جلد 23، شماره 1 - ( بهار 1405 )
جلد 23 شماره 1 صفحات 44-34 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Ethics code: IR.SBMU.ENDOCRINE.REC.1400.140
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Khabareh M, Salehi M, Sadeghi S. A Practical Protocol for the Isolation and Characterization of Small Extracellular Vesicles Derived from Human Umbilical Cord Wharton’s Jelly Mesenchymal Stem Cells. bloodj 2026; 23 (1) :34-44
URL: http://bloodjournal.ir/article-1-1613-fa.html
URL: http://bloodjournal.ir/article-1-1613-fa.html
خباره میلاد، صالحی مهسا، صادقی سمیه. دستورالعمل کاربردی جداسازی و مشخصه یابی وزیکولهای خارج سلولی کوچک از سلولهای بنیادی مزانشیمی ژل وارتون بند ناف انسانی. فصلنامه پژوهشی خون. 1405; 23 (1) :34-44
استادیار مرکز تحقیقات انتقال خون ـ مؤسسه عالی آموزشی و پژوهشی طب انتقال خون
چکیده: (148 مشاهده)
چکیده
سابقه و هدف
امروزه درمانهای مبتنی بر سلولهای بنیادی مزانشیمی (MSCs) و وزیکولهای خارج سلولی کوچک (sEVs) مشتق از آنها به عنوان یک رویکرد درمانی نوین، توجه گستردهای را در مطالعههای پیش بالینی و کارآزماییهای بالینی به خود جلب کردهاند. ذرات sEV ضمن دارا بودن اثرات درمانی مشابه با سلولهای مادر از ایمنی بالایی برخوردارند. از اینرو جایگزین مناسبی برای سلول درمانی مستقیم محسوب میشوند. شناسایی منبع سلولی مناسب و توسعه روشهای کارآمد جهت استخراج این وزیکولها از اهمیت ویژهای برخوردار است. سلولهای بنیادی مزانشیمی مشتق از ژل وارتون بند ناف انسانی به دلیل دسترسی آسان، قدرت تکثیر بالا و خواص ایمنی تنظیمی مطلوب، به عنوان یکی از منابع ارزشمند در این زمینه مطرح هستند. هدف از این مطالعه، ارائه دستورالعمل کاربردی، آسان و مقرون به صرفه برای استخراج و مشخصهیابی اگزوزومهای مشتق از سلولهای مزانشیمی ژل وارتون بند ناف انسانی است تا دقت و تکرارپذیری فرآیندهای آزمایشگاهی ارتقا یابد.
مواد و روشها
در این مطالعه تجربی، سلولهای بنیادی مزانشیمی از دو نمونه مجزای بافت ژل وارتون بند ناف انسانی با روش Explant استخراج شدند. پس از تأیید فنوتیپ سلولها از نظر بیان مارکرهای CD73، CD45، CD34، CD105 و پتانسیل تمایزی آنها به سلولهای چربی و استئوبلاستها، جهت استخراج sEVs، در هر نوبت 15 میلیلیتر از سوپرناتانت سلولی حاصل از چند فلاسک کشت تحت شرایط یکسان جمعآوری و با استفاده از کیت تجاری استخراج sEVs فرآوری شد. خصوصیات مورفولوژیک sEV ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و غلظت پروتئینی آنها با آزمون برادفورد مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافتهها
نتایج فلوسیتومتری نشان داد که سلولهای مشتق از سلولهای مزانشیمی ژل وارتون بند ناف انسانی، بیان بالایی از مارکرهای CD73 (98.8٪) و CD105 (93.8٪) داشته در حالی که بیان مارکرهای خونساز CD34 و CD45 کمتر از 2% بود. همچنین، توان تمایز سلولها به ردههای استخوانی و چربی تأیید شد. تصاویرSEM ، حفظ تمامیت غشایی و مورفولوژی کروی ذرات sEV را در محدوده ابعادی مورد انتظار (~60-40 نانومتر) نشان داد. غلظت پروتئینی وزیکولهای خارج سلولی کوچک استخراج شده بر اساس آزمون برادفورد برابر با 500 میکروگرم بر میلیلیتر (3 =n) محاسبه گردید.
