فهرست مطالب

سلول و بافت - سال سیزدهم شماره 3 (پاییز 1401)

مجله سلول و بافت
سال سیزدهم شماره 3 (پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/07/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • اباذر یاری، ثریا پروری، فاطمه حیدری، آئین معرف زاده، آرش سروآزاد * صفحات 167-176
    هدف

    مهندسی بافت یک رویکرد جدید برای بازسازی و ترمیم بافت‫های از دست رفته و یا آسیب دیده می‫باشد. هدف از این مطالعه ساخت داربست نانوالیاف الکتروریسی شده تصادفی پلی کاپرولاکتون (PCL) برای استفاده در طب بازساختی می‫باشد.

    مواد و روش‫ ها

    سلول های بنیادی مشتق از بافت چربی انسانی (hADSCs)، جدا (از لایه سطحی چربی شکم)، کشت (در محیط کشت DMEM/Ham's F12) و تایید (فلوسایتومتری برایCD29, CD73, CD34, CD105 و CD45) شدند. از الکتروریسی برای تولید داربست های نانوالیاف PCL استفاده شد. علاوه بر این، برای بررسی اتصال، نفوذ و مورفولوژی hADSCs از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و برای بررسی سمیت داربست‫ها از روش 3-4و5 دی متیل تیازول 2 وای ال 2و5 دی فنیل تترا زولیوم بروماید (MTT) استفاده گردید.

    نتایج

    فلوسایتومتری بیان گسترده CD29، CD73، و CD105 (مثبت) و بیان بسیار کم CD34 و CD45 (منفی) را در hADSCs نشان داد. نتایج سنجش MTT ، قابلیت زنده ماندن و تکثیر سلول های hADSCs کاشته شده بر روی داربست نانوالیاف PCL را نشان داد. عکس های میکروسکوپ SEM نشان داد که hADSCs روی داربست های نانوالیاف PCL متصل شده و مهاجرت می کنند.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه نشان داد که داربست های نانوالیاف PCL الکتروریسی شده برای کاشت، اتصال و تکثیر hADSCs مناسب می‫باشد.

    کلیدواژگان: سلول بنیادی چربی انسانی، داربست، پلی کاپرولاکتون، مهندسی بافت
  • بنت الهدا علیزاده، علی صالح زاده *، نجمه رنجی، امیر آراسته صفحات 177-186
    هدف

    اثرات سمیتی مواجهه با کادمیوم عمدتا ناشی از تولید رادیکال های آزاد اکسیژن، کاهش آنتی اکسیدانت های سلولی و بروز استرس اکسیداتیو است که می تواند منجر به تخریب اجزای سلولی، آسیب به DNA، آپوپتوزیس و در نهایت آسیب های بافتی شود. در این مطالعه به بررسی اثرات محافظتی N-استیل سیستیین، به عنوان یک ماده دارای خواص آنتی اکسیدانتی، در موش های ویستار مواجهه یافته با کادمیوم از طریق بررسی بافت شناسی کبد و سنجش بیان ژن های موثر در آپوپتوزیس و تکثیر سلولی پرداخته شد.

    مواد و روش ها

    موش های با وزن تقریبی 150-200 گرم در سه تیمار شامل، G1) تیمار شاهد، G2) تیمار دریافت کننده کادمیوم، و G3) تیمار دریافت کننده هم‫زمان کادمیوم و N-استیل سیستیین دسته بندی شدند و به‫مدت چهار هفته از مواد مورد نظر دریافت کردند. سپس نمونه برداری از بافت کبد به‫منظور بررسی هیستوپاتولوژی و بررسی بیان ژن های eif4e و mad1 صورت پذیرفت.

    نتایج

      مواجهه با کادمیوم  باعث ایجاد آسیب های جدی در بافت کبد موش شد که شامل پرخونی رگ مرکزی، افزایش تعداد سلول های التهابی و وجود التهاب در پارانشیم کبد بود، درحالی که استفاده از N-استیل سیستیین موجب کاهش چشمگیر آسیب های مذکور گردید. همچنین، استفاده از N-استیل سیستیین  سبب کاهش چشمگیر بیان ژن‎های eif4e و mad1 به میزان 14/2 و 27/2 برابر شد.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه پیشنهاد می کند که N-استیل سیستیین به عنوان یک ماده آنتی اکسیدانت می تواند نقش مهمی در برابر آسیب های بافتی ناشی از استرس اکسیداتیو و جلوگیری از القای آپوپتوزیس سلولی داشته باشد.

