مقایسه‌ی اثرات میدان الکترومغناطیس با فرکانس بسیار پایین و بتایین بر تمایز استخوانی سلول‌های بنیادی چربی انسانی در شرایط کشت آزمایشگاهی

زمینه و هدف: میدان الکترومغناطیس با فرکانس بسیار پایین و بتایین از عوامل بی خطر در ترمیم شکستگی استخوان می باشند. هدف از این پژوهش مقایسه ی اثرات این دو محرک بر تمایز استئوژنیک سلول های بنیادی چربی انسانی (hadscs) بود.روش ها: سلول‌های بنیادی از چربی شکم پس از کسب رضایت کتبی، استخراج و تا پاساژ 3 کشت داده شدند.گروه های مورد مطالعه: سلول های کشت شده در محیط alpha;mem و سرم (کنترل)، در محیط تمایز استخوان حاوی بتایین 10mm (bet+od)، در محیط alpha;mem حاوی بتایین (bet)، در محیط تمایز استخوان و موج با فرکانس hz50 و شدت mt1(od+emf) و در موج به تنهایی (emf) بود. تمایز استخوانی با مشاهده مورفولوژی سلول ها، رنگ‌آمیزی کمی و کیفی آلیزارین رد و ارزیابی میزان فعالیت آلکالین فسفاتاز بررسی شد. همچنین میزان بیان ژن های استئوژنیک (runx2 وocn) با real time pcr ارزیابی شد.نتایج: افزایش معنی داری در میزان رسوبات کلسیمی، فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز و همچنین بیان ژن های runx2 و ocn در گروه od+bet نسبت به گروه های bet وod+ emf مشاهده شد. در پایان روز 7 کاهش معنی داری در فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز در گروه emf نسبت به گروه od+emf و گروه bet دیده شد. همچنین کاهش معنی داری در میزان بیان ژن ocn در گروه emf نسبت به گروه bet مشاهده گردید.نتیجه گیری: در این تحقیق اثر سینرژیک بتایین و محیط تمایز استخوانی در تمایز استئوژنیک hadscs تایید شد و روش مناسبی است که می تواند در ترمیم شکستگی و مهندسی بافت کاربرد داشته باشد.

Comparison of the effects of extremely low-frequency Electromagnetic field and Betaine on in vitro osteogenic differentiation of human adipose tissue derived-mesenchymal stem cells

Background Aim: Extremely lowfrequency electromagnetic field (ELFEMF) and betaine are safe factors in bone fracture repair. This study aimed to compare the effects of these two stimuli on osteogenic differentiation of human adipose stem cells (hADSCs).Methods: After obtaining written informed consent, cells were extracted from abdominal adipose tissue and then cultured in vitro until the third passage. Experimental groups were as follows: cells cultured in alpha;MEM and serum (control), in osteogenesis differentiation medium containing 10 mM Betaine (BET + OD), in alpha;MEM containing Betaine (BET), in OD and wave (50HZ and 1mT) (OD +EMF) and in the wave alone (EMF). Then, osteogenic differentiation was assessed by morphology, evaluating the qualitative and quantitative Alizarin red staining, alkaline phosphatase activity and real time PCR of RUNX2 and OCN genes.Results: There was a significant increase in the formation of calcium deposits, alkaline phosphatase activity and also the expression of RUNX2 and OCN genes in OD + BET group compared to BET and OD + EMF groups. At the end of day 7, a significant decrease in alkaline phosphatase activity was observed in the EMF group compared to the OD + EMF and the BET groups. There was also a significant decrease in the expression of OCN gene in the EMF compared to the BET group.Conclusion: In this study, synergistic effect of betaine and EMF on osteogenesis of hADSCs was demonstrated and this could be used for fracture repair and tissue engineering.