Journal of Mazandaran University of Medical Sciences

fa بررسی اثرات محافظتی هِمین بر بقا و آپوپتوز سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی در شرایط تنش اکسیداتیو آزمایشگاهی Protective Effects of Hemin on Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cell Survival and Apoptosis under In Vitro Oxidative Stress بيولوژي Biology پژوهشي-کامل Research(Original) سابقه و هدف: استرس اکسیداتیو بقای سلول‌های بنیادی مزانشیمی را پس از پیوند محدود می‌کند. فعال‌سازی مسیر هم‌اکسیژناز-۱ Heme Oxygenase-1 (HMOX1) یک مکانیسم کلیدی محافظتی است. این مطالعه با هدف، ارزیابی اثر محافظتی هِمین (Hemin) به‌عنوان القاگر HMOX1 بر سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی انسانی (Human Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells; hADSCs) در مواجهه با استرس اکسیداتیو ناشی از هیدروژن پراکسید (H₂O₂)، انجام پذیرفت. مواد و روش ‌ها: در این مطالعه تجربی– آزمایشگاهی، سلول‌های hADSC جدا و شناسایی شدند. سلول‌ها با غلظت‌های غیرسمی هِمین (۱۰، ۲۰ و ۲۵ میکرومولار) پیش‌تیمار شده و سپس با ۳۰۰ میکرومولار (IC₅₀) H₂O₂ به مدت ۲۴، ۴۸ و ۷۲ ساعت تیمار شدند. بقای سلولی با آزمون MTT ارزیابی شد. تغییرات آپوپتوتیک با رنگ‌آمیزی DAPI و آکریدین اورنج/پروپیدیوم یدید (AO/PI) بررسی گردید. بیان ژن HMOX1 با روش Real-time RT-PCR (Real-time polymerase chain reaction) اندازه‌گیری شد. یافته‌ها: IC₅₀ H₂O₂ برابر ۳۰۰ میکرومولار بود. غلظت‌های بالاتر از ۲۵ میکرومولار هِمین سمی بودند. پیش‌تیمار با هِمین (۱۰، ۲۰ و ۲۵ میکرومولار) بقای سلولی را افزایش داده و سمیت H₂O₂ را کاهش داد. DAPI کاهش آپوپتوز و AO/PI بهبود مورفولوژی و کاهش سلول‌های مرده را نشان داد (به‌ویژه در ۲۰ و ۲۵ میکرومولار). بیش‌ترین اثر محافظتی در ۲۵ میکرومولار در ۴۸ و ۷۲ ساعت دیده شد. بیان HMOX1 در گروه‌های تیمار شده با هِمین به‌طور معناداری بیش‌تر از گروه استرس اکسیداتیو بود. استنتاج: هِمین با القای بیان HMOX1 می‌تواند بقای hADSCs را افزایش داده و آپوپتوز القا شده توسط استرس اکسیداتیو را کاهش دهد. این نتایج، هِمین را به‌عنوان یک عامل محافظت ‌کننده سلولی بالقوه برای بهبود کارایی درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی معرفی می‌کند.   Background and purpose: Oxidative stress is a major limiting factor affecting the survival of mesenchymal stem cells following transplantation. Activation of the heme oxygenase-1 (HMOX1) pathway is recognized as a key cytoprotective mechanism against oxidative damage. This study aimed to investigate the protective and anti-apoptotic effects of Hemin, a potent inducer of HMOX1, on human adipose-derived mesenchymal stem cells (hADSCs) exposed to hydrogen peroxide (H₂O₂)-induced oxidative stress. Materials and methods: hADSCs were isolated from human adipose tissue and characterized according to established mesenchymal stem cell markers. Cells were pretreated with non-cytotoxic concentrations of Hemin (10, 20, and 25 μM) and subsequently exposed to 300 μM H₂O₂, corresponding to the determined IC₅₀ value, for 24, 48, and 72 hours. Cell viability was assessed using the MTT assay, while apoptotic and morphological changes were evaluated using acridine orange/propidium iodide (AO/PI) and DAPI staining. The expression level of the HMOX1 gene was quantified using real-time RT-PCR. Results: The MTT assay revealed that the IC₅₀ of H₂O₂ in hADSCs was 300 μM, whereas Hemin concentrations above 25 μM exhibited cytotoxic effects. Pretreatment with Hemin at 10, 20, and 25 μM significantly enhanced cell survival and attenuated H₂O₂-induced cytotoxicity at all evaluated time points. DAPI staining demonstrated a marked reduction in apoptotic cells, and AO/PI staining indicated improved cellular morphology and a decreased proportion of dead cells, particularly in the groups treated with 20 and 25 μM Hemin. The most pronounced protective effects were observed at the concentration of 25 μM after 48 and 72 hours. In addition, HMOX1 gene expression was significantly upregulated in Hemin-treated groups compared with the group exposed to oxidative stress alone. Conclusion: Hemin enhances hADSC survival and reduces oxidative stress-induced apoptosis through the upregulation of HMOX1. These findings suggest that Hemin may serve as a promising cytoprotective agent for enhancing the efficacy of stem cell-based therapies.   هِمین (Hemin ), هم‌اکسیژناز-۱ (Heme oxygenase-1, HMOX1), سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی انسانی (Human adipose-derived mesenchymal stem cells, hADSCs), استرس اکسیداتیو, محافظت سلولی, آپوپتوز Heme Oxygenase-1 (HMOX1), Human Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells (hADSCs), Oxidative Stress, Cytoprotection, Apoptosis. 3 15 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-18852-1&slc_lang=fa&sid=1 Yeganeh Shahi یگانه شاهی yeganehshahi96@gmail.com No MSc in Anatomical Sciences, Department of Anatomical Sciences, Faculty of Medicine, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran کارشناسی ارشد علوم تشریحی، گروه علوم تشریحی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران Aghil Esmaeili-Bandboni عقیل اسمعیلی بندبونی aghilesmaeili62@gmail.com No Assistant Professor, Medical Biotechnology Research Center, School of Paramedical Sciences, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran استادیار، مرکز تحقیقات ب زیست فناوری پزشکی ، دانشکده علوم پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران Marjan Ghorbani-Anarkooli مرجان قربانی انارکولی ghorbani.anatomy93@gmail.com No Assistant Professor of Anatomical Sciences, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran استادیار علوم تشریحی، گروه علوم تشریحی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران Mohammadreza Mobayen محمدرضا مبین Maziar.mobayen@gmail.com No Associate Professor of Burn Surgery, Burn and Regenerative Medicine Research Center, Poursina Hospital, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran دانشیار جراحی سوختگی، مرکز تحقیقات پزشکی سوختگی و ترمیمی، بیمارستان پورسینا، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران Arash Zaminy آرش زمینی zaminy_a@yahoo.com No Associate Professor of Anatomical Sciences, Burn and Regenerative Medicine Research Center, Poursina Hospital, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran دانشیار علوم تشریحی، مرکز تحقیقات پزشکی سوختگی و ترمیمی، بیمارستان پورسینا، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران Mehrdad Asgari مهرداد عسگری mehrdad_vhf@yahoo.com Yes Associate Professor of Anatomical Sciences, Neurosciences Research Center, Poursina Hospital, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran استادیار علوم تشریحی، مرکز تحقیقات علوم اعصاب، بیمارستان پورسینا، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران