دوره 34، شماره 12 - ( اسفند 1402 )
جلد 34 شماره 12 صفحات 752-742 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Research code: IR.TBZMED.REC.1395.967
Ethics code: IR.TBZMED.REC.1395.967
Clinical trials code: ------------------
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Valizadeh R, Abasi E, Jalili R, Mohajeri N, Alizadeh E. EVALUATION OF PLATINUM NANOPARTICLES EFFECTS ON CELL CYCLE AND EXPRESSION OF SOX2 AND OCT-4 GENES IN MESENCHYMAL STEM CELLS. Studies in Medical Sciences 2024; 34 (12) :742-752
URL: http://umj.umsu.ac.ir/article-1-6181-fa.html
URL: http://umj.umsu.ac.ir/article-1-6181-fa.html
ولیزاده رویا، عباسی الهام، جلیلی رقیه، مهاجری نسرین، علیزاده عفت. ارزیابی تأثیر نانو ذرات پلاتینوم بر چرخه سلولی و بیان ژن‌های Sox-2 Oct-4 در سلول‌های بنیادی مزانشیمی. مجله مطالعات علوم پزشکی. 1402; 34 (12) :742-752
ارزیابی تأثیر نانو ذرات پلاتینوم بر چرخه سلولی و بیان ژن‌های Sox-2 Oct-4 در سلول‌های بنیادی مزانشیمی
دانشیار زیست فناوری پزشکی، گروه بیوتکنولوژی پزشکی، دانشکده علوم نوین پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، تبریز، ایران (نویسنده مسئول) ، e.alizadeh.2010@gmail.com
چکیده: (583 مشاهده)
پیش‌زمینه و هدف: سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) گروهی از سلول‌های مهم قابل‌استفاده در سلول/ ژن‌درمانی هستند که نیاز به حفظ خواص بنیادینگی آن‌ها در سطح سلولی و مولکولی است تا عملکرد صحیح آن‌ها در کاربردهای پزشکی را تضمین نماید. یکی از موادی که کاربردهای مختلف در دنیای پزشکی دارد نانو ذرات پلاتینیوم می‌باشند. هدف از این کار بررسی تأثیر نانو ذرات پلاتینیوم بر چرخه سلولی و بیان ژن‌های Sox-2 و Oct-4 در سلول‌های بنیادی مزانشیمی در شرایط آزمایشگاهی بود.
مواد و روش کار: در این مطالعه تجربی، پس از سنتز نانو ذرات پلاتینوم، شکل و سایز دینامیکی آن‌ها با TEM و بار آن‌ها توسط تست DLS، چک گردید. سپس، کشت سلول‌های بنیادی مزانشیمی و زنده‌مانی آن‌ها پس از تیمار با نانو ذرات پلاتینیوم (pt) بررسی شد. علاوه بر این، میزان بیان ژن‌های Sox-2 و Oct-4 در سلول‌های تیمار شده با نانو ذرات ارزیابی شد. همچنین، اثرات نانو ذرات پلاتین بر چرخه سلولی و تشکیل کلنی در سلول‌های بنیادی مورد ارزیابی قرار گرفت. آنالیزهای آماری با نرم‌افزار Graph Pad prism نسخه 10 انجام گردید. سطح معنی‌داری p<0.05 تعریف گردید.
یافته‌ها: بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، مورفولوژی نانو ذرات کروی و اندازه آن‌ها 180 نانومتر و بار آن‌ها +25.8 بود. تست سمیت سلولی نشان داد که اثرات این نانو ذرات‌ها بر سلول‌ها وابسته به دوز و زمان هستند. همچنین در حضور پلاتینیوم، چرخه سلولی سلول‌های بنیادی دچار تغییرات زیادی به‌ویژه افزایش درصد سلول‌ها در فاز S گردید. نتایج Real-time PCR نشان داد که در حضور نانو ذرات پلاتین، کاهش بیان ژن Sox-2 و Oct4 وجود دارد که منجر به کاهش خواص بنیادینگی سلول‌های بنیادی مزانشیمی شده است. همچنین پتانسیل کلون زایی آن‌ها نیز تضعیف شد.
