emad reza
-
Background
Sox2 (SRY box2) is an essential transcription factor that plays a vital role in spermatogenesis and regulates the genes in this process. Sox2 is important for pluripotency, self-renewal, and even spermatogonial stem cell differentiation. This gene is found in pluripotent and specialized cells, and it is involved in their biological activities.
MethodsProtein-protein interaction (PPI) network analysis was performed during spermatogenesis using NCBI, STRING, and Cytoscape databases. Then, after isolating spermatogonial stem cells from 6 C57BL/6 mice, mouse embryonic stem cells and ES-like cells were prepared. In the following, Sox2 expression was examined in differentiated and undifferentiated spermatogonia by immunohistochemistry (IMH), immunocytochemistry (ICC), and Fluidigm PCR (polymerase chain reaction). Finally, the results were compared using the Kruskal-Wallis and Dunn tests at the significance level of p<0.05.
ResultsThe results of this experiment showed that contrary to expectations, Sox2 has cytoplasmic expression in undifferentiated cells and nuclear expression in differentiated cells in in vitro conditions. In addition, the expression of Sox2 increased during differentiation. Fluidigm PCR showed a significantly higher expression of Sox2 (p<0.05) in differentiated compared to undifferentiated spermatogonia. Sox2 has an interaction with other genes during spermatogenesis such as Oct4, Nanog, Klf4, Stra8, Smad1, Tcf3, and Osm.
ConclusionSox2, which is known as a pluripotency marker, has a vital role in spermatogenesis and could be a differential marker. Sox2 has strong connections with other genes such as Oct4, Nanog, Klf4, Tcf3, Osm, Stra8, Lim2, Smad1, Gdnf, and Kit.
Keywords: Adult germline stem cells, Cell differentiation, Seminiferous tubules, Sox2 protein, Transcription factors -
زمینه و هدف
آلکالین فسفاتاز و پروتیین های BMP و GATA از جمله فاکتور های اثرگذار در فرآیند اسپرم زایی هستند. این مطالعه به منظور تعیین اثر بیان آلکالین فسفاتاز، GATA و BMP بر سلول های بنیادی اسپرم ساز، سلول های جنینی و شبه سلول های بنیادی جنینی (ES-like) در موش های نژاد C57BL انجام شد.
روش بررسیدر این مطالعه تجربی پس از جداسازی سلول های بنیادی اسپرماتوگونی از 3 سر موش 4 هفته ای نژاد C57BL، سلول های بنیادی جنینی و سلول های ES-like تهیه شدند. سپس تست رنگ آمیزی آلکالین فسفاتاز بر روی سلول های بنیادی اسپرم ساز، سلول های جنینی و شبه سلول های بنیادی جنینی انجام شد. در ادامه با استفاده از Fluidigm PCR بیان ژن های BMP و GATA مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. پس از آن شبکه ارتباطی پروتیین - پروتیین آنها با استفاده از پایگاه های داده، جداسازی و رسم گردید.
یافته هابیان مثبت آلکالین فسفاتاز در سلول های بنیادی و بیان منفی آن در سلول های سرتولی بیضه نشان از وجود این آنزیم در سلول های پرتوان داشت. ژن BMP و ژن GATA در سلول های بنیادی اسپرماتوگونی (به ترتیب 3.6 و 2.7)، جنینی (به ترتیب 2.3 و 4.4) و ES-like (به ترتیب 5.8 و 2.5) بیان ژن مثبت داشتند که این مقادیر از نظر آماری معنی دار نبودند. بررسی های بیوانفورماتیکی نشان از نقش تنظیم کنندگی این ژن ها و اثر مستقیم آنها بر آلکالین فسفاتاز داشت.
نتیجه گیریژن های BMP و GATA و آنزیم آلکالین فسفاتاز جزو فاکتورهای کنترل کننده سلول های بنیادی جنینی و اسپرماتوگونی بوده و در حفظ پرتوانی آنها و همچنین در هدایت آنها به سمت سلول های تمایز یافته نقش دارند.
کلید واژگان: سلول های بنیادی جنینی، سلول های بنیادی جنسی بالغ، آلکالین فسفاتاز، فاکتورهای رونویسی GATA، گیرنده های پروتئینی مورفوژنتیک استخوانBackground and ObjectiveAlkaline phosphatase, BMP, and GATA proteins are important factors in the process of spermatogenesis. This study aims to investigate the effect of alkaline phosphatase, GATA, and BMP expression on spermatogenic stem cells, embryonic cells, and embryonic stem-like cells (ES-like) in C57BL mice.
