استفاده از کوچک مولکولها در تولید اندودرم قطعی شایسته برای تمایز به سلول های درون ریز پانکراسی از سلول های بنیادی جنینی انسانی

شکل گیری اندودرم قطعی (definitive endoderm) یکی از مراحل مهم در تکوین اندام های مشتق از اندودرم مانند پانکراس و کبد در مهره داران می باشد. به همین دلیل در مطالعات آزمایشگاهی، تولید اندودرم به عنوان منبعی برای تولید انواع سلول های کارآمد در درمان بیماری های مرتبط با این اندام ها از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین، با نگاه به سلول درمانی، معرفی روش هایی تعریف شده تر، کاراتر و کم هزینه تر بسیار سودمند خواهد بود. در پژوهش حاضر، برای تمایز سلول های بنیادی جنینی انسانی به سلول های اندودرم قطعی، یک پروتوکل دو مرحله ای ابداع گردید: مرحله اول (مرحله priming)، استفاده از فاکتورهای مهار کننده پرتوانی سلول های بنیادی به مدت یک روز و مرحله دوم (مرحله inducing)، استفاده از فاکتورهای تمایز اندودرمی سلول های بنیادی جنینی انسانی به مدت سه روز. فاکتورهای استفاده شده در مرحله priming شامل کوچک مولکول های rapamycin، stauprimide، chir، nsc-308848 و فاکتور رشد اکتیوین a (با غلظت 100 نانوگرم بر میلی لیتر) بود و فاکتورهای استفاده شده در مرحله inducing شامل کوچک مولکول های ly294002، cymarin و ide1/2 و فاکتور رشد اکتیوین a (با غلظت 50 نانوگرم بر میلی لیتر)؛ بدین ترتیب 26 ترکیب از مواد القاگر ذکر شده به عنوان گروه های آزمایشی بکار برده شد و از تیمار فاکتور های رشد اکتیوین a (100 نانوگرم بر میلی لیتر) و wnt3a (25 نانوگرم بر میلی لیتر) به مدت یک روز و اکتیوین a (100 نانوگرم بر میلی لیتر) به مدت سه روز (w/a100-a100) به عنوان کنترل مثبت و تیمار dmso (حلال کلیه کوچک مولکول های بکار رفته) به عنوان کنترل منفی استفاده گردید. سپس بر اساس ارزیابی بیان ژن های مختص اندودرمی sox17 و foxa2 به روش real time rt-pcr، گروه تیمار شده با کوچک مولکول rapamycin (100 نانو مولار)، به مدت یک روز و اکتیوین a (50 نانوگرم بر میلی لیتر)، به مدت سه روز (rapa-a50) انتخاب گردید و این پروتوکل انتخابی به همراه گروه های کنترل در سطح بیان ژن های بیشتر برای تمایز اندودرمی و نیز بیان در سطح پروتئین ارزیابی گردید و سپس برای بررسی شایستگی تمایز بیشتر به سمت سلول های پیش ساز پانکراسی (pp) (توسط 5 پروتوکل) و نیز سلول های درونریز پانکراسی (pe) (توسط 3 پروتوکل) و همچنین سلول های شبه هپاتوسیتی (hlcs) (توسط یک پروتوکل) القا گردید. نتایج بیان شاخص های پانکراسی و کبدی در سلول های اندودرمی انتخاب شده (rapa-a50 و w/a100-a100 [کنترل مثبت]) تیمار شده با پروتوکل های رایج تمایز به سلول های پانکراسی و کبدی نشان داد که اندودرم های تولید شده توسط پروتوکل rapa-a50 قابلیت تمایز به پیش سازهای پانکراسی را با کارایی مشابه با اندودرم های تولید شده توسط پروتوکل w/a100-a100 دارا می باشند درحالیکه هیچ یک از اندودرم ها قادر به تمایز به سلول های pe با 3 پروتوکل امتحان شده نبودند. این در حالی بود که اندودرم های تولید شده توسط پروتوکل rapa-a50 با کارایی مشابه با اندودرم های تولید شده توسط پروتوکل w/a100-a100 قابلیت تمایز به سلول های شبه هپاتوسیتی نشان می دهند. نتایج ما روش جدیدی را برای تمایز برای تمایز سلول های بنیادی جنینی انسانی به سلول های اندودرم قطعی معرفی می نماید. اندودرم تولید شده به این روش به نحوی وابسته به پروتوکل قابلیت تمایزی به سلول های pp و نیز قابلیت تمایزی به سلول های شبه هپاتوسیتی را دارا می باشند. ضمنا، این نتایج روشن می سازد که پروتوکل های تمایز به سلول های pe نیاز به بازنگری دارند.