بحث و نتیجه‌گیری: درمجموع، به دلیل اثرات منفی احتمالی نانو ذرات پلاتینیوم بر بنیادینگی MSCs، بایستی از نانو ذرات پلاتین در مصارف پزشکی طولانی‌مدت با احتیاط استفاده شود. لذا پیشنهاد می‌شوند دوز، دفعات و مدت‌زمان استفاده از نانو ذرات پلاتینوم حتی‌الامکان کاهش داده شود.
مواد و روش کار: در این مطالعه تجربی، پس از سنتز نانو ذرات پلاتینوم، شکل و سایز دینامیکی آن‌ها با TEM و بار آن‌ها توسط تست DLS، چک گردید. سپس، کشت سلول‌های بنیادی مزانشیمی و زنده‌مانی آن‌ها پس از تیمار با نانو ذرات پلاتینیوم (pt) بررسی شد. علاوه بر این، میزان بیان ژن‌های Sox-2 و Oct-4 در سلول‌های تیمار شده با نانو ذرات ارزیابی شد. همچنین، اثرات نانو ذرات پلاتین بر چرخه سلولی و تشکیل کلنی در سلول‌های بنیادی مورد ارزیابی قرار گرفت. آنالیزهای آماری با نرم‌افزار Graph Pad prism نسخه 10 انجام گردید. سطح معنی‌داری p<0.05 تعریف گردید.
یافته‌ها: بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، مورفولوژی نانو ذرات کروی و اندازه آن‌ها 180 نانومتر و بار آن‌ها +25.8 بود. تست سمیت سلولی نشان داد که اثرات این نانو ذرات‌ها بر سلول‌ها وابسته به دوز و زمان هستند. همچنین در حضور پلاتینیوم، چرخه سلولی سلول‌های بنیادی دچار تغییرات زیادی به‌ویژه افزایش درصد سلول‌ها در فاز S گردید. نتایج Real-time PCR نشان داد که در حضور نانو ذرات پلاتین، کاهش بیان ژن Sox-2 و Oct4 وجود دارد که منجر به کاهش خواص بنیادینگی سلول‌های بنیادی مزانشیمی شده است. همچنین پتانسیل کلون زایی آن‌ها نیز تضعیف شد.
بحث و نتیجه‌گیری: درمجموع، به دلیل اثرات منفی احتمالی نانو ذرات پلاتینیوم بر بنیادینگی MSCs، بایستی از نانو ذرات پلاتین در مصارف پزشکی طولانی‌مدت با احتیاط استفاده شود. لذا پیشنهاد می‌شوند دوز، دفعات و مدت‌زمان استفاده از نانو ذرات پلاتینوم حتی‌الامکان کاهش داده شود.
نوع مطالعه: پژوهشي(توصیفی- تحلیلی) |
موضوع مقاله:
بیوشیمی
فهرست منابع
1. Wu D, Chang X, Tian J, Kang L, Wu Y, Liu J et al. Bone mesenchymal stem cells stimulation by magnetic nanoparticles and a static magnetic field. release of exosomal miR-1260a improves osteogenesis and angiogenesis. J Nanobiotechnol 2021;19(1):1-19. [DOI:10.1186/s12951-021-00958-6] [PMID] []
2. He F, Cao J, Qi J, Liu Z, Liu G, Deng W. Regulation of Stem Cell Differentiation by Inorganic Nanomaterials. Recent Advances in Regenerative Medicine. Front Bioeng Biotechnol 2021;9(September):1-10. [DOI:10.3389/fbioe.2021.721581] [PMID] []
3. Fu X, Liu G, Halim A, Ju Y, Luo Q, Song G. Mesenchymal Stem Cell Migration and Tissue Repair. Cells 2019;8(8). [DOI:10.3390/cells8080784] [PMID] []
4. Ikono R, Li N, Pratama NH, Vibriani A, Yuniarni DR, Luthfansyah M et al. Enhanced bone regeneration capability of chitosan sponge coated with TiO2 nanoparticles. Bioethanol Rep 2019; 24. [DOI:10.1016/j.btre.2019.e00350] [PMID] []
5. Sun Y, Lu Y, Yin L, Liu Z. The Roles of Nanoparticles in Stem Cell-Based Therapy for Cardiovascular Disease. Front Bioeng Biotechnol 2020;8(August):1-12. [DOI:10.3389/fbioe.2020.00947] [PMID] []
6. Dong Y, Wu X, Chen X, Zhou P, Xu F, Liang W. Nanotechnology shaping stem cell therapy. Recent advances, application, challenges, and future outlook. Biomed. Pharmacother 2021;137(December 2020):111236. [DOI:10.1016/j.biopha.2021.111236] [PMID]
7. Pan S, Yu H, Yang X, Yang X, Wang Y, Liu Q, et al. Application of Nanomaterials in Stem Cell Regenerative Medicine of Orthopedic Surgery. J Nanomater 2017;2017:1985942. [DOI:10.1155/2017/1985942]
