مطالعه اثر هیپوکسی بر بیان ژن cxcr4 در سلولهای بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان موش c57bl/6

سلول های بنیادی مزانشیمی (msc ها) بطور معمول در غلظت اکسیژن 21% جو زمین (اصطلاحاَ شرایط نورموکسی) رشد داده می شوند، در صورتی که در in vivo، نیچ فیزیولوژیک این سلول ها غلظت اکسیژن بسیار کمتری دارد. این در حالی است که سلول های بنیادی فوق العاده به محیط اطراف خود حساس هستند و غلظت اکسیژن یکی از مهمترین محرک های محیطی آنها می باشد که اثر مهمی بر ویژگی های این سلول ها دارد. بنابراین ما به بررسی اثر هیپوکسی کوتاه مدت (1% اکسیژن) بر بیان ژن cxcr4 بعنوان یکی از مهمترین گیرنده های کموکینی سطح msc ها که نقش محوری در مهاجرت و لانه گزینی این سلول ها دارد پرداختیم. روش تحقیق: msc ها از مغز استخوان موش c57bl/6 جداسازی شده و پس از اطمینان از هویت آنها تا پاساژ 12 در شرایط نورموکسی (21% اکسیژن) کشت شدند و سپس برای 4، 8، 16، 24 یا 48 ساعت در شرایط هیپوکسی (1% اکسیژن) قرار گرفتند. در آزمایشی دیگر (hypoxia-reoxygenation) سلول ها پس از طی همین ساعات در شرایط هیپوکسی، متعاقباَ به مدت 8 ساعت مجدداَ در شرایط نورموکسی نگهداری شدند. در نهایت بوسیله تکنیک real-time rt-pcr به بررسی بیان نسبی ژن cxcr4 (نرمالایز شده در مقابل ژن 18s-rrna بعنوان کنترل درونی) در هر یک از گروه های آزمایشی در مقایسه با گروه نورموکسی (کنترل) پرداخته شد. یافته ها: هیپوکسی حاد و کوتاه مدت به کاهش بیان نسبی cxcr4 در همه گروه های آزمایشی نسبت به گروه کنترل منجر شد. بیشترین کاهش در گروه 4 ساعت هیپوکسی (0.91 ± 0.107) و کمترین کاهش در گروه 8 ساعت هیپوکسی (50 ± 2.98) مشاهده شد. hypoxia-reoxygenation نیز باعث کاهش بیان نسبی cxcr4 در گروه های آزمایشی نسبت به نمونه کنترل گردید. بیشترین کاهش در گروه 4 ساعت هیپوکسی+ 8 ساعت reoxygenation (0.136 ±0.018) و کمترین کاهش در گروه 24 ساعت هیپوکسی+ 8 ساعت reoxygenation (12.77 ± 0.707) ثبت شد. در واقع گروه 24 ساعت هیپوکسی+ 8 ساعت reoxygenation تنها استثناء بود که در آن بیان cxcr4 پس از reoxygenation کاهش مجدد نداشت. تفاوت بین گروه های آزمایشی و گروه نورموکسی و تفاوت بین گروه های هیپوکسی و گروه های hypoxia-reoxygenation متناظر آنچنانکه با student t-test محاسبه شد معنادار می باشد. (p<0.001) نتیجه گیری: هیپوکسی حاد و کوتاه مدت به دنبال کشت طولانی مدت در نورموکسی باعث کاهش بیان cxcr4 در msc های مشتق از مغزاستخوان موش c57bl/6 شده و پس از این برقراری مجدد شرایط نورموکسی باعث کاهش بیشتر بیان cxcr4 در این سلول ها می شود. احتمالاَ کاهش در مرحله اول به علت سازگاری سلول با شرایط نورموکسی و شوک وارده به سلول پس از هیپوکسی حاد است و کاهش در مرحله دوم به علت سازگاری سلول با غلظت جدید اکسیژن و اثر منفی نورموکسی بر کارکرد پروموتر cxcr4 می باشد. بنابراین، با توجه به نقش اساسی اکسیژن در بیان ژن cxcr4، بهینه سازی غلظت اکسیژن به منظور دستیابی به حداکثر بیان ژن cxcr4 در سلول های بنیادی مزانشیمی ضروری به نظر می رسد.