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 حيدري <strong>و</strong> ...<br />
MG132<br />
نيز مهاركننده پر<strong>و</strong>تئ<strong>و</strong>ز<strong>و</strong>م است <strong>و</strong> افز<strong>و</strong>دن <strong>آن</strong> به<br />
محيط كشت سل<strong>و</strong>لهاي دهنده هسته <strong>و</strong> تخمك سبب بهب<strong>و</strong>د<br />
مشخص SCNR<br />
<strong>و</strong> جل<strong>و</strong>گيري از فعال شدن خ<strong>و</strong>د به خ<strong>و</strong>دي<br />
تخمك، تسريع ر<strong>و</strong>ند تكاملي جنين، افزايش كيفيت <strong>و</strong> كميت<br />
بلاست<strong>و</strong>سيست <strong>و</strong> ت<strong>و</strong>لد نتاج زنده خ<strong>و</strong>اهد شد<br />
.(46،49،115،116)<br />
استفاده از اين تركيبات در ر<strong>و</strong>ند شبيهسازي م<strong>و</strong>ش، خ<strong>و</strong>ك <strong>و</strong><br />
ميم<strong>و</strong>ن <strong>و</strong> رت به منظ<strong>و</strong>ر افزايش كاراييSCNT ت<strong>و</strong>صيه ميش<strong>و</strong>د<br />
.(49)<br />
1<br />
6-1-6- سديم ب<strong>و</strong>تيرات؛ (NaBu) : اين تركيب م<strong>و</strong>جب مهار<br />
داستيله شدن هيست<strong>و</strong>ن ميگردد <strong>و</strong> افز<strong>و</strong>دن اين تركيب به محيط<br />
كشت سل<strong>و</strong>ل س<strong>و</strong>ماتيك سبب بهب<strong>و</strong>د ر<strong>و</strong>ند SCNR <strong>و</strong> افزايش<br />
مشخص كيفيت <strong>و</strong> كميت بلاست<strong>و</strong>سيستهاي شبيه سازي شده<br />
ميش<strong>و</strong>د<br />
.(104،108)<br />
تمامي تركيبات ف<strong>و</strong>ق با تغيير در الگ<strong>و</strong>ي تغييرات<br />
اپي ژنتيك سبب حذف شاخصهاي اپي ژنتيكي سل<strong>و</strong>ل<br />
س<strong>و</strong>ماتيك <strong>و</strong> تغيير در الگ<strong>و</strong>ي بيان ژنها گرديده به گ<strong>و</strong>نهاي كه<br />
سل<strong>و</strong>ل تا حد امكان <strong>و</strong>يژگي همه ت<strong>و</strong>اني خ<strong>و</strong>د را باز يافته <strong>و</strong> بدين<br />
ترتيب قابليت <strong>و</strong> ت<strong>و</strong>ان SCNR در ر<strong>و</strong>ند SCNT افزايش مييابد.<br />
7- هتر<strong>و</strong>پلاسمي ميت<strong>و</strong>كندريايي<br />
يكي از علل پايين ب<strong>و</strong>دن درصد م<strong>و</strong>فقيت <strong>و</strong> بازده ،SCNT<br />
هتر<strong>و</strong>پلاسمي ميت<strong>و</strong>كندريايي است. برخلاف لقاح طبيعي كه در<br />
<strong>آن</strong> DNA<br />
ميت<strong>و</strong>كندريايي اساساً منشأ مادري داشته <strong>و</strong><br />
ميت<strong>و</strong>كندريهاي اسپرم كاملاً تخريب ميش<strong>و</strong>ند، در ر<strong>و</strong>ند شبيه<br />
سازي ژنهاي ميت<strong>و</strong>كندريايي سل<strong>و</strong>ل دهنده با همان حجم بسيار<br />
پايين سيت<strong>و</strong>پلاسم <strong>و</strong>ارد ا<strong>و</strong><strong>و</strong>پلاسم شده، غشاء پلاسمايي<br />
ميت<strong>و</strong>كندريها طي <strong>و</strong>قايع سيت<strong>و</strong>پلاسمي شكسته شده <strong>و</strong> DNA<br />
ميت<strong>و</strong>كندريايي سل<strong>و</strong>ل دهنده با DNA<br />
مخل<strong>و</strong>ط ميگردد<br />
.(116)<br />
ميت<strong>و</strong>كندريايي تخمك<br />
در نتيجه جنين شبيهسازي شده دچار<br />
هتر<strong>و</strong>پلاسمي ميت<strong>و</strong>كندريايي مي ش<strong>و</strong>د. از اين ر<strong>و</strong> حي<strong>و</strong>ان<br />
شبيهسازي شده كاملاً از نظر ژنتيكي مشابه حي<strong>و</strong>ان دهنده<br />
سل<strong>و</strong>ل س<strong>و</strong>ماتيك نميباشد.<br />
از <strong>آن</strong>جائيكه ميت<strong>و</strong>كندريها داراي نقش بسيار مهمي در تأمين<br />
انرژي سل<strong>و</strong>ل، سيگنالينگ، برنامه ريزي زمان آپپت<strong>و</strong>زيس سل<strong>و</strong>ل<br />
