1-1-4-2 سلول بنیادی خون بند ناف10
خون بند ناف غنی از سلولهای بنیادی و سلولهای خونساز است. این سلول‌ها بسیار پرتوان و نامیرا هستند و همچنین در اثر تکثیرهای پی در پی دچار پیری نمی‌شوند، به طوریکه با تزریق‌ و یا جایگزینی آنها در بافت‌‌هایی که آسیب جدی دیده‌اند می‌توانیم به بهبودی و تشکیل سلول‌های جدید بافت کمک نمائیم. خون بند ناف دارای 6/0 تا 1 درصد سلول‌های پیش‌ساز خونی و بنیادی خون‌ساز است. ژله وارتون بند ناف منبع غنی از موکوپلیساکاریدها بوده که سلولهای بنیادی بالغ نیز در آن یافت میشود (6). خون بند ناف دارای مزایای زیادی چون محدود نبودن به اهداکننده، بلوغ کمتر سلول نسبت به سلول‌های فرد بالغ و کاهش احتمال پسزدگی پس از پیوند می‌باشد (7). همچنین خون بند ناف را می‌توان ذخیره نمود و در موارد نیاز برای خود شخص یا فرد دیگری استفاده نمود. استفاده از این سلول‌ها در درمان بیماری‌ها چندان معمول نیست ولی این سلول‌ها در درمان دیابت نوع 1، بیماری‌های قلبی و عروقی، لوپوس اریتماتوس، بیماری‌های نورولوژیک مانند سکته مغزی، پارکینسون و آلزایمر، کم‌خونی‌ها و نقص ایمنی و بیماری‌های کبدی به کار می‌رود (شکل 1-4) (6).
شکل 1-4: نمایی از بند ناف (رگ‌های بند ناف (2 سرخرگ و یک سیاهرگ) و ژله وارتون11 و غشا خارجی) (www.mdpi.com).
1-1-4-3 سلولهای بنیادی بزرگسالان (Adult stem cells):
انواع سلول بنیادی بالغ

بسیاری از بافتهای بالغ حاوی سلولهای بنیادی هستند و قدرت تمایز و توانایی خود نوزایی را دارند، به این سلولها سلولهای بنیادی بالغ گفته می‌شود. در زیر چند مثال از این نوع سلول‌ها آورده شده است:
الف) سلول بنیادی عصبی
سلول بنیادی عصبی، سلول پرتوانی است که:
1) قادر به تکثیر و تولید پیش‌سازهایی است که قابلیت تبدیل به سه نوع اصلی سلول‌های سیستم اعصاب مرکزی را دارند: یعنی آستروسیت‎‌ها، الیگودندروسیت‌ها و نورون‌ها.
2) این سلول‌ها توانایی خودنوزایی را داشته و همچنین به صورت متقارن و نامتقارن تقسیم میگردند.
3) یک سلول بنیادی عصبی خصوصیت پرتوانی خود را تا زمانی طولانی حفظ میکند (8).
ب) سلول بنیادی قرنیه: سلول بنیادی قرنیه در منطقه لیمبوس قرار گرفته است.‌ تکثیر سلول‌های بنیادی لیمبال در نتیجه تقسیم نامتقارن صورت می‌گیرد. سلول‌هایی که در ناحیه قاعده لیمبال واقعند ویژگی‌های تکثیری سلول‌های بنیادی را نشان می‌دهند. این سلول‌ها نسبت به سلول‌های اپی‌تلیال مرکزی و محیطی قرنیه از پتانسیل بالاتر تکثیر در محیط کشت برخوردارند، همچنین در ترمیم زخم‌های قرنیه‌ای موثر می باشند (9).
پ)سلول بنیادی سرطان
سلول های بنیادی سرطان، سلول هایی هستند که در تومورها و یا سرطان های خون یافت می شوند که ویژگی تبدیل شدن به همه ی انواع سلول که در اندام میزبان یافت می شود را دارند. سلول های بنیادی سرطانی، تومورزا (تومورژنیک) هستند و از طریق فرایند خود تجدیدپذیری و تمایز چندین نوع سلول سرطانی را تولید میکنند. چنین سلول هایی در تومور به صورت جمعیتی مجزا باقی مانده و سبب عود کردن و متاستاز و ایجاد تومور جدید می شوند. در درمان های ویژه ای که سلول های بنیادی سرطانی را هدف قرار می دهد، امید بهبود بیماران مبتلا به سرطان و کیفیت زندگی آنها به ویژه برای کسانی که با متاستاز سرطان روبه رو هستند را بیشتر می کند (9).