    کلیدواژگان: آپوپتوزیس، آنتی اکسیدانت، کادمیوم، هیستوپاتولوژی
  • فرودعلی خزایی، مصطفی درویش نیا *، عیدی بازگیر صفحات 187-199
    هدف

    هدف از این تحقیق جمع آوری و شناسایی فوزاریوم های مرتبط با گیاهان تیره کدوییان در مناطق کشت این محصولات در استان تهران و ارزیابی چندشکلی ITS-rDNA RFLP به عنوان یک نشانگر مولکولی در بررسی روابط خویشاوندی این گروه از فوزاریوم ها می باشد.

    مواد و روش ها

    در طول فصل زراعی از مناطق عمده ی کشت محصولات جالیزی استان تهران، از محل ریشه، طوقه، ساقه تا ارتفاع 15 سانتی متری و همچنین خاک اطراف گیاه (ریزوسفر)، نمونه برداری ها به عمل آمد. جدایه های قارچی بر روی محیط کشت PPA کشت، و به روش تک اسپور کردن خالص سازی شده و سپس بر اساس ویژگی های ریخت شناسی شناسایی شدند. DNA ژنومی قارچ ها استخراج شد. ناحیه ژنومی rDNA ITS جدایه های فوزاریوم با استفاده از پرایمرهای ITS1 و ITS4، تکثیر شد. محصولات PCR با استفاده از آنزیم های Sma Ι، Bgl ΙΙ و Mbo Ι مورد هضم قرار گرفتند و سپس بر روی ژل آگارز 5/2 درصد بارگذاری شدند. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار NTSYS-PC V2.02 انجام شد. بدین نحو که ابتدا یک ماتریکس داده از وجود (1) یا عدم وجود (0) هر باند برای هر جدایه ترسیم شد. سپس با استفاده از ضریب شباهت SM، ماتریکس فاصله ژنتیکی تولید و بر اساس مقیاس SAHN و روش UPGMA دندوگرام شباهت جدایه ها ترسیم شد.

    نتایج

    در مجموع تعداد 95 جدایه فوزاریوم متعلق به گونه های Fusarium solani و F. oxysporum شناسایی شد که از این تعداد، 45 جدایه متعلق به F. solani و 50 جدایه به عنوان F. oxysporum تشخیص داده شد. از تکثیر ناحیه بین ITS1 و ITS4 در جدایه های F. oxysporum یک ناحیه ی  bp 25±550 و در جدایه های F. solani ، ناحیه ای به اندازه ی bp 25±575 به دست آمد.آنزیم Bgl ΙΙ فاقد جایگاه برشی در ناحیه ی ITS بود. آنزیم Sma Ι در گونه های F. oxysporum بدون جایگاه برشی، ولی در گونه های F. solani دارای یک جایگاه برشی بود و دو قطعه ی 350 و 230 جفت بازی تولید شد. آنزیم Mbo Ι در برخی جدایه های تشخیص داده شده به نام F. oxysporum چهار باند (bp 180،bp 160، bp 130و bp 90)تولید کرد که این جدایه ها به عنوان F. redolens تشخیص داده شدند و در دیگر جدایه های F. oxysporum دو باند bp 320 و bp 190 تولید شد. آنزیم Mbo Ι در جدایه های F. solani به استثنای چند جدایه فاقد جایگاه برشی بود.

    نتیجه گیری

    به نظر می رسد، استفاده از روش rDNA-RFLP با استفاده از آنزیم های برشی Sma I و Mbo I می تواند روش مناسبی برای تفکیک گونه های فوزاریوم متعلق به دو بخش Elegans و Martiella-Ventricosum از همدیگر و همچنین بررسی تنوع داخل یا بین گونه ای در بخش Elegans باشد.

