ﺳﺎزي و ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮ آن ﺷﺒﻴﻪ
ﺳﺎزي و ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮ آن ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎزي و ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮ آن ﺷﺒﻴﻪ
JRI بررسي شبيه سازي و عوامل موثر بر آن Shahper و همكاران با اشاره به نقش اين آنزيمها در اصلاح و ترميم نواحي آسيب ديده زنجيره دوتايي ،DNA نشان داده است كه جنينهاي موش فاقد آنزيم قبل از روز HDAC1 10/5 تا آبستني به علت نقايص تكاملي شديد و تاخير در رشد سقط ميگردند. همچنين جنينهاي موشهاي آبستن فاقد HDAC3 نيز به علت عدم پيشرفت سيكل سلولي از فاز و آسيبهاي شديد DNA تا قبل از روز ميشوند S 9/5 .(114) آبستني سقط به نظر استفاده از TSA به عنوان يك تركيب مهاركننده HDACs به واسطه تنظيم فعاليت آنزيمهاي دخيل در تغييرات اپي ژنتيكي سلول، موجب حذف شاخصهاي اپي ژنتيكي سلولهاي سوماتيك و تغيير آنها به شاخصهاي اپي ژنتيكي موثر در روند تكاملي جنين ميگردد و بدين ترتيب سلول سوماتيك قابليت سازماندهي مجدد و برگشت به وضعيت پرتواني خود را به دست ميآورد و قادر خواهد بود جنين شبيه سازي شدهاي با تمامي سلولها و ارگانهاي طبيعي توليد نمايد. دستكاري شاخصهاي اپي ژنتيكي رمز موفقيت در SCNT،SCNR 1 و توليد سلولهاي iPS است (92). غلظت معمول TSA در نشخوار كنندگان اهلي 1/25μM ميباشد. غلظتهاي بالاتر اين تركيب موجب آسيب كروموزومي (شكسته شدن كروماتين)، افزايش توقف سلولي، مهار روند تكاملي جنين و افزايش احتمال وقوع آپوپتوزيس و غلظتهاي پايينتر سبب تغيير ظاهر مورفولوژيك سلولهاي سوماتيك خواهد شد .(15) -6-1-2 مهاركننده DNA 2 پنج آزا داكسي سيتيدين؛ 5-aza-dC : اين تركيب متيل ترانسفراز (DNAmt) است و مجاورت سلولهاي سوماتيك قبل از انتقال، با اين تركيب موجب دمتيله شدن و يا هايپومتيله شدن DNA ميگردد. و Campbell همكاران معتقدند استفاده از اين تركيب سبب بهبود بازده SCNT ميگردد؛ در حالي كه ساير محققين كاهش مشخص درصد توليد بلاستوسيستهاي شبيه سازي شده را با استفاده از اين تركيب گزارش نمودهاند .(15،44،49) استفاده طولاني مدت از اين تركيب حتي در دوزهاي پايين سبب هايپومتيله شدن شديد و كاهش بيان ژنهاي اصلي روند تكاملي جنين ميگردد. غلظت معمول اين تركيب در نشخواركنندگان 1-5 µM سايتوتوكسيك ميباشد .(15) است. غلظتهاي بالاتر آن 6-1-3- افزودن عصاره سيتوپلاسمي سلولهاي سوماتيك: افزودن عصاره برخي سلولهاي سوماتيك به محيط كشت سلول سوماتيك و جنين، به ويژه در مورد سلولهايي كه روند تقسيمات ميتوزي آنها متوقف گرديده ميتواند منجر به تسريع PCC و بهبود SCNR گردد .(49،68) 6-1-4- افزودن محتويات سيتوپلاسمي تخمك: اضافه نمودن محتويات سيتوپلاسمي تخمك دوزيستان به محيط كشت جنين شبيه سازي شده، منجر به فعال و يا غير فعال شدن برخي ژنهاي سلولهاي سوماتيك پستانداران و سازماندهي و برنامه ريزي مجدد هسته اين سلولها پس از انتقال ميگردد. Campbell و همكاران نشان دادهاند افزودن عصاره اين تخمكها منجر به بيان ژن OCT4 (فاكتور رونوشت برداري سلولهاي پرتوان مانند (ESC و افزايش mRNA مربوط به آن در جنين، تسريع روند ،SCNR تجزيه سريعتر هستكها، تغيير لاميناي هسته، تغيير در الگو و ميزان استيلاسيون DNA و افزايش استيله شدن هيستون توليد بلاستوسيست ميگردد 3 .