اثر مهار شیمیایی آنزیم G9a بر کاهش پتانسیل تکثیری و افزایش پتانسیل آدیپوژنیک سلول‌های بنیادی مزانشیمی

الموضوعات : فصلنامه زیست شناسی جانوری

هدیه خانبان ¹ (گروه زیست شناسی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران)
اسماعیل فتاحی ² (گروه زیست شناسی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران)
محمود تلخابی ³ (گروه علوم و زیست فناوری جانوری، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران)

تاريخ الإرسال : 25 الإثنين , ذو الحجة, 1440 تاريخ التأكيد : 20 الأحد , رجب, 1441 تاريخ الإصدار : 28 السبت , شوال, 1441

الکلمات المفتاحية: سلول‌های بنیادی مزانشیمی, اپی ژنتیک, A366, آنزیم G9a, آدیپوژنز,

ملخص المقالة :

سلول های بنیادی مزانشیمی (MSCs)، ویژگی های منحصر به فردی از قبیل تعدیل سیستم ایمنی، ترشح فاکتورهای کنترل بقاء سلولی و نیز پتانسیل تمایز به استخوان، غضروف و چربی را دارند. تمام فرایندهای سلولی از قبیل تمایز، تکثیر، پیری و مرگ بطور مستقیم و یا غیرمستقیم توسط مکانیزم های اپی ژنتیکی از قبیل متیلاسیون هیستونی تنظیم شده و آنزیم هیستون متیل ترانسفراز G9a یکی از آنزیم های مهم در این زمینه است. سلول های بنیادی مزانشیمی در مغز استخوان رت (BM-MSCs) در محیط آزمایشگاهی استخراج شده و کشت شدند. سپس در کشت اولیه، پاساژ اول، دوم و سوم تحت تاثیر غلظت های مختلف A366 (یک مهارکننده اختصاصی آنزیم G9a) قرار گرفتند. سپس با استفاده از فلوسایتومتری، محاسبه زمان دوبرابر شدن جمعیت سلولی و بررسی پروفایل چرخه سلولی، وضعیت تکثیری BM-MSCs مورد ارزیابی قرار گرفت. میزان تمایز به چربی BM-MSCs تیمار شده با A366، با استفاده از رنگ آمیزی اویل رد و بیان ژن های ویژه چربی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی زمان دو برابر شدن جمعیت BM-MSCs و بررسی چرخه سلولی نشان داد که مهار آنزیم G9a با غلظت های پایین A366 تاثیر معنی داری بر پتانیسل تکثیری BM-MSCs ندارد. اگرچه غلظت های بالای A366، مدت زمان دوبرابر شدن جمعیت سلولی را افزایش داده و توقف چرخه سلولی را القاء می کند. همچنین تیمار BM-MSCs با A366 موجب افزایش پتانسیل تمایز سلول ها به سمت چربی می شود. تنظیم کنندگان اپی ژنتیکی از قبیل A366 که برای کنترل سرطان پیشنهاد شده اند، رفتارهای تکثیری و تمایزی BM-MSCs را تحت تاثیر قرار می دهند. همچنین این تنظیم کننده ها می توانند به عنوان یک رویکرد مناسب جهت تکثیر و تمایز بهتر MSCs به کار گرفته شوند، تا این سلول ها با کارایی بالاتری در سلول درمانی، مهندسی بافت و نیز ترمیم و هومئوستازی بافتی نقش ایفا کنند.

المصادر:

1. Ahn M.J., Jeong S.G., CHO G.W. 2016. Antisenescence activity of G9a inhibitor BIX01294 on human bone marrow mesenchymal stromal cells. Turkish Journal of Biology, 40(2): 443-451.


2. Ding, D. C.,. Shyu W.C., Lin S.Z., 2011. Mesenchymal stem cells. Cell Transplantation, 20(1): 5-14.


3. Dominici M.,  Blanc K., Mueller I. 2006. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy, 8(4): 315-317.


4. Duncan  E.J., Gluckman P.D., Dearden P.K. 2014. Epigenetics, plasticity, and evolution: How do we link epigenetic change to phenotype? Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution, 322(4): 208-220.


5. Eisenberg C.A., Eisenberg L.M. 2019. G9a and G9a-Like Histone Methyl transferases and Their Effect on Cell Phenotype, Embryonic Development, and Human Disease, in The DNA, RNA, and Histone Methylomes. Springer, 23: 399-433.


6. Eslaminejad B.M., Talkhabi M., Zeynali B. 2008. Effect of Lithium chloride on proliferation and bone differentiation of rat marrow-derived mesenchymal stem cells in culture. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 11(3): 143-151.


7. Fabrizio P., Garvis S., F. Palladino F., 2019.  Histone methylation and memory of environmental stress. Cells, 8(4): 339-346.


8. Husmann D., Gozani O., 2019. Histone lysine methyltransferases in biology and disease. Nature Structural and Molecular Biology, 26(10): 880-889.


9. Khanban H., Fattahi E., Talkhabi M., 2019. In vivo administration of G9a inhibitor A366 decreases osteogenic potential of bone marrow-derived mesenchymal stem cells. Excli journal, 18: 300-308.


10. Liu N., 2015. Recognition of H3K9 methylation by GLP is required for efficient establishment of H3K9 methylation, rapid target gene repression, and mouse viability. Genes and Development, 29(4): 393-379.


11. Nicetto D., Zaret K.S. 2019. Role of H3K9me3 heterochromatin in cell identity establishment and maintenance. Current Opinion in Genetics and Development, 55: 1-10.


12. Pappano W.N., Guo J., He Y., Ferguson D. 2015. The histone methyltransferase inhibitor A-366 uncovers a role for G9a/GLP in the epigenetics of leukemia. PloS One, 10(7): 12: 34-49.


13. Purcell D.J., 2012. Recruitment of coregulator G9a by Runx2 for selective enhancement or suppression of transcription. Journal of Cellular Biochemistry, 113(7): 2406-2414.


14. Wang M., Yuan Q., Xie L. 2018.  Mesenchymal stem cell-based immunomodulation: properties and clinical application. Stem cells International, 2(5): 67-78.