نتیجه گیری
نتایج این مطالعه نشان داد که روش Explant به همراه استفاده از کیتهای مبتنی بر سانتریفیوژ شیب چگالی، روشی ساده، مقرون به صرفه و کارآمد برای استخراج سلولهای بنیادی مزانشیمی ژل وارتون و تولید ذرات وزیکولهای خارج سلولی کوچک با کیفیت مناسب است و میتواند به عنوان یک راهکار عملی جهت تولید ذرات وزیکولهای خارج سلولی کوچک مورد استفاده قرار گیرد.
سابقه و هدف
امروزه درمانهای مبتنی بر سلولهای بنیادی مزانشیمی (MSCs) و وزیکولهای خارج سلولی کوچک (sEVs) مشتق از آنها به عنوان یک رویکرد درمانی نوین، توجه گستردهای را در مطالعههای پیش بالینی و کارآزماییهای بالینی به خود جلب کردهاند. ذرات sEV ضمن دارا بودن اثرات درمانی مشابه با سلولهای مادر از ایمنی بالایی برخوردارند. از اینرو جایگزین مناسبی برای سلول درمانی مستقیم محسوب میشوند. شناسایی منبع سلولی مناسب و توسعه روشهای کارآمد جهت استخراج این وزیکولها از اهمیت ویژهای برخوردار است. سلولهای بنیادی مزانشیمی مشتق از ژل وارتون بند ناف انسانی به دلیل دسترسی آسان، قدرت تکثیر بالا و خواص ایمنی تنظیمی مطلوب، به عنوان یکی از منابع ارزشمند در این زمینه مطرح هستند. هدف از این مطالعه، ارائه دستورالعمل کاربردی، آسان و مقرون به صرفه برای استخراج و مشخصهیابی اگزوزومهای مشتق از سلولهای مزانشیمی ژل وارتون بند ناف انسانی است تا دقت و تکرارپذیری فرآیندهای آزمایشگاهی ارتقا یابد.
مواد و روشها
در این مطالعه تجربی، سلولهای بنیادی مزانشیمی از دو نمونه مجزای بافت ژل وارتون بند ناف انسانی با روش Explant استخراج شدند. پس از تأیید فنوتیپ سلولها از نظر بیان مارکرهای CD73، CD45، CD34، CD105 و پتانسیل تمایزی آنها به سلولهای چربی و استئوبلاستها، جهت استخراج sEVs، در هر نوبت 15 میلیلیتر از سوپرناتانت سلولی حاصل از چند فلاسک کشت تحت شرایط یکسان جمعآوری و با استفاده از کیت تجاری استخراج sEVs فرآوری شد. خصوصیات مورفولوژیک sEV ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و غلظت پروتئینی آنها با آزمون برادفورد مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافتهها
نتایج فلوسیتومتری نشان داد که سلولهای مشتق از سلولهای مزانشیمی ژل وارتون بند ناف انسانی، بیان بالایی از مارکرهای CD73 (98.8٪) و CD105 (93.8٪) داشته در حالی که بیان مارکرهای خونساز CD34 و CD45 کمتر از 2% بود. همچنین، توان تمایز سلولها به ردههای استخوانی و چربی تأیید شد. تصاویرSEM ، حفظ تمامیت غشایی و مورفولوژی کروی ذرات sEV را در محدوده ابعادی مورد انتظار (~60-40 نانومتر) نشان داد. غلظت پروتئینی وزیکولهای خارج سلولی کوچک استخراج شده بر اساس آزمون برادفورد برابر با 500 میکروگرم بر میلیلیتر (3 =n) محاسبه گردید.