کارآمدی و موفقیت درمان سرطان در مرحلهی اول با میزان بریدن توده تومور12 سنجیده می شود. اما سلول های بنیادی سرطان می توانند در بخش خیلی کوچکی از بقایای تومور با فعالیت خود تومور جدیدی بسازند. روش های متداول شیمی درمانی سلول ها تمایزیافته یا در حال تمایز را که در قسمت عمدهی توده توموری هستند را هدف قرار می دهند اما باید توجه داشت که این سلول ها تنها حجم تومور را می سازند و قادر به تولید سلول های جدید نیستند و در پیشرفت بیماری و رشد تومور نقشی ندارند در حالیکه جمعیت بن یاختههای سرطانی که سرطان و رشد تومور را سبب می شوند، دست نخورده و دور از چشم باقی مانده و باعث عودکردن بیماری می شوند.
وجود بن یاختههای سرطانی موضوع بحث برانگیزی در تحقیقات بالینی است چرا که مطالعات موفق نشده اند شباهتها و تفاوتهای بین بافت سلول های بنیادی معمولی و سلولهای بنیادی سرطانی را پیدا کنند (10). بدلیل باقی ماندن جهشهای زیادی که لازمهی سرطان زایی است، سلولهای سرطان باید قادر به ادامهی تکثیر و ایجاد سلولهای بنیادی جدید باشند چرا که سلولهای تمایزیافته نمیتوانند به طور نامحدود تقسیم شوند (11).
به علاوه منشا سلولهای بنیادی سرطانی هنوز مورد سوال است، آیا آنها از سلولهای بنیادی منشا میگیرند که توانایی تنظیم تکثیر خود را از دست دادهاند یا از جمعیتهای تمایزیافتهای از سلولهای مولد که توانایی اکتسابی خودتجدیدپذیری، که مربوط به شکلگیری سلولهای بنیادی است را دارند.
اولین شواهد برای سلولهای بنیادی سرطانی در سال 1997 در مجله پزشکی نیچر چاپ شد. بونت و دیک (12) یک زیر جمعیت از سلولهای لوسمیا را جداسازی کردند که نشانگر سطحی CD34 را بیان میکند اما فاقد نشانگر CD38 است. آنها ثابت کردند که این سلولها قادر به ساختن تومور در موشهای با نقص ایمنی میباشند که از لحاظ بافتشناسی مشابه سلولهای دهنده است.

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

ت)سلول بنیادی پرتوان القاشده(iPSCs)13:
سلول‌های بنیادی القا شده پرتوان، از سلول‌های سوماتیکی با افزایش بیان چهار فاکتور اختصاصی جهت برنامه‌ریزی مجدد سلول (Myc، Oct4، Sox2، KIf4) تولید می‌شوند. این سلول‌ها از نظر ژنتیکی، اپی‌ژنتیکی و معیارهای تکاملی، بسیار به hESC ها شبیه هستند. به عبارتی قادر به خودنوزایی نامحدود به صورت in vitro و تمایز به هر سه لایه جنینی می‌باشند (13).
در سال 2007 محقق ژاپنی به نام شینیا یامانکا14 و همکاران سلول بنیادی پرتوان القا شده را با استفاده از دستکاری ژنتیکی سلول‌های پوست بدست آورد. در این سلولها ژن‌های رایج در سلول بنیادی، در سلولهایی که آنها نوآرایی شده بیان شدند. یامانکا ژن‌های نوآرایی شده را به واسطه وکتورهای رتروویروس‌ها، به سلولهای پوست انتقال داد. در سال 2009 یک گروه کانادایی به راهنمایی آندراس ناگی15 اولین گروهی بودند که این سلول‌ها (iPSCs) را بدون استفاده از وکتورهای رتروویروس‌ها به وجود آوردند (14).