MethodsIn this experimental study, spermatogonial stem cells were isolated from three heads of 4-week-old C57BL mice, and embryonic stem cells and ES-like cells were prepared. Alkaline phosphatase staining test was performed on spermatogenic stem cells, embryonic cells, and ES-like cells. The expression of BMP and GATA genes was analyzed using Fluidigm PCR. Protein-protein interaction networks were isolated and drawn using databases.
ResultsPositive alkaline phosphatase expression in stem cells and negative expression in testicular Sertoli cells indicated the presence of this enzyme in pluripotent cells. The gene expression of BMP and GATA in spermatogonial stem cells (6.3 and 2.7, respectively), embryonic cells (3.2 and 4.4, respectively), and ES-like cells (8.5 and 2.5, respectively) was positive, but not statistically significant. Bioinformatics studies showed the regulatory role of these genes and their direct effect on alkaline phosphatase.
ConclusionBMP and GATA genes, along with alkaline phosphatase enzymes, play a crucial role in controlling embryonic and spermatogonial stem cells, maintaining their pluripotency, and guiding them towards differentiated cells.
Keywords:Keywords: Embryonic Stem Cells, Adult Germline Stem Cells, Alkaline Phosphatase, GATA Transcription Factors, Bone Morphogenetic Protein Receptors -
مقدمه
آلکالین فسفاتاز یکی از آنزیمهای اساسی طی فرایند اسپرماتوژنز است که جزو عامل های پرتوانی سلول های بنیادی است و در حفظ پرتوانی آن ها نقش دارد. پروتیینهای ZBTB16 و ZFP نیز جزو عوامل بااهمیت سلول های بنیادی هستند که در سلول های بنیادی پرتوان بیان می شوند و با نقش خود در مسیرهای پیامرسانی باعث حفظ حالت پرتوانی آن ها می گردند.
مواد و روش هااولین اقدام، جداسازی سلول های بنیادی اسپرم ساز و پس از آن، تهیه سلول های بنیادی جنینی موش و سلول های ES-like است. پس از آن، رنگ آمیزی آلکالین فسفاتاز انجام شد و در ادامه، بررسی شبکه پروتیین-پروتیین و ارتباط ژن ها صورت گرفت؛ سپس با استفاده از فن Fluidigm PCR بیان ژن های ZBTB16 و ZFP سنجیده گشت و همچنین در انتها، رنگ آمیزی ایمونوهیستوشیمی پروتیین ZBTB16 در لوله های اسپرم ساز نیز انجام شد.
یافته های پژوهش:
جمعیتهای سلول های بنیادی بیان مثبت آلکالین فسفاتاز را نشان دادند و همچنین بیان بسیار اندک و منفی آن در سلول های سرتولی و فیبروبلاستها مشاهده گردید. بیان مثبت ژن های ZBTB16 و ZFP نیز در این سه جمعیت نشان داده شد و بیان منفی آن ها در سلول های سرتولی نیز مشاهده گردید که نشان دهنده اختصاصی بودن این عوامل است. شبکه ارتباطی رسم شده نشان دهنده میزان و نوع تاثیر این ژن ها بر یکدیگر و دیگر ژن ها است.
بحث و نتیجه گیری:
می توان چنین نتیجه گیری کرد که آلکالین فسفاتاز و همچنین ژن های ZBTB16 و ZFP جزو نشانگرهای خاص سلول های بنیادی پرتوان و همچنین جزو عامل های اصلی سلول های بنیادی شبه جنینی هستند.
کلید واژگان: سلول های بنیادی اسپرم ساز (SSC)، سلول های بنیادی جنینی، آلکالین فسفاتاز، پروتئین ZBTB16، پروتئین ZFPIntroductionOne of the vital enzymes during spermatogenesis, which is one of the pluripotency factors of stem cells and contributes to maintaining their pluripotency is alkaline phosphatase. ZBTB16 and ZFP proteins are critical elements in stem cells which are expressed in pluripotent stem cells and maintain their pluripotency due to their role in messaging pathways.
Material & MethodsThe separation of the spermatogonial stem cells is the initial stage, followed by the preparation of the mouse embryonic stem cells and ES-like cells. The protein-protein network and the connections between genes were then investigated after alkaline phosphatase staining. Then, using the Fluidigm PCR method, the expression of the ZBTB16 and ZFP genes was determined. Finally, spermatogonia was immunohistochemically stained for the ZBTB16 protein.