نتیجه گیری
نتایج این مطالعه نشان داد که روش Explant به همراه استفاده از کیتهای مبتنی بر سانتریفیوژ شیب چگالی، روشی ساده، مقرون به صرفه و کارآمد برای استخراج سلولهای بنیادی مزانشیمی ژل وارتون و تولید ذرات وزیکولهای خارج سلولی کوچک با کیفیت مناسب است و میتواند به عنوان یک راهکار عملی جهت تولید ذرات وزیکولهای خارج سلولی کوچک مورد استفاده قرار گیرد.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
سلولهاي بنيادي
فهرست منابع
1. de Abreu RC, Fernandes H, da Costa Martins PA, Sahoo S, Emanueli C, Ferreira L. Native and bioengineered extracellular vesicles for cardiovascular therapeutics. Nat Rev Cardiol . 2020; 17(11): 685-97. [DOI:10.1038/s41569-020-0389-5] [PMID] []
2. Trubiani O, Marconi GD, Pierdomenico SD, Piattelli A, Diomede F, Pizzicannella J. Human oral stem cells, biomaterials and extracellular vesicles: a promising tool in bone tissue repair. Int J Mol Sci. 2019; 20(20): 4987. [DOI:10.3390/ijms20204987] [PMID] []
3. Zhang Y, Liu Y, Liu H, Tang WH. Exosomes: biogenesis, biologic function and clinical potential. Cell Biosci. 2019; 9:1-18. [DOI:10.1186/s13578-019-0282-2] [PMID] []
4. Sadeghi S, Mosaffa N, Hashemi SM, Naghizadeh MM, Ghazanfari T. The immunomodulatory effects of mesenchymal stem cells on long term pulmonary complications in an animal model exposed to a sulfur mustard analog. Int Immunopharmacol. 2020; 80: 105879. [DOI:10.1016/j.intimp.2019.105879] [PMID]
5. Gronthos S, Mankani M, Brahim J, Robey PG, Shi S. Postnatal human dental pulp stem cells (DPSCs) in vitro and in vivo. Proc Natl Acad Sci USA. 2000; 97(25): 13625-30. [DOI:10.1073/pnas.240309797] [PMID] []
6. Erices A, Conget P, Minguell JJ. Mesenchymal progenitor cells in human umbilical cord blood. Br J Haematol. 2000; 109(1) :235-42. [DOI:10.1046/j.1365-2141.2000.01986.x] [PMID]
7. Baksh D, Yao R, Tuan RS. Comparison of proliferative and multilineage differentiation potential of human mesenchymal stem cells derived from umbilical cord and bone marrow. Stem Cells. 2007; 25(6): 1384- 92. [DOI:10.1634/stemcells.2006-0709] [PMID]
8. Meyer FA Laver-Rudich Z, Tanenbaum R. Evidence for a mechanical coupling of glycoprotein microfibrils with collagen fibrils in Wharton's jelly. Biochim Biophys Acta. 1983; 755(3): 376-87. [DOI:10.1016/0304-4165(83)90241-6] [PMID]
9. Shafiee A, Moradi L, Lim M, Brown J. Coronavirus disease 2019: a tissue engineering and regenerative medicine perspective. Stem Cell Transl Med. 2021; 10(1):27-38. [DOI:10.1002/sctm.20-0197] [PMID] []
10. Zhang S, Zhu D, Mei X, Li Z, Li J, Xie M, et al. Advances in biomaterials and regenerative medicine for primary ovarian insufficiency therapy. Bioact Mater. 2021; 6(7): 1957-72. [DOI:10.1016/j.bioactmat.2020.12.008] [PMID] []
11. Ahangari F , Mirsanei Z, Soudi S, Ghaffari Khaligh S, Soufi S , Seyed Mahmoud Hashemi SM. Isolation of Mesenchymal Stem Cells (MSCs) from Wharton's Jelly (WJ) Tissue of Human Umbilical Cord (hUC); a Protocol. School of Medicine Students' Journal. 2022; 5: e42169.