1-1-5 سلولهای مغز استخوان عبارتاند از:
1-1-5-1 سلولهای بنیادی خونساز(HSC)16
سلولهای بنیادی خونساز مغز استخوان (چند توان) توسط توانایی منحصر به فردشان برای خودنوزایی و تمایز به تمام سلولهای خونی بالغ تبدیل میگردند (جدول 1-1) و همچنین واجد خصوصیات تشکیل کلونی میباشند (شکل 1-5) (15).
شکل 1-5: سلول بنیادی خون‌ساز، (www.medicalnewstoday.com)
1-1-5-2 سلول مزانشیم مغز استخوان17(BMMSCs):
سلول بنیادی مزانشیم از بافت‌های بالغی چون مغز استخوان، چربی، کبد، مایع آمنیوتیک، ریه، ماهیچه اسکلتی، کلیه و ژله وارتون بند ناف تخلیص می‌شود. سلول‌های مزانشیم مغز استخوان توانایی بالایی در تمایز به به سلولهای اکتودرمال، اندودرمال و مزودرمال چون رده‌های کندروسیت و استئوژنیک و چربی (آدیپوز) را دارند (جدول 1-1). همچنین این سلول‌ها در بهبود آسیب بافت‌هایی چون آسیب ریه، بیماری کلیوی، دیابت، سکته قلبی، آسیب کبد و ناهنجاری‌های عصبی نقش دارند (16).
سلول‌های بنیادی خون‌ساز مغز استخوان

پیش‌ساز رایج لمفوئید

سلولB
سلولT
سلول NK
پلاسما سل

پیش‌ساز رایج میلوئید
پیش‌ساز های اریتروئید- مگاکاریوسیت
ماست سل، بازوفیل، نوتروفیل، ائوزینوفیل، ماکروفاژ و استئوکلاستسلول‌های مزانشیم مغز استخوانسلول‌های کندروسیت، استئوبلاست، فیبروبلاست، آدیپوسیت، میوسیت، اندوتلیالجدول1-1: سلول‌های مشتق شده از سلول‌های خون‌ساز و مزانشیم مغز استخوان (16).
1-2 تاریخچه سلول بنیادی مزانشیم18
سلول بنیادی مزانشیمی نوعی سلول غیر خونساز ساکن در مغز استخوان و سایر بافتهای اسکلتی میباشد. حضور این سلولها در مغز استخوان برای اولین بار توسط یک پاتولوژیست آلمانی موسوم به کونهیم 19در حدود سال (1867) شناسایی شده بود. فردنستین 20در سال 1966 عنوان کرد که مغز استخوان شامل سلولهای پیچیدهای با مورفولوژی فیبروبلاستی شکل است که به صورت کلونی رشد کرده و توانایی تمایز به سلولهای استخوانی و غضروفی را داراست (17). او همچنین عنوان کرد که این سلولها در محیط کشت20 -30 مرحله تقسیم شده و همچنان پتانسیل تقسیم خود را حفظ می کنند. قدرت تکثیر این سلول ها با بالا رفتن تعداد پاساژ در محیط کشت کاهش مییابد. مشاهدات ابتدایی، توسط چندین محقق به ویژه پیرسما21و همکاران و اون 22و همکاران در طول سال 1980 توسعه پیدا کرد. این مطالعات نشان داد که سلولهای جدا شده با روش فردنستین سلولهای چند توان بوده و قادرند به ردههای استخوانی، غضروفی، چربی و حتی عضلانی متمایز شوند (شکل1-6) (17).
شکل1-6: عملکردهای اصلی سلول بنیادی مزانشیم (18).
1-2-1 مورفولوژی سلول بنیادی مزانشیم
سلولهای بنیادی مزانشیم از لحاظ مورفولوژیکی با یک جسم سلولی مشخص می شوند که پیرامون آن طویل و باریک است. جسم سلولی حاوی یک هسته بزرگ و گرد با یک هستک برجسته است. این هستک به وسیلهی ذرات کروماتینی که به مقدار کم پراکنده شده اند احاطه شده و این منجر به تفکیک واضح آن از هسته می گردد. بقیه جسم سلولی شامل مقدار کمی دستگاه گلژی، شبکه آندوپلاسمی صاف، میتوکندری و پلی ریبوزومها می باشد.