    کلیدواژگان: Fusarium، Elegans، Martiella-Ventricosum، rDNA-ITS-RFLP، آنزیم برشی، کدوئیان
  • نکیسا قمری، مهران رادک، سجاد سی سخت نژاد * صفحات 200-214
    هدف

    امروزه توجه زیادی به اثرات عوامل طبیعی بر فرآیندهای فیزیولوژیک و پاتولوژیک در بدن انسان می شود. در این ارتباط، کمبود اکسیژن (هایپوکسی) یکی از فاکتورهای زیستی حیاتی دخیل در انواع فرآیندهای فیزیولوژیک مانند ترمیم زخم و نیز فرآیندهای پاتولوژیک مانند سرطان است. همچنین، امروزه یافتن ترکیبات طبیعی موثر بر رفتارها و عملکردهای سلول های بسیار مهم می باشد. تیموکویینون یک ترکیب طبیعی مشتق شده از برخی گیاهان مانند سیاه دانه است. این ترکیب دارای اثرات بیوفارماکولوژیک بسیار زیادی، شامل اثرات ضد باکتری، ضد اکسیدانی، ضد التهاب، ضد دیابت، ضد پیری، ضد سرطان و غیره است. با توجه به خواص بیوفارماکولوژیک تیموکویینون و اهمیت هایپوکسی به‫عنوان یک فاکتور مهم موثر بر فرآیندهای فیزیولوژیک و پاتولوژیک، این مطالعه به‫منظور بررسی اثر هم زمان تیموکویینون و کلرید کبالت (II) بر سرطان سینه و ترمیم زخم از طریق ارزیابی بیان ژن های SOX2، CDK4،c-MET  و DNMT1 در یک رده سلولی سرطان سینه (MCF7) و یک رده سلولی فیبروبلاستی طبیعی (HDF) طراحی شد.

    مواد و روش ها

    در مطالعه حاضر، پس از کشت رده های سلولی MCF7 و HDF، هر یک از سلول ها به دو گروه تقسیم شدند. گروه تیمار که به‫طور هم‫زمان با غلظت  ng/ml 500 از تیموکویینون و Mμ 100 از کلرید کبالت (II) و گروه کنترل که صرفا تحت تیمار با کلرید کبالت (II) به‫مدت 24 ساعت قرار گرفتند. پس از گذشت زمان انکوباسیون، استخراج RNA کل، تیمار DNase I، سنتز cDNA و در نهایت بررسی بیان ژن های هدف در سطح mRNA با روش Real-time PCR انجام شد. در این مطالعه برای تعیین میزان تغییرات بیان ژن ها، از روش آستانه ی نسبی و برای بررسی معنادار بودن تغییرات بیان زن ها در نمونه های تیمار نسبت به کنترل، از نرم افزار SPSS و روش آماری Student’s t-test استفاده شد.

    نتایج

    نتایج نشان داد که تیمار هم زمان سلول های MCF7 با تیموکویینون و کلرید کبالت (II) باعث کاهش معنی دار (P < 0.05) بیان ژن های CDK4، c-MET  و  DNMT1به ترتیب در حدود 35/4، 89/1 و 08/2 برابر، نسبت به گروه کنترل می شود. با این حال، تیمار سلول های MCF7 باعث افزایش محدود بیان SOX2 در حدود 14/1 برابر شد، که با توجه به سطح معناداری بزرگتر مساوی 5/1، کاهش بیان آن معنادار نبود. همچنین، تیمار هم‫زمان سلول های HDF  با تیموکویینون و کلرید کبالت (II) باعث افزایش معنی دار بیان ژن c-MET در حدود 86/1 شد. به علاوه، تیمار سلول های HDF باعث افزایش محدود بیان CDK4 در حدود 26/1 برابر شد، که با توجه به سطح معناداری بزرگتر مساوی 5/1، کاهش بیان آن معنادار نبود. همچنین، بیان ژن های SOX2 و DNMT1 در مقایسه گروه تیمار نسبت به گروه کنترل به ترتیب در حدود 28/1 و 32/1 برابر کاهش بیان داشته است که با توجه به سطح معناداری بزرگتر مساوی 5/1، کاهش بیان هیچ کدام معنادار نبوده است.