12. Zolfaghar M, Mirzaeian L, Beiki B, Naji T, Moini A, Eftekhari-Yazdi P, et al. Wharton's jelly derived mesenchymal stem cells differentiate into oocyte like cells in vitro by follicular fluid and cumulus cells conditioned medium. Heliyon. 2020; 6(10):e04992. [DOI:10.1016/j.heliyon.2020.e04992] [PMID] []
13. Ding C, Zhu L, Shen H, Lu J, Zou Q, Huang C, et al. Exosomal miRNA-17-5p derived from human umbilical cord mesenchymal stem cells improves ovarian function in premature ovarian insufficiency by regulating SIRT7. Stem Cells. 2020; 38(9): 1137-48. [DOI:10.1002/stem.3204] [PMID]
14. Sadeghi S Soudi S, Shafiee A, Hashemi SM. Mesenchymal stem cell therapies for COVID-19: Current status and mechanism of action. Life Sci. 2020:262: 118493. [DOI:10.1016/j.lfs.2020.118493] [PMID] []
15. Sadeghi S, Ramezani Tehrani F, Tahmasebi S, Shafiee A, Hashemi SM. Exosome engineering in cell therapy and drug delivery. Inflammopharmacology 2023 ;169:31 :145-169. [DOI:10.1007/s10787-022-01115-7] [PMID] []
16. Zhou T, Yuan Z, Weng J, Pei D, Du X, He C, et al. Challenges and advances in clinical applications of mesenchymal stromal cells. J Hematol oncol. 2021; 14: 1-24. [DOI:10.1186/s13045-021-01037-x] [PMID] []
17. Varaa N, Azandeh S, Khodabandeh Z, Gharravi AM .Wharton's Jelly Mesenchymal Stem Cell: Various Protocols for Isolation and Differentiation of Hepatocyte-Like Cells; Narrative Review.Iran J Med Sci. 2019; 44(6): 437-48.
18. Deuse T, Stubbendorff M, Tang-Quan K, Phillips N, Kay MA, Eiermann T, et al. Immunogenicity and Immunomodulatory Properties of Umbilical Cord Lining Mesenchymal Stem Cells . Cell Transplant. 2011; 20(5):655-67. [DOI:10.3727/096368910X536473] [PMID]
19. Drobiova H, Sindhu S, Ahmad R, Haddad D, Al-Mulla F, Al Madhoun A. Wharton's jelly mesenchymal stem cells: a concise review of their secretome and prospective clinical applications. Front Cell Dev Biol. 2023; 11 :1211217. [DOI:10.3389/fcell.2023.1211217] [PMID] []
20. Rao MS, Mattson MP. Stem cells and aging: expanding the possibilities. Mech Ageing Dev. 2001; 122(7): 713-34. [DOI:10.1016/S0047-6374(01)00224-X] [PMID]
21. Manca M, Zwart I, Beo J, Palasingham R, Jen L, Navarrete R, et al. Characterization of mesenchymal stromal cells derived from full-term umbilical cord blood. Cytotherapy. 2008; 10(1): 54-68. [DOI:10.1080/14653240701732763] [PMID]
22. Varaa N, Azandeh S, Khodabandeh Z, Gharravi AM. Wharton's jelly mesenchymal stem cell: Various protocols for isolation and differentiation of hepatocyte-like cells; narrative review. Iran J Med Sci. 2019; 44(6): 437-448.