سلولهای استخراج شده از مغز استخوان کلونیهایی به صورت دوکی و تجمعات متقارن را تشکیل میدهند. برای شناسایی این سلولها میتوان از چسبندگی آنها به ظروف کشت استفاده کرد. بدین صورت که بعد از کشت سلولهای مغز استخوان در ظروف کشت، سلولهای مزانشیمی، لوکوسیتها و فیبروبلاست به کف ظرف چسبیده و بقیه شناور هستند، ولی با ادامه پاساژها سلولهای فیبروبلاست و لوکوسیتها توانائی چسبندگی خود را از دست داده و تنها سلولهای مزانشیم به کف فلاسک می چسبند (شکل 1-7) (19).
شکل 1-7: مورفولوژی فیبروبلاستی سلول‌های بنیادی مزانشیمال از مغز استخوان(www.gopixpic.com).
1-2-2 کنام23 سلول بنیادی مزانشیم مغز استخوان:
کنام یک سلول در حقیقت مجموعه‌ای از عوامل فیزیکی و شیمیایی است که سلول را احاطه می‌کنند. در حقیقت می‌توان از کنام به عنوان ابرحجم چند بعدی که سلول را احاطه کرده است، نام برد. کنام سلول بنیادی به عنوان یک ریز محیط24است که تعداد، تقسیمات، خودنوزایی و تمایز سلول‌های بنیادی را تنظیم می‌کند. این عمل به واسطه بیان بعضی ژن‌ها و همچنین سیگنال‌های خارجی مانند مواد شیمیایی موجود در دیگر سلول‎‌ها، تماس فیزیکی با سلول‌های مجاور و مولکول‌های معین ایجاد می‌شود (20). استخوان حاوی سلول‌های متفاوتی چون سلول‌های استرومال (استئوبلاست‌ها، آدیپوسیت‌ها، فیبروبلاست‌ها و سلول‌های اندوتلیال) و سلول‌های غیر استرومال است. استئوکلاست‌ها و استئوبلاست‌ها نقش اصلی در بازسازی استخوان و ساختار کنام ایفا می‌کنند. این سلول‌ها به واسطه بیان و ترشح تعدادی فاکتور، بلوغ و تکثیر دیگر سلول‌های مغز استخوان را تنظیم می‌کنند (شکل1-8) (21).
شکل 1-8: کنام سلول‌های بنیادی مغز استخوان (www.bioscience.org).
1-2-3 ویژگیهای اساسی سلول بنیادی مزانشیم
سلولهای مزانشیم مغز استخوان دارای سه ویژگی مهم زیر میباشند:

1) در شرایط کشت معمولی در ظروف کشت پلاستیکی به کف ظرف میچسبد.
2) شاخصهای سطحی CD105، CD73 و CD90 را بیان میکند و نسبت به بیان شاخصهای هماتوپویتیک به خصوص CD45، CD34 و سایر شاخصها از قبیل CD11b، CD19، HLA-DR منفی میباشند.
3) این سلولها توانایی تمایز به سلولهای چربی، غضروف و استخوان، در شرایط آزمایشگاهی را دارا میباشند (22).
1-3 کاربردهای سلول بنیادی مزانشیم در درمان25
سلولهای بنیادی مزانشیمی، دارای ویژگیهای بیمانندی هستند؛ که باعث می شود این سلولها به عنوان کاندید مناسبی برای فرایند سلول درمانی مطرح باشند (23). در واقع سلولهای بنیادی مزانشیمی، سلولهای پیشروی چندتوانی هستند که علاوه بر قدرت خوتجدیدی، میتوانند به انواع مختلف سلولها تمایز یابند و به همین دلیل آینده درخشانی در علوم ترمیمی برایشان پیش بینی میشود و از طرفی سلولهای بنیادی مزانشیمی که از طریق آسپیره کردن، پیوند میشوند، به عنوان یک منبع اتوژن قابل قبول از سلولهای بنیادی چندتوان مورد توجه هستند (24). مدارک تجربی نشان داده که این سلولها در درمان بیماریهای التهابی (25)، درمان بیماری ریوی (26)، آسیبهای قلبی (27)، دیابت ملیتوس (28)، بیماریهای عصبی چون پارکینسون (29) می توانند مفید واقع شوند. از مهم ترین کاربردهای سلول های بنیادی مزانشیم استفاده در زمینه درمان بیماری های استخوانی می باشد (شکل 1-9).