(44) و افزايش درصد همچنين افزودن عصاره تخم Xenopus Laevis سبب تغيير در الگوي رونوشت برداري ژنها و مهار سايكلين كيناز 2 شده و اين تغييرات منجر به افزايش قابليت SCNR و درصد بقاي جنينهاي شبيه سازي شده ميگردد .(35) MG132 6-1-5- و كافئين: افزودن اين تركيبات به محيط كشت جنين، بدون داشتن هرگونه تاثير مضر بر روند تكاملي جنين، از فعال شدن خودبهخودي تقسيمات جنيني جلوگيري كرده و سبب افزايش كيفيت و كميت بلاستوسيست و افزايش تولد نتاج زنده خواهد شد. كافئين يك مهار كننده غيراختصاصي فسفاتاز است و افزودن اين تركيب به محيط كشت جنين نه تنها سبب افزايش معنيدار درصد تسهيم و اووپلاسم ميگردد؛ بلكه از كاهش شديد اين پروتئين كينازها پس از رسيدن تخمك به مرحله ميزان MPF و MAPK MII جلوگيري كرده و كاهش آنها را به تعويق مياندازد. 1- Induced Pluripotent Stem Cell 2- 5-aza-deoxy cytidine (5-aza-dC) Downloaded from http://www.jri.ir فصلنامه باروري و ناباروري/ بهار 1390 66
JRI حيدري و ... MG132 نيز مهاركننده پروتئوزوم است و افزودن آن به محيط كشت سلولهاي دهنده هسته و تخمك سبب بهبود مشخص SCNR و جلوگيري از فعال شدن خود به خودي تخمك، تسريع روند تكاملي جنين، افزايش كيفيت و كميت بلاستوسيست و تولد نتاج زنده خواهد شد .(46،49،115،116) استفاده از اين تركيبات در روند شبيهسازي موش، خوك و ميمون و رت به منظور افزايش كاراييSCNT توصيه ميشود .(49) 1 6-1-6- سديم بوتيرات؛ (NaBu) : اين تركيب موجب مهار داستيله شدن هيستون ميگردد و افزودن اين تركيب به محيط كشت سلول سوماتيك سبب بهبود روند SCNR و افزايش مشخص كيفيت و كميت بلاستوسيستهاي شبيه سازي شده ميشود .(104،108) تمامي تركيبات فوق با تغيير در الگوي تغييرات اپي ژنتيك سبب حذف شاخصهاي اپي ژنتيكي سلول سوماتيك و تغيير در الگوي بيان ژنها گرديده به گونهاي كه سلول تا حد امكان ويژگي همه تواني خود را باز يافته و بدين ترتيب قابليت و توان SCNR در روند SCNT افزايش مييابد. 7- هتروپلاسمي ميتوكندريايي يكي از علل پايين بودن درصد موفقيت و بازده ،SCNT هتروپلاسمي ميتوكندريايي است. برخلاف لقاح طبيعي كه در آن DNA ميتوكندريايي اساساً منشأ مادري داشته و ميتوكندريهاي اسپرم كاملاً تخريب ميشوند، در روند شبيه سازي ژنهاي ميتوكندريايي سلول دهنده با همان حجم بسيار پايين سيتوپلاسم وارد اووپلاسم شده، غشاء پلاسمايي ميتوكندريها طي وقايع سيتوپلاسمي شكسته شده و DNA ميتوكندريايي سلول دهنده با DNA مخلوط ميگردد .(116) ميتوكندريايي تخمك در نتيجه جنين شبيهسازي شده دچار هتروپلاسمي ميتوكندريايي مي شود. از اين رو حيوان شبيهسازي شده كاملاً از نظر ژنتيكي مشابه حيوان دهنده سلول سوماتيك نميباشد. از آنجائيكه ميتوكندريها داراي نقش بسيار مهمي در تأمين انرژي سلول، سيگنالينگ، برنامه ريزي زمان آپپتوزيس سلول و كنترل روند تكاملي جنين و فتوس ميباشند، به نظر ميرسد هرگونه آشفتگي و ناهمگوني ميتوكندريايي سبب كاهش عملكرد ميتوكندريها، متابوليسم ناقص آنها و كاهش مشخص بازده SCNT ميگردد .(117) البته اين بدان معنا نيست كه هتروپلاسمي ميتوكندريايي علت اصلي پايين بودن بازده شبيه سازي است، چرا كه در گربة وحشي و اهلي آفريقايي كه به طور طبيعي داراي هتروپلاسمي ميتوكندريها ميباشند، رشد و توليدمثل طبيعي و باروري موفق ديده ميشود نتيجه گيري .