مطالعه نشان می دهد اکسی توسین باعث تکثیر سلول های اپی کاردیال می شود



هورمون عصبی اکسی توسین برای تقویت پیوندهای اجتماعی و ایجاد احساسات لذت بخش، به عنوان مثال از هنر، ورزش یا رابطه جنسی، به خوبی شناخته شده است. اما این هورمون عملکردهای بسیار دیگری دارد، مانند تنظیم شیردهی و انقباضات رحمی در زنان و تنظیم انزال، انتقال اسپرم و تولید تستوسترون در مردان.

اکنون، محققان دانشگاه ایالتی میشیگان نشان می‌دهند که در گورخرماهی و کشت‌های سلولی انسان، اکسی توسین عملکرد نامعلوم دیگری دارد: سلول‌های بنیادی مشتق شده از لایه بیرونی قلب (اپی کاردیوم) را تحریک می‌کند تا به لایه میانی آن (میوکارد) مهاجرت کنند و در آنجا رشد کنند. به قلب، سلول های ماهیچه ای که انقباضات قلب را ایجاد می کنند. این کشف روزی می تواند برای ترویج بازسازی قلب انسان پس از حمله قلبی مورد استفاده قرار گیرد. نتایج در منتشر شده است مرزها در زیست شناسی سلولی و تکاملی.

در اینجا نشان می‌دهیم که اکسی توسین، یک نوروپپتید که به هورمون عشق نیز معروف است، می‌تواند مکانیسم‌های ترمیم قلب را در قلب‌های آسیب‌دیده در گورخرماهی و کشت‌های سلولی انسان فعال کند و دری را برای درمان‌های جدید بالقوه برای بازسازی قلب در انسان باز کند.


دکتر Aitor Aguirre، نویسنده ارشد مطالعه و استادیار، گروه مهندسی پزشکی، دانشگاه ایالتی میشیگان

کاردیومیوسیت ها معمولاً پس از حمله قلبی در تعداد زیادی از بین می روند. از آنجا که آنها سلول های بسیار تخصصی هستند، نمی توانند خود را دوباره پر کنند. اما مطالعات قبلی نشان داده است که زیرمجموعه‌ای از سلول‌ها در اپی‌کاردیوم می‌توانند تحت برنامه‌ریزی مجدد قرار بگیرند تا به سلول‌های بنیادی تبدیل شوند که سلول‌های پیش‌ساز مشتق از اپی‌کاردیوم (EpiPCs) نامیده می‌شوند، که می‌توانند نه تنها کاردیومیوسیت‌ها، بلکه انواع دیگر سلول‌های قلب را نیز بازسازی کنند.

آگویر توضیح داد: «EpiPC ها را به عنوان سنگ تراش هایی در نظر بگیرید که کلیساهای جامع در اروپا را در قرون وسطی تعمیر کردند.

متأسفانه برای ما، تولید EpiPCs برای بازسازی قلب در انسان در شرایط طبیعی ناکارآمد است.

گورخرماهی را وارد کنید: به خاطر ظرفیت خارق‌العاده‌اش برای بازسازی اندام‌ها از جمله مغز، شبکیه چشم، اندام‌های داخلی، استخوان و پوست مشهور است. آنها دچار حمله قلبی نمی شوند، اما بسیاری از شکارچیان آن خوشحال هستند که از هر عضوی، از جمله قلب، نیش می زنند – بنابراین گورخرماهی می تواند قلب خود را زمانی که یک چهارم آن از بین رفته است، دوباره رشد دهد. این امر تا حدی با تکثیر کاردیومیوسیت‌ها و همچنین توسط EpiPCها انجام می‌شود. اما چگونه EpiPC های گورخرماهی قلب را تا این حد موثر ترمیم می کنند؟ و آیا می‌توانیم یک گلوله جادویی در گورخرماهی پیدا کنیم که بتواند به طور مصنوعی تولید EpiPC را در انسان افزایش دهد؟

نویسندگان استدلال می کنند، بله، و به نظر می رسد این “گلوله جادویی” اکسی توسین باشد.

برای رسیدن به این نتیجه، نویسندگان دریافتند که در گورخرماهی، در عرض سه روز پس از آسیب سرمایی – آسیب ناشی از انجماد – به قلب، بیان RNA پیام‌رسان اکسی توسین تا 20 برابر در مغز افزایش می‌یابد. آنها همچنین نشان دادند که این اکسی توسین سپس به اپی کاردیوم گورخرماهی سفر می کند و به گیرنده اکسی توسین متصل می شود و باعث ایجاد یک آبشار مولکولی می شود که سلول های محلی را تحریک می کند تا گسترش یافته و به EpiPC تبدیل شوند. این EpiPC های جدید سپس به میوکارد گورخرماهی مهاجرت می کنند تا به قلب، عروق خونی و سایر سلول های مهم قلب تبدیل شوند تا جایگزین سلول های از دست رفته شوند.

مهمتر از همه، نویسندگان نشان دادند که اکسی توسین اثر مشابهی بر بافت انسان دارد درونکشتگاهی. اکسی توسین – اما هیچ یک از 14 هورمون عصبی دیگر که در اینجا آزمایش شده‌اند – کشت سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی (hIPSCs) را تحریک می‌کند تا به EpiPC تبدیل شوند، تا دو برابر نرخ پایه: اثری بسیار قوی‌تر از مولکول‌های دیگر که قبلا نشان داده شده بود تولید EpiPC را در موش تحریک می‌کنند. در مقابل، نابودی ژنتیکی گیرنده اکسی توسین از فعال شدن احیاکننده EpiPCهای انسانی در فرهنگ جلوگیری کرد. نویسندگان همچنین نشان دادند که ارتباط بین اکسی توسین و تحریک EpiPCها “مسیر سیگنال دهی TGF-β” مهم است که برای تنظیم رشد، تمایز و مهاجرت سلول ها شناخته شده است.

آگویر گفت: “این نتایج نشان می‌دهد که محتمل است که تحریک تولید EpiPC توسط اکسی توسین در انسان تا حد قابل توجهی حفظ شود. اکسی توسین به دلایل دیگر به طور گسترده در کلینیک استفاده می‌شود، بنابراین استفاده مجدد برای بیماران پس از آسیب قلبی یک مشکل نیست. حتی اگر بازسازی قلب جزئی باشد، فواید آن برای بیماران می تواند بسیار زیاد باشد.”

آگویر نتیجه گرفت: “در مرحله بعد، ما باید به بررسی اکسی توسین در انسان پس از آسیب قلبی بپردازیم. خود اکسی توسین در گردش خون کوتاه مدت است، بنابراین اثرات آن در انسان ممکن است توسط آن متوقف شود. داروهایی که به طور خاص با نیمه عمر طولانی تر یا بیشتر طراحی شده اند. قدرت ممکن است در این زمینه مفید باشد. به طور کلی، آزمایش‌های پیش بالینی در حیوانات و آزمایش‌های بالینی در انسان برای پیشرفت ضروری است.»

منبع:

مرجع مجله:

واسرمن، ق، و همکاران. (2022) اکسی توسین باعث فعال شدن سلول های اپیکارد و بازسازی قلب پس از آسیب قلبی می شود. مرزها در زیست شناسی سلولی و تکاملی. doi.org/10.3389/fcell.2022.985298.



منبع