23. Guan Y-T, Xie Y, Li D-S, Zhu Y-Y, Zhang X-L, Feng Y-L, et al. Comparison of biological characteristics of mesenchymal stem cells derived from the human umbilical cord and decidua parietalis. Mol Med Rep. 2019; 20(1): 633-9. [DOI:10.3892/mmr.2019.10286]
24. Beeravolu N, McKee C, Alamri A, Mikhael S, Brown C, Perez-Cruet M, et al. Isolation and characterization of mesenchymal stromal cells from human umbilical cord and fetal placenta. J Vis Exp. 2017 (122): 55224. [DOI:10.3791/55224-v] [PMID] []
25. Kim MJ, Shin KS, Jeon JH, Lee DR, Shim SH, Kim JK, et al. Human chorionic-plate-derived mesenchymal stem cells and Wharton's jelly-derived mesenchymal stem cells: a comparative analysis of their potential as placenta-derived stem cells. Cell Tissue Res. 2011; 346(1): 53-64. [DOI:10.1007/s00441-011-1249-8] [PMID]
26. Wang Q ,Yang Q, Wang Z, Tong H, Ma L, Zhang Y, et al. Comparative analysis of human mesenchymal stem cells from fetal-bone marrow, adipose tissue, and Warton's jelly as sources of cell immunomodulatory therapy.Hum Vaccin Immunother. 2016; 12(1): 85-96. [DOI:10.1080/21645515.2015.1030549] [PMID] []
27. Can A, Balci D. Isolation culture, and characterization of human umbilical cord stroma-derived mesenchymal,stem cells. Methods Mol Biol. 2011; 698: 51-62. [DOI:10.1007/978-1-60761-999-4_5] [PMID]
28. Tong CK, Vellasamy Sh, Tan BC, Abdullah M, Vidyadaran Sh, Seow HF, et al. Generation of mesenchymal stem, method. Cell Biol Int, 2011; 35(3): 221-6. [DOI:10.1042/CBI20100326] [PMID]
29. De Bruyn C, Najar M, Raicevic G, Meuleman N, Pieters K, Stamatopoulos B, et al. A rapid, simple, and reproducible method for the isolation of mesenchymal stromal cells from Wharton's jelly without enzymatic treatment. Stem Cells Dev. 2011; 20(3): 547-57. [DOI:10.1089/scd.2010.0260] [PMID]
30. Seshareddy K, Troyer D, Weiss ML. Method to isolate mesenchymal-like cells from Wharton's Jelly of umbilical cord. Methods Cell Biol. 2008; 86: 101-19 . [DOI:10.1016/S0091-679X(08)00006-X] [PMID]
31. Priya N, Sarcar S, Majumdar AS, SundarRaj S. Explant culture: a simple, reproducible, efficient and economic technique for isolation of mesenchymal stromal cells from human adipose tissue and lipoaspirate. J Tissue Eng Regen Med. 2014; 8(9): 706-16. [DOI:10.1002/term.1569] [PMID]
32. Hilkens P, Gervois P, Fanton Y, Vanormelingen J, Martens W, Struys T, et al. Effect of isolation methodology on stem cell properties and multilineage differentiation potential of human dental pulp stem cells. Cell Tissue Res. 2013; 353(1): 65-78. [DOI:10.1007/s00441-013-1630-x] [PMID]
33. Yoon JH, Roh EY, Shin S, Jung NH, Song EY, Chang JY, et al. Comparison of Explant‐Derived and Enzymatic Digestion‐Derived MSCs and the Growth Factors from Wharton's Jelly. BioMed res Int. 2013; 2013(1): 428726. [DOI:10.1155/2013/428726] [PMID] []
34. Jing W, Xiao J, Xiong Z, Yang X, Huang Y, Zhou M, et al. Explant culture: an efficient method to isolate adipose‐derived stromal cells for tissue engineering. Artif Organs. 2011; 35(2): 105-12. [DOI:10.1111/j.1525-1594.2010.01054.x] [PMID]
35. Zhang Z, Wang C, Li T, Liu Z, Li L. Comparison of ultracentrifugation and density gradient separation methods for isolating Tca8113 human tongue cancer cell line ‑ derived exosomes. Oncol Lett. 2014; 8(4): 1701-06. [DOI:10.3892/ol.2014.2373] [PMID] []
36. Skottvoll FS, Berg H, Bjorseth K, Lund K, Roos N, Bekhradnia S, et al. Comparison of ultracentrifugation and a commercial kit for isolationof exosomes derived from glioblastoma and breast cancer cells. bioRxiv. 2018; 274910. [DOI:10.1101/274910] [PMID] []
37. Weng Y, Sui Z, Shan Y, Hu Y, Chen Y, Zhang L, et al. Effective isolation of exosomes with polyethyleneglycol from cell culture supernatant for in-depth proteome profiling. Analyst. 2016; 141(15): 4640-6. [DOI:10.1039/C6AN00892E] [PMID]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