شکل1-9: کاربرد سلول بنیادی مزانشیم در درمان، (www.shigen.nig.ac.jp).
1-3-1 ترمیم استخوان:
اکثر آسیب‌های استخوانی در بدن به طور خود به خود درمان می‌شوند ولی در برخی موارد به علل گوناگون چون از بین رفتن بافت استخوان در اثر تومور و تعمیر نابجا و عفونت محل آسیب، این درمان خودبه خودی انجام نمی‌پذیرد. در این گونه موارد متخصصین ارتوپد از شیوه‌هایی چون پیوند استخوان و ایمپلنت‌های فلزی جهت ترمیم استخوان استفاده می‌نمایند. سلول بنیادی مزانشیم به دلیل توانایی خود در تمایز به دیگر رده‌های سلولی و به خصوص سلول استخوان نوید بخش استفاده از این سلول در درمان عارضه‌های استخوانی است (شکل1-10) (30).
شکل1-10: استفاده از سلول بنیادی مزانشیم در ترمیم جراحات استخوان، PRP (Platelet Rich plasma Preparation) (www.ejournalofdentistry.com).
1-4 بافت استخوان
از جمله بافتهای پیوندی بدن که کالبد و چهارچوب اصلی بدن را تشکیل میدهد بافت استخوان است. وظایف اصلی استخوان شامل: 1) مکانیکی 2) حفاظت (قفسه سینه و جمجمه) 3) متابولیک (ذخیره سازی و حفظ تعادل کلسیم و فسفر) می باشد. علاوه بر وظایف نام برده استخوان در تولید سلولهای خونی نیز نقش ایفا میکند. استخوانها از دو بخش، استخوان کورتیکال (80 تا 90% مواد معدنی) و استخوان ترابکولار (15 تا 25% مواد معدنی) تشکیل شدهاند. عملکرد استخوان کورتیکال بیشتر مکانیکی و حفاظتی است در حالی که استخوان ترابکولار بیشتر از نظر متابولیک فعال میباشد. استخوان اساسا از یک ماتریکس معدنی شدهی خارج سلولی تشکیل شده است و بخشهای سلولی کمی دارد. ماتریکس آلی استخوان بیشتر کلاژن تیپ I (90%) و مقادیر کمتری از سایر پروتئینها مثل استئوکلسین میباشد (شکل1-11). این ماتریکس آلی با رسوب کلسیم و فسفات، معدنی شده است. بافت استخوان از 3 نوع سلول به نام های استئوبلاست، استئوسیت و استئوکلاست تشکیل شده است. استئوبلاست‌ها و استئوسیت‌ها از سلولهای بنیادی مزانشیم بوجود می‌آید (شکل1-12) (,3231).
شکل1-11: ساختمان استخوان (en.wikipedia.org).
شکل 1-12: منشا سلول‌های تشکیل دهنده استخوان (استئوبلاست، استئوکلاست، استئوسیت) (archive.unu.edu)
الف) استئوبلاست‌ها:
سلولهای سازنده بافت استخوان هستند که به ترشح ماتریکس آلی می‌پردازند. این سلولها، ظاهری پهن با قطر 30-20 میکرومتر دارند و یک هسته گرد غیرمرکزی با سیتوپلاسم بازوفیلی (به دلیل حضور تعداد زیادی شبکه آندوپلاسمی خشن) و دستگاه گلژی برجسته و مشخص دارند. غشای پلاسمایی استئوبلاست‌ها غنی از آنزیم آلکالین فسفاتاز است که به عنوان یک مارکر مشخص در تشخیص استئوبلاست‌های بالغ در محیط کشت به کار می‌رود. استئوبلاستها، استئوئید را که ماتریکس استخوانی غیرمعدنی و ترکیبی از کلاژن و سایر اجزای آلی است را سنتز می‌کنند (32).