(108) در مجموع انتظار ميرود با ارتقاء دانش فني و تئوري در تمامي ابعاد شبيه سازي از جمله به حداقل رساندن آسيبهاي فيزيكي به ساختار سايتواسكلتال تخمك در زمان خارج سازي هسته، به حداكثر رسانيدن همزماني هسته سلول دهنده با سيتوپلاسم تخمك گيرنده، و نيز القاي كمي و كيفي تغييرات اپي ژنتيك در جهت ايجاد شرايط همه تواني در هسته سلول دهنده از طريق حذف وضعيت اپي ژنتيك قبلي سلول سوماتيك و اعمال تغييرات اپي ژنتيك جديد و بهبود شرايط ،reprogramming بتوان بازدهي روند شبيه سازي را در جهت توليد حيوانات با قابليت حياتي بالا و توليد مثل موثر به حداكثر رسانيد. معالوصف هر گونه انحراف از الگوي طبيعي بيان ژنها بواسطه كاربرد تركيبات شيميايي در جنين مرحله قبل از لانه گزيني، مي تواند نتايج نامطلوبي را در مراحل تكاملي جنيني و حتي مراحل پس از تولد بدنبال داشته باشد. بديهي است با ارتقا كيفي اين فناوري، ساير علوم و فناوريهاي مرتبط از قبيل توليد حيوانات تراريخته و دسترسي به فرآوردههاي بيولوژيك حاصله، ابقاي گونههاي جانوري در معرض خطر انقراض و بعضاً امكان احياي گونههاي جانوري منقرض شده و نهايتاً امكان انجام شبيه سازي بين گونهاي با اهداف عديده بهويژه در راستاي شبيه سازي درماني در انسان، به نحو شايستهاي متأثر خواهد شد. تشكر و قدرداني با تشكر از تمامي محققين عرصه زيست شناسي تكويني و شبيه سازي به دليل تلاشها و يافتههاي علمي ايشان و Downloaded from http://www.jri.ir 1- Sodium Butyrate (NaC3H7COO) 67 فصلنامه باروري و ناباروري/ بهار 1390
- Page 1 and 2: مقاله مروري شبيه سا
- Page 3 and 4: JRI حيدري و ... تراريخ
- Page 5 and 6: يها JRI حيدري و ... در
- Page 7 and 8: ؛2 JRI حيدري و ... 2 1
- Page 9 and 10: يها JRI حيدري و ... به
- Page 11 and 12: يم يم ييم تي يها يها
- Page 13 and 14: JRI حيدري و ... 4-1- خارج
- Page 15 and 16: JRI حيدري و ... استفاد
- Page 17 and 18: يك يك يها JRI حيدري و
- Page 19: JRI حيدري و ... جنين در
- Page 23 and 24: JRI حيدري و ... lating hormon
- Page 25 and 26: JRI حيدري و ... ous mammalian
JRI<br />
بررسي<br />
شبيه سازي <strong>و</strong> ع<strong>و</strong>امل م<strong>و</strong>ثر بر <strong>آن</strong><br />
Shahper<br />
<strong>و</strong> همكاران با اشاره به نقش اين <strong>آن</strong>زيمها<br />
در اصلاح <strong>و</strong> ترميم ن<strong>و</strong>احي آسيب ديده زنجيره د<strong>و</strong>تايي ،DNA<br />
نشان داده است كه جنينهاي م<strong>و</strong>ش فاقد <strong>آن</strong>زيم<br />
قبل از ر<strong>و</strong>ز<br />
HDAC1<br />
10/5<br />
تا<br />
آبستني به علت نقايص تكاملي شديد <strong>و</strong> تاخير<br />
در رشد سقط ميگردند. همچنين جنينهاي م<strong>و</strong>شهاي آبستن<br />
فاقد<br />
HDAC3<br />
نيز به علت عدم پيشرفت سيكل سل<strong>و</strong>لي از فاز<br />
<strong>و</strong> آسيبهاي شديد DNA تا قبل از ر<strong>و</strong>ز<br />
ميش<strong>و</strong>ند<br />
S<br />
9/5<br />
.(114)<br />
آبستني سقط<br />
به نظر استفاده از TSA به عن<strong>و</strong>ان يك تركيب مهاركننده<br />
HDACs<br />
به <strong>و</strong>اسطه تنظيم فعاليت <strong>آن</strong>زيمهاي دخيل در تغييرات<br />
اپي ژنتيكي سل<strong>و</strong>ل، م<strong>و</strong>جب حذف شاخصهاي اپي ژنتيكي<br />
سل<strong>و</strong>لهاي س<strong>و</strong>ماتيك <strong>و</strong> تغيير <strong>آن</strong>ها به شاخصهاي اپي ژنتيكي<br />
م<strong>و</strong>ثر در ر<strong>و</strong>ند تكاملي جنين ميگردد <strong>و</strong> بدين ترتيب سل<strong>و</strong>ل<br />