<strong>و</strong> كنترل ر<strong>و</strong>ند تكاملي جنين <strong>و</strong> فت<strong>و</strong>س ميباشند، به نظر ميرسد<br />
هرگ<strong>و</strong>نه آشفتگي <strong>و</strong> ناهمگ<strong>و</strong>ني ميت<strong>و</strong>كندريايي سبب كاهش<br />
عملكرد ميت<strong>و</strong>كندريها، متاب<strong>و</strong>ليسم ناقص <strong>آن</strong>ها <strong>و</strong> كاهش مشخص<br />
بازده SCNT<br />
ميگردد<br />
.(117)<br />
البته اين بدان معنا نيست كه<br />
هتر<strong>و</strong>پلاسمي ميت<strong>و</strong>كندريايي علت اصلي پايين ب<strong>و</strong>دن بازده شبيه<br />
سازي است، چرا كه در گربة <strong>و</strong>حشي <strong>و</strong> اهلي آفريقايي كه به<br />
ط<strong>و</strong>ر طبيعي داراي هتر<strong>و</strong>پلاسمي ميت<strong>و</strong>كندريها ميباشند، رشد <strong>و</strong><br />
ت<strong>و</strong>ليدمثل طبيعي <strong>و</strong> بار<strong>و</strong>ري م<strong>و</strong>فق ديده ميش<strong>و</strong>د<br />
نتيجه گيري<br />
.(108)<br />
در مجم<strong>و</strong>ع انتظار مير<strong>و</strong>د با ارتقاء دانش فني <strong>و</strong> تئ<strong>و</strong>ري در<br />
تمامي ابعاد شبيه سازي از جمله به حداقل رساندن آسيبهاي<br />
فيزيكي به ساختار سايت<strong>و</strong>اسكلتال تخمك در زمان خارج سازي<br />
هسته، به حداكثر رسانيدن همزماني هسته سل<strong>و</strong>ل دهنده با<br />
سيت<strong>و</strong>پلاسم تخمك گيرنده، <strong>و</strong> نيز القاي كمي <strong>و</strong> كيفي تغييرات<br />
اپي ژنتيك در جهت ايجاد شرايط همه ت<strong>و</strong>اني در هسته سل<strong>و</strong>ل<br />
دهنده از طريق حذف <strong>و</strong>ضعيت اپي ژنتيك قبلي سل<strong>و</strong>ل<br />
س<strong>و</strong>ماتيك <strong>و</strong> اعمال تغييرات اپي ژنتيك جديد <strong>و</strong> بهب<strong>و</strong>د شرايط<br />
،reprogramming بت<strong>و</strong>ان<br />
بازدهي ر<strong>و</strong>ند شبيه سازي را در جهت<br />
ت<strong>و</strong>ليد حي<strong>و</strong>انات با قابليت حياتي بالا <strong>و</strong> ت<strong>و</strong>ليد مثل م<strong>و</strong>ثر به<br />
حداكثر رسانيد. معال<strong>و</strong>صف هر گ<strong>و</strong>نه انحراف از الگ<strong>و</strong>ي طبيعي<br />
بيان ژنها ب<strong>و</strong>اسطه كاربرد تركيبات شيميايي در جنين مرحله<br />
قبل از لانه گزيني، مي ت<strong>و</strong>اند نتايج نامطل<strong>و</strong>بي را در مراحل<br />
تكاملي جنيني <strong>و</strong> حتي مراحل پس از ت<strong>و</strong>لد بدنبال داشته باشد.<br />
بديهي است با ارتقا كيفي اين فنا<strong>و</strong>ري، ساير عل<strong>و</strong>م <strong>و</strong><br />
فنا<strong>و</strong>ريهاي مرتبط از قبيل ت<strong>و</strong>ليد حي<strong>و</strong>انات تراريخته <strong>و</strong><br />
دسترسي به فرآ<strong>و</strong>ردههاي بي<strong>و</strong>ل<strong>و</strong>ژيك حاصله، ابقاي گ<strong>و</strong>نههاي<br />
جان<strong>و</strong>ري در معرض خطر انقراض <strong>و</strong> بعضاً امكان احياي<br />
گ<strong>و</strong>نههاي جان<strong>و</strong>ري منقرض شده <strong>و</strong> نهايتاً امكان انجام شبيه<br />
سازي بين گ<strong>و</strong>نهاي با اهداف عديده به<strong>و</strong>يژه در راستاي شبيه<br />
سازي درماني در انسان، به نح<strong>و</strong> شايستهاي متأثر خ<strong>و</strong>اهد شد.<br />
تشكر <strong>و</strong> قدرداني<br />
با تشكر از تمامي محققين عرصه زيست شناسي تك<strong>و</strong>يني <strong>و</strong><br />
شبيه سازي به دليل تلاشها <strong>و</strong> يافتههاي علمي ايشان <strong>و</strong><br />
Downloaded from http://www.jri.ir<br />
1- Sodium Butyrate (NaC3H7COO)<br />
67<br />
فصلنامه بار<strong>و</strong>ري <strong>و</strong> نابار<strong>و</strong>ري/ بهار 1390
Change language