ب)استئوکلاست‌ها:
سلول‌های بزرگ (100 میکرومتر)، غنی از میتوکندری و لیزوزوم، چند هسته‌ای (بیش از 10 هسته) که از سلول‌های پیش‌ساز گرانولوسیت/ماکروفاژ به وجود می‌آیند. این سلول‌ها حاوی آنزیم اسید تارتارات فسفاتاز (TRAP)26 بوده که عمل فسفریلاسیون پروتئین‌ها را انجام می‌دهد. علاوه بر این دارای تعداد زیادی رسپتور برای کلسیتونین می‌باشند. نقش اصلی این سلول‌ها در تجزیه استخوان و آزادسازی مواد معدنی استخوان چون کلسیم به خون است (32).
پ) استئوسیت:
سلولی با ظاهری ستاره‌ای شکل و منشعب، اندازه متغیر بین20- 5 میکرومتر، با نیمه عمری 25ساله و بدون تقسیم می‌باشد. بخشی از استئوبلاستهای فعال در ماتریکس تازه ترشح شده‌گیر افتاده و به استئوسیت‌ها در فضایی به نام لاکونا تبدیل میشوند (32,33) .
ت)ماتریکس استخوان
ماتریکس استخوان متشکل از مواد آلی و املاح معدنی است :
1) ترکیب معدنی (69%)، شامل 99% هیدروکسی ‌آپاتیت
2) ترکیب آلی (22%)، شامل پروتئین‌های کلاژن (90%) و غیر کلاژنی چون پروتئوگلیکان، سیالوپروتئین، 2HS-گلیکوپروتئین27 (32).
1-5 استئوژنز(استخوان‌سازی)
استئوژنز یک پروسه تکاملی می‌باشد که تعداد زیادی از عوامل بیرونی مثل هورمونها، فاکتورهای رشد، مسیرهای پیام رسان و فاکتورهای رونویسی در آن دخالت دارند. در پروسه تمایز استئوبلاستی تقسیم اولیه سلولهای بنیادی مزانشیمی نامتقارن بوده و باعث تولید دو نوع سلول می‌شود که یکی سلول stem cell می‌باشد و دیگری یک سلول پروژنیتور متعهد به رده استئوبلاستی می‌باشد دو گام مهم در تمایز استئوبلاست‌ها از سلولهای MSCs وجود دارد؛ که عبارتند از :
1- مرحله گذر از سلول بنیادی مزانشیمی به سلولهای پروژنیتور متعهد به رده استئوبلاستی یا مرحله گذر 28
2- تمایز انتهایی و متوقف شدن چرخه سلولی (32).
استخوان‌سازی به دو صورت: 1) اولیه یا جنینی 2) بعد از تولد یا ثانویه تقسیم‌بندی می‌شود.
1-5-1 استخوان‌سازی اولیه یا جنینی
این نوع بافت اولین بافت استخوانی است که در دوران جنینی و تعمیر شکستگی شکل می‌گیرد. مشخصه این نوع بافت قرارگرفتن فیبرهای کلاژن به صورت تصادفی است.
در جریان جنین‌زایی، تکامل استخوان دراز تحت تاثیر فرآیندی به نام استخوان‌زایی درون غضروفی 29و استخوان پهن به کمک فرآیندی به نام استخوان‌زایی درون غشایی30 صورت می‌گیرد.
الف) استخوان‌سازی درون غضروفی
استخوان‌های طویل (فمور، تیبیا، استخوان بازو، رادیوس) در اوایل رشد جنین به فرم غضروف می‌باشد و از فشردگی بافت مزانشیم، کندروسیت به وجود می‌آید. استخوان‌سازی غضروفی در نقاطی از غضروف به نام مرکز ابتدایی استخوان‌سازی شروع می‌شود و حاصل آن در اوایل تولد جنین استخوانهای کوتاه می‌باشد. همچنین شکل‌گیری دیافیز استخوان‌های دراز، استخوان‌های کوتاه، ….بر عهده این نوع استخوان‌سازی است (شکل 1-13).


دیدگاهتان را بنویسید