد در آمده است. توده چربی سفید ارگانی اندوکرین است که نه تنها نقش فعال و مرکزی در تنظیم تعادل انرژی بازی می کند بلکه نقش اساسی در تعدادی از فرایندهای فیزیولوژیکی و پاتولوژیکی نیز دارد. بنابراین درک چگونگی فرایندهای تمایز آدیپوست می تواند ما را در تنظیم تعداد و عملکرد این سلولها در ارگانیسم بالغ کمک کرده و در نتیجه در درمان و تسکین بیماری های متابولیک همچون چاقی و دیابت به ما یاری رساند.مواد و روش ها: در این مطالعه بعد از تمایز سلولهای بنیادی مزانشیمی مغز استخوان سه فرد نرمال به آدیپوسیت در محیط آزمایشگاه بیان کمی و کیفی ژن ppargamma به عنوان مهمترین فاکتور نسخه برداری و الگوی متیلاسیون dna قبل و بعد از تمایز به چربی بررسی شد. نتایج و یافته ها: بیان این ژن بعد از تمایز افزایش قابل ملاحظه ای را نشان داد اما الگوی متیلاسیون قبل و بعد از تمایز تغییری نیافت. نتیجه گیری: با توجه به یافته های حاصل ppar? به عنوان یکی از فاکتورهای با اهمیت در تمایز سلول های فیبروبلاست و mscs به آدیپوسیت عمل می کند و می توان با مهار و یا تحریک بیان آن در درمان بیماری های مختلف از جمله چاقی مفرط، آنمی آپلاستیک و استئوپروزیس از آن استفاده کرد. اما متیلاسیون dna در این روند نقشی نداشته و باید به دنبال مکانیسمهای اپی ژنتیک دیگری بود.