8. Huynh KH, Pham XH, Kim J, Lee SH, Chang H, Rho WY et al. Synthesis, properties, and biological applications of metallic alloy nanoparticles. Int J Mol Sci 2020;21(14):1-29. [DOI:10.3390/ijms21145174] [PMID] []
9. Zhang Z, Fu X, Xu L, Hu X, Deng F, Yang Z et al. Nanosized Alumina Particle and Proteasome Inhibitor Bortezomib Prevented inflammation and Osteolysis Induced by Titanium Particle via Autophagy and NF-κB Signaling. Sci Rep 2020;10(1):1-12. [DOI:10.1038/s41598-020-62254-x] [PMID] []
10. Soleimany L, Zare S, Hobbenaghi R, Delirezh N, Hushmandi K. comparison effect of bone marrow derived mesenchymal stem cells and stimulated bone marrow mesenchymal stem cells with LPS on healing of induced third-degree skin burn in mouse. Stud Med Sci 2017;27(11):1012-24. [Google Scholar]
11. Zhang C, Xu C, Gao X, Yao Q. Platinum-based drugs for cancer therapy and anti-tumor strategies. Theranostics 2022;12(5):2115-32. [DOI:10.7150/thno.69424] [PMID] []
12. Moon KS, Choi EJ, Bae JM, Park YB, Oh S. Visible light-enhanced antibacterial and osteogenic functionality of Au and Pt nanoparticles deposited on TiO2 nanotubes. Materials 2020;13(17). [DOI:10.3390/ma13173721] [PMID] []
13. Sathiyaraj G, Vinosha M, Sangeetha D, Manikandakrishnan M, Palanisamy S, Sonaimuthu M et al. Bio-directed synthesis of Pt-nanoparticles from aqueous extract of red algae Halymenia dilatata and their biomedical applications. Colloids Surf. A [Internet]. 2021;618(March):126434. [DOI:10.1016/j.colsurfa.2021.126434]
14. Ramkumar VS, Pugazhendhi A, Prakash S, Ahila NK, Vinoj G, Selvam S et al. Synthesis of platinum nanoparticles using seaweed Padina gymnospora and their catalytic activity as PVP/PtNPs nanocomposite towards biological applications. Biomed Pharmacother 2017; 92:479-90. [DOI:10.1016/j.biopha.2017.05.076] [PMID]
15. Selvi AM, Palanisamy S, Jeyanthi S, Vinosha M, Mohandoss S, Tabarsa M et al. Synthesis of Tragia involucrata mediated platinum nanoparticles for comprehensive therapeutic applications: Antioxidant, antibacterial and mitochondria-associated apoptosis in HeLa cells. Process Biochem 2020; 98:21-33. [DOI:10.1016/j.procbio.2020.07.008]
16. Lee J-W, Son J, Yoo K-M, Lo YM, Moon B. Characterization of the antioxidant activity of gold@platinum nanoparticles. RSC Adv 2014;4(38):19824-30. [DOI:10.1039/c4ra01765j]
17. Zheng B, Kong T, Jing X, Odoom-Wubah T, Li X, Sun D et al. Plant-mediated synthesis of platinum nanoparticles and its bioreductive mechanism. J. Colloid Interface Sci 2013;396:138-45. [DOI:10.1016/j.jcis.2013.01.021] [PMID]
18. Rehman MU, Yoshihisa Y, Miyamoto Y, Shimizu T. The anti-inflammatory effects of platinum nanoparticles on the lipopolysaccharide-induced inflammatory response in RAW 264.7 macrophages. Inflammation Res 2012;61:1177-85. [DOI:10.1007/s00011-012-0512-0] [PMID]
19. Tan L, Liu X, Dou H, Hou Y. ScienceDirect Characteristics and regulation of mesenchymal stem cell plasticity by the microenvironment d specific factors involved in the regulation of MSC plasticity. Genes Dis 2020. [Google Scholar]
20. Moosavi MA, Moghtaran Bonab N, Hoseinpour Feizi MA, Asvadi Kermani I. study the effect of nucleostemin gene silencing by sirna on growth inhibition and differentiation in NB4 promyelocytic leukemia cell line. Stud Med Sci 2013;24(2):121-32. [Google Scholar]