س<strong>و</strong>ماتيك قابليت سازماندهي مجدد <strong>و</strong> برگشت به <strong>و</strong>ضعيت<br />
پرت<strong>و</strong>اني خ<strong>و</strong>د را به دست ميآ<strong>و</strong>رد <strong>و</strong> قادر خ<strong>و</strong>اهد ب<strong>و</strong>د جنين<br />
شبيه سازي شدهاي با تمامي سل<strong>و</strong>لها <strong>و</strong> ارگانهاي طبيعي<br />
ت<strong>و</strong>ليد نمايد. دستكاري شاخصهاي اپي ژنتيكي رمز م<strong>و</strong>فقيت<br />
در SCNT،SCNR<br />
1<br />
<strong>و</strong> ت<strong>و</strong>ليد سل<strong>و</strong>لهاي iPS است (92).<br />
غلظت معم<strong>و</strong>ل TSA در نشخ<strong>و</strong>ار كنندگان اهلي 1/25μM<br />
ميباشد. غلظتهاي بالاتر اين تركيب م<strong>و</strong>جب آسيب<br />
كر<strong>و</strong>م<strong>و</strong>ز<strong>و</strong>مي (شكسته شدن كر<strong>و</strong>ماتين)، افزايش ت<strong>و</strong>قف سل<strong>و</strong>لي،<br />
مهار ر<strong>و</strong>ند تكاملي جنين <strong>و</strong> افزايش احتمال <strong>و</strong>ق<strong>و</strong>ع آپ<strong>و</strong>پت<strong>و</strong>زيس <strong>و</strong><br />
غلظتهاي پايينتر سبب تغيير ظاهر م<strong>و</strong>رف<strong>و</strong>ل<strong>و</strong>ژيك سل<strong>و</strong>لهاي<br />
س<strong>و</strong>ماتيك خ<strong>و</strong>اهد شد<br />
.(15)<br />
-6-1-2<br />
مهاركننده DNA<br />
2<br />
پنج آزا داكسي سيتيدين؛ 5-aza-dC : اين تركيب<br />
متيل ترانسفراز<br />
(DNAmt)<br />
است <strong>و</strong> مجا<strong>و</strong>رت<br />
سل<strong>و</strong>لهاي س<strong>و</strong>ماتيك قبل از انتقال، با اين تركيب م<strong>و</strong>جب دمتيله<br />
شدن <strong>و</strong> يا هايپ<strong>و</strong>متيله شدن DNA ميگردد.<br />
<strong>و</strong> Campbell<br />
همكاران معتقدند استفاده از اين تركيب سبب بهب<strong>و</strong>د بازده<br />
SCNT<br />
ميگردد؛ در حالي كه ساير محققين كاهش مشخص<br />
درصد ت<strong>و</strong>ليد بلاست<strong>و</strong>سيستهاي شبيه سازي شده را با<br />
استفاده از اين تركيب گزارش نم<strong>و</strong>دهاند<br />
.(15،44،49)<br />
استفاده<br />
ط<strong>و</strong>لاني مدت از اين تركيب حتي در د<strong>و</strong>زهاي پايين سبب<br />
هايپ<strong>و</strong>متيله شدن شديد <strong>و</strong> كاهش بيان ژنهاي اصلي ر<strong>و</strong>ند<br />
تكاملي جنين ميگردد. غلظت معم<strong>و</strong>ل اين تركيب در<br />
نشخ<strong>و</strong>اركنندگان 1-5 µM<br />
سايت<strong>و</strong>ت<strong>و</strong>كسيك ميباشد<br />
.(15)<br />
است. غلظتهاي بالاتر <strong>آن</strong><br />
6-1-3- افز<strong>و</strong>دن عصاره سيت<strong>و</strong>پلاسمي سل<strong>و</strong>لهاي س<strong>و</strong>ماتيك:<br />
افز<strong>و</strong>دن عصاره برخي سل<strong>و</strong>لهاي س<strong>و</strong>ماتيك به محيط كشت<br />
سل<strong>و</strong>ل س<strong>و</strong>ماتيك <strong>و</strong> جنين، به <strong>و</strong>يژه در م<strong>و</strong>رد سل<strong>و</strong>لهايي كه<br />
ر<strong>و</strong>ند تقسيمات ميت<strong>و</strong>زي <strong>آن</strong>ها مت<strong>و</strong>قف گرديده ميت<strong>و</strong>اند منجر به<br />