FindingsAlkaline phosphatase was expressed positively by stem cell types; moreover, it was absent in Sertoli and fibroblast cells. Additionally, the specificity of these factors was demonstrated by the positive expression of the ZBTB16 and ZFP genes in these three cells and their negative expression in Sertoli cells. The connection and effect of these genes on the other genes are shown by the Protein-Protein network analysis.
Discussion & ConclusionAlkaline phosphatase, as well as ZBTB16 and ZFP genes are expected to be among the special markers of pluripotent stem cells and the critical elements of embryonic stem-like cells.
Keywords: Alkaline phosphatase, Embryonic stem cells, Spermatogonial stem cells (SSCs), ZBTB16 protein, ZFP protein -
سابقه و هدف
اسپرماتوژنز یک فرآیند سازمان یافته است که فاکتورهای فراوانی بر کنترل و تنظیم آن اثرگذار هستند. آلکالین فسفاتاز به همراه ژن های Gfra1، Lin28 و Sall4 از جمله فاکتورهای اصلی دخیل در این فرآیند هستند که با یکدیگر در ارتباط هستند. هدف از انجام این مطالعه بررسی و مقایسه میزان بیان آنزیم آلکالین فسفاتاز و همچنین ژن های Gfra1، Lin28 و Sall4 در سلول های بنیادی جنینی، اسپرم ساز، و شبه جنینی در موش می باشد.
مواد و روش هاابتدا سلول های بنیادی اسپرم ساز جداسازی شدند و سپس سلول های بنیادی جنینی موش و سلول های ES-like تهیه شدند. در مرحله بعدی سنجش بیان آلکالین فسفاتاز با استفاده از رنگ آمیزی آلکالین فسفاتاز بررسی شد. سپس بررسی بیوانفورماتیکی ژن های دارای ارتباط مستقیم انجام شد و برای سنجش بیان ژن های Gfra1، Lin28 و Sall4 از Fluidigm PCR و همچنین از ایمونوهیستوشیمی، برای بیان Gfra1، استفاده شد.
یافته هاژن های Gfra1، Lin28 و Sall4 بیان مثبت و معنی دار (0/05P<) در سلول های بنیادی پرتوان و سلول های جنسی داشتند. آلکالین فسفاتاز نیز دارای بیان مثبت در سلول های بنیادی جنسی و سلول های بنیادی پرتوان بود و در سلول های سرتولی و فیبروبلاست ها بیان کم و منفی داشت، که نشان از اختصاصی بودن این آنزیم در این رده های سلولی دارد.
استنتاجآلکالین فسفاتاز به همراه ژن های Gfra1، Lin28 و Sall4، با توجه به ارتباط شبکه ای با یکدیگر و بیان آن ها در سلول های بنیادی پرتوان و رده زایا، می توانند به عنوان فاکتورهای تشخیصی برای این رده های سلولی استفاده شوند.
کلید واژگان: سلول های بنیادی جنینی، سلول های بنیادی اسپرم ساز (SSC)، آلکالین فسفاتازBackground and purposeSpermatogenesis is a well-organized process that is influenced by a variety of factors. Alkaline phosphatase, and Gfra1, Lin28, and Sall4 genes are among the key players in this interconnected process. This study aimed to investigate the expression levels of Gfra1, Lin28, and Sall4 genes in embryonic, spermatogonial, and embryonic stem-like (ES-like) cells in mice.
Materials and methodsFirst, spermatogonial stem cells were isolated, and then mouse embryonic stem cells and ES-like cells were prepared. Alkaline phosphatase expression was determined by alkaline phosphatase staining. After that, a bioinformatics analysis of directly related genes was done. Then the expression levels of the Gfra1, Lin28, and Sall4 genes were measured using Fluidigm PCR, and immunohistochemistry was done for Gfra1 expression.
ResultsIn pluripotent stem cells and germ cells, the expression levels of Gfra1, Lin28, and Sall4 genes were found to be significantly positive (P<0.05). Alkaline phosphatase was also expressed positively in germ stem cells and pluripotent stem cells, but not in Sertoli cells or fibroblasts, indicating that this enzyme is exclusive to these cell types.
ConclusionBecause of their interaction and expression in pluripotent stem cells and germ cells, alkaline phosphatase, Gfra1, Lin28, and Sall4 genes can be employed as detecting markers for these cell lines.
Keywords: embryonic stem cells, spermatogonial stem cells, alkaline phosphatase
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.