21. Heib T, Gross C, Müller ML, Stegner D, Pleines I. Isolation of murine bone marrow by centrifugation or flushing for the analysis of hematopoietic cells-a comparative study. Platelets 2021;32(5):601-7. [DOI:10.1080/09537104.2020.1797323] [PMID]
22. Gurunathan S, Jeyaraj M, La H, Yoo H, Choi Y, Do JT et al. Anisotropic Platinum Nanoparticle-Induced Cytotoxicity, Apoptosis, Inflammatory Response, and Transcriptomic and Molecular Pathways in Human Acute Monocytic Leukemia Cells. Int J Mol Sci 2020;21(2):440. [DOI:10.3390/ijms21020440] [PMID] []
23. Long NV, Chien ND, Hayakawa T, Hirata H, Lakshminarayana G, Nogami M. The synthesis and characterization of platinum nanoparticles: a method of controlling the size and morphology. Nanotechnology 2009;21(3):035605. [DOI:10.1088/0957-4484/21/3/035605] [PMID]
24. Rahman MS, Akhter S, Ahmed KN, Rahman MS, Saha RK, Hossain MJ. Tunable synthesis of platinum nanoparticles by EtOH reduction in presence of poly (vinylpyrrolidone). Bangladesh J Sci Ind Res 2015;50(2):87-92. [DOI:10.3329/bjsir.v50i2.24349]
25. Hassanlou L, Meshgini S, Alizadeh E. Evaluating adipocyte differentiation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells by a deep learning method for automatic lipid droplet counting. Comput Biol Med 2019;112(207). [DOI:10.1016/j.compbiomed.2019.103365] [PMID]
26. Goldman SM, Henderson BEP, Corona BT. Evaluation of bone marrow mononuclear cells as an adjunct therapy to minced muscle graft for the treatment of volumetric muscle loss injuries. Stem Cell Res Ther 2017;8(1):1-6. [DOI:10.1186/s13287-017-0589-z] [PMID] []
27. Hashemi F, Heidari F, Mohajeri N, Zarghami N. Fluorescence Intensity Enhancement of Green Carbon Dots : Synthesis, Characterization Cell Imaging Photochem Photobiol 2020 [DOI:10.1111/php.13261] [PMID]
28. (18):1-9. 28. F. Pouremamali, F. Jeddi NS. Nrf2-ME-1 axis is associated with 5-FU resistance in gastric cancer cell line. Process Biochem 2020. [Google Scholar]
29. Arezoumand KS, Alizadeh E, Esmaeillou M, Ghasemi M, Alipour S, Pilehvar-Soltanahmadi Y et al. The emu oil emulsified in egg lecithin and butylated hydroxytoluene enhanced the proliferation, stemness gene expression, and in vitro wound healing of adipose-derived stem cells. Vitr Cell Dev Biol - Anim 2018;54(3):205-16. [DOI:10.1007/s11626-018-0228-8] [PMID]
30. Asadi M, Lotfi H, Salehi R, Mehdipour A, Zarghami N, Akbarzadeh A, et al. Hepatic cell-sheet fabrication of differentiated mesenchymal stem cells using decellularized extracellular matrix and thermoresponsive polymer. Biomed Pharmacother 2021;134(July 2020):111096. [DOI:10.1016/j.biopha.2020.111096] [PMID]
31. Xu J, Zhang Y, Xu J, Wang M, Liu G, Wang J et al. Reversing tumor stemness via orally targeted nanoparticles achieves efficient colon cancer treatment. Biomaterials 2019;216(June):119247. [DOI:10.1016/j.biomaterials.2019.119247] [PMID]
32. Heurtier V, Owens N, Gonzalez I, Mueller F, Proux C, Mornico D et al. The molecular logic of Sox-2-induced self-renewal in mouse embryonic stem cells. Nat Commun 2019;10(1). [DOI:10.1038/s41467-019-09041-z] [PMID] []