تسريع PCC<br />
<strong>و</strong> بهب<strong>و</strong>د SCNR گردد<br />
.(49،68)<br />
6-1-4- افز<strong>و</strong>دن محت<strong>و</strong>يات سيت<strong>و</strong>پلاسمي تخمك: اضافه نم<strong>و</strong>دن<br />
محت<strong>و</strong>يات سيت<strong>و</strong>پلاسمي تخمك د<strong>و</strong>زيستان به محيط كشت<br />
جنين شبيه سازي شده، منجر به فعال <strong>و</strong> يا غير فعال شدن<br />
برخي ژنهاي سل<strong>و</strong>لهاي س<strong>و</strong>ماتيك پستانداران <strong>و</strong> سازماندهي<br />
<strong>و</strong> برنامه ريزي مجدد هسته اين سل<strong>و</strong>لها پس از انتقال ميگردد.<br />
Campbell<br />
<strong>و</strong> همكاران نشان دادهاند افز<strong>و</strong>دن عصاره اين<br />
تخمكها منجر به بيان ژن<br />
OCT4<br />
(فاكت<strong>و</strong>ر ر<strong>و</strong>ن<strong>و</strong>شت برداري<br />
سل<strong>و</strong>لهاي پرت<strong>و</strong>ان مانند (ESC <strong>و</strong> افزايش mRNA مرب<strong>و</strong>ط به<br />
<strong>آن</strong> در جنين، تسريع ر<strong>و</strong>ند ،SCNR تجزيه سريعتر هستكها،<br />
تغيير لاميناي هسته، تغيير در الگ<strong>و</strong> <strong>و</strong> ميزان استيلاسي<strong>و</strong>ن<br />
DNA<br />
<strong>و</strong> افزايش استيله شدن هيست<strong>و</strong>ن<br />
ت<strong>و</strong>ليد بلاست<strong>و</strong>سيست ميگردد<br />
3<br />
.(44)<br />
<strong>و</strong> افزايش درصد<br />
همچنين افز<strong>و</strong>دن عصاره<br />
تخم Xenopus Laevis سبب تغيير در الگ<strong>و</strong>ي ر<strong>و</strong>ن<strong>و</strong>شت<br />
برداري ژنها <strong>و</strong> مهار سايكلين كيناز 2 شده <strong>و</strong> اين تغييرات<br />
منجر به افزايش قابليت SCNR <strong>و</strong> درصد بقاي جنينهاي شبيه<br />
سازي شده ميگردد<br />
.(35)<br />
MG132 6-1-5- <strong>و</strong> كافئين: افز<strong>و</strong>دن اين تركيبات به محيط<br />
كشت جنين، بد<strong>و</strong>ن داشتن هرگ<strong>و</strong>نه تاثير مضر بر ر<strong>و</strong>ند تكاملي<br />
جنين، از فعال شدن خ<strong>و</strong>دبهخ<strong>و</strong>دي تقسيمات جنيني جل<strong>و</strong>گيري<br />
كرده <strong>و</strong> سبب افزايش كيفيت <strong>و</strong> كميت بلاست<strong>و</strong>سيست <strong>و</strong> افزايش<br />
ت<strong>و</strong>لد نتاج زنده خ<strong>و</strong>اهد شد. كافئين يك مهار كننده<br />
غيراختصاصي فسفاتاز است <strong>و</strong> افز<strong>و</strong>دن اين تركيب به محيط<br />
كشت جنين نه تنها سبب افزايش معنيدار درصد تسهيم <strong>و</strong><br />
ا<strong>و</strong><strong>و</strong>پلاسم ميگردد؛ بلكه از كاهش<br />
شديد اين پر<strong>و</strong>تئين كينازها پس از رسيدن تخمك به مرحله<br />
ميزان MPF <strong>و</strong> MAPK<br />
MII جل<strong>و</strong>گيري<br />
كرده <strong>و</strong> كاهش <strong>آن</strong>ها را به تع<strong>و</strong>يق مياندازد.<br />
1- Induced Pluripotent Stem Cell<br />
2- 5-aza-deoxy cytidine (5-aza-dC)<br />
Downloaded from http://www.jri.ir<br />
فصلنامه بار<strong>و</strong>ري <strong>و</strong> نابار<strong>و</strong>ري/ بهار 1390<br />
66
Change language