33. Rajanahalli P, Stucke CJ, Hong Y. The effects of silver nanoparticles on mouse embryonic stem cell self-renewal and proliferation. Toxicol Rep 2015; 2:758-64. [DOI:10.1016/j.toxrep.2015.05.005] [PMID] []
34. Cowley A. A healthy future: platinum in medical applications. Platinum Met Rev 2011;55(2):98-107. [DOI:10.1595/147106711X566816]
35. Zhang C, Xu C, Gao X, Yao Q. Platinum-based drugs for cancer therapy and anti-tumor strategies. Theranostics 2022;12(5):2115. [DOI:10.7150/thno.69424] [PMID] []
36. Wang Z, Wang J, Liu J, Zhang Y, Zhang J, Yang R et al. Platinum nanoparticles enhance osteogenic differentiation of human dental follicle stem cells via scavenging ROS. Smart Mater Med 2023. [DOI:10.1016/j.smaim.2023.06.004]
37. Sarikhani M, Vaghefi Moghaddam S, Firouzamandi M, Hejazy M, Rahimi B, Moeini H, Alizadeh E. Harnessing rat derived model cells to assess the toxicity of TiO2 nanoparticles. J Mater Sci Mater Med. 2022;33(5):41. [DOI:10.1007/s10856-022-06662-7] [PMID] []
38. Pourheydar B, Shahi M, Farjah GH, Javanmard M, Karimipour M, Atabaki F. Evaluation of apoptosis in hippocampal cells of rat following intravenous injection of bone marrow stromal cells in ischemia-reperfusion model. Stud Med Sci 2014; 25(7):586-97. [Google Scholar]
39. Maleki Dizaj S, Lotfipour F, Barzegar-Jalali M, Zarrintan MH, Adibkia K. Ciprofloxacin HCl-loaded calcium carbonate nanoparticles: preparation, solid state characterization, and evaluation of antimicrobial effect against Staphylococcus aureus. Artif Cells Nanomed Biotechnol 2017;45(3):535-543. [DOI:10.3109/21691401.2016.1161637] [PMID]
40. Gurunathan S, Jeyaraj M, La H, Yoo H, Choi Y, Do JT et al. Anisotropic platinum nanoparticle-induced cytotoxicity, apoptosis, inflammatory response, and transcriptomic and molecular pathways in human acute monocytic leukemia cells. Int J Mol Sci 2020;21(2):440. [DOI:10.3390/ijms21020440] [PMID] []
41. Sarikhani M, Vaghefi Moghaddam S, Firouzamandi M, Hejazy M, Rahimi B, Moeini H et al. Harnessing rat derived model cells to assess the toxicity of TiO2 nanoparticles. J Mater Sci Mater Med 2022;33(5):41. [DOI:10.1007/s10856-022-06662-7] [PMID] []
42. Deylam M, Alizadeh E, Sarikhani M, Hejazy M, Firouzamandi M. Zinc oxide nanoparticles promote the aging process in a size-dependent manner. J Mater Sci Mater Med 2021;32:1-0. [DOI:10.1007/s10856-021-06602-x] [PMID] []
43. Abed, A. S., Mishaal Mohammed, A., & Khalaf, Y. H. (2022). Novel photothermal therapy using platinum nanoparticles in synergy with near-infrared radiation (NIR) against human breast cancer MCF-7 cell line. [DOI:10.1016/j.rechem.2022.100591]
44. Manzoor S, Bashir DJ, Imtiyaz K, Rizvi MMA, Ahamad I, Fatma T, Agarwal NB, Arora I, Samim M. Biofabricated platinum nanoparticles: therapeutic evaluation as a potential nanodrug against breast cancer cells and drug-resistant bacteria. RSC Adv 2021;11(40):24900-24916. [DOI:10.1039/D1RA03133C] [PMID] []
45. Alyami NM, Almeer R, Alyami HM. Role of green synthesized platinum nanoparticles in cytotoxicity, oxidative stress, and apoptosis of human colon cancer cells (HCT-116). Heliyon 2022;8(12):e11917. [DOI:10.1016/j.heliyon.2022.e11917] [PMID] []
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