    نتیجه گیری

    در مجموع می توان نتیجه گرفت که تیموکویینون تحت شرایط هایپوکسی ناشی از کلرید کبالت (II) از طریق مهار بیان ژن های دخیل تکثیر و مهاجرت ممکن است باعث مهار سرطان سینه شود. همچنین، با توجه به نقش مهم فیبروبلاست ها در فرآیند ترمیم زخم، تیموکویینون ممکن است تحت شرایط هایپوکسی از طریق افزایش پتانسیل مهاجرت سلول های فیبروبلاستی به ترمیم زخم کمک نمایید.

    کلیدواژگان: تیموکوئینون، کلرید کبالت (II)، بیان ژن، سرطان سینه، ترمیم زخم
  • لیلا سلطانی، طیبه محمدی * صفحات 215-234

    نانوتکنولوژی از شاخه های نوظهور علم است که  استفاده گسترده ای در زمینه های مختلفی چون پزشکی دارد. نانوذرات توسط ترکیبات مختلف در اندازه، شکل و خواص شیمیایی مختلف تولید می شوند و در زمینه های مختلف بیولوژیکی و زیست پزشکی قابل استفاده هستند. نانوذرات فلزی در بسیاری از زمینه ها استفاده گسترده ای دارند و دارای خواص مختلفی هستند که آنها را برای استفاده در پزشکی مناسب می کند. روی به‫دلیل دارا بودن نقش مهم در فرآیندهای بیولوژیکی متنوع از جمله تکوین جنین، رشد طبیعی، بهبود زخم، متابولیسم، ایمنی، عملکردهای شناختی، تولید اسپرم، معدنی شدن استخوان، فرآیندهای عصبی و آنزیمی، یک عنصر کمیاب ضروری تقریبا برای همه موجودات زنده است. در دهه های اخیر، نانوذرات اکسید روی به دلیل زیست سازگاری و سمیت کم، یکی از محبوب ترین نانوذرات هستند که کاربردهای بیولوژیکی متعدد داشته و در زمینه های تجاری وسیعی از جمله کاربرد در صنایع مختلف مانند داروسازی، نساجی، رنگ، لاستیک، مهندسی بافت، عوامل ضد باکتری و ضد سرطان استفاده می شوند. امروزه، توجه قابل توجهی به کاربرد نانومواد در تنظیم تکثیر و تمایز سلول های بنیادی جهت کاربرد بیشتر در پزشکی بازساختی شده است. روی یکی از فراوان ترین فلزات کمیاب در بدن انسان است و گزارش شده است که برای بازسازی استخوان ضروری است. نانوذرات اکسید روی خواص ضد باکتریایی جذابی از خود نشان می دهند. تاکید ویژه ای بر مکانیسم های باکتری کشی و توقف رشد باکتری با تمرکزبر تولید گونه های واکنش پذیر اکسیژن(ROS) آنها شده است. ROS  سبب آسیب دیواره سلولی به دلیل برهمکنش موضعی اکسید روی، افزایش نفوذپذیری غشاء، درونی سازی نانوذارت به دلیل از دست دادن نیروی محرکه پروتون و جذب یون های سمی روی محلول بوده است. نانوذرات اکسید روی برای سلول‫های سرطانی سمی هستند و از طریق آپوپتوزیس باعث مرگ سلول های سرطانی می شوند. القای اتوفاژی با انحلال آن‫ها در لیزوزوم ها برای آزاد کردن یون های روی همبستگی مثبت داشته و یون های روی آزاد شده از نانوذرات روی توانستند به لیزوزوم ها آسیب برسانند و منجر به اختلال در اتوفاژی و میتوکندری شوند. نانوساختارهای اکسید روی با دارا بودن فعالیت ضد میکروبی، استخوان زایی و رگ زایی  با فناوری های ساختار افزا نیز ترکیب شده اند تا در نهایت  داربست های هیبریدی پیشرفته جدید برای مهندسی بافت را طراحی کنند. بین کمبود روی و دیابت ارتباط وجود دارد و ممکن است بر پیشرفت دیابت نوع 2 نیز تاثیر بگذارد. چندین کمپلکس روی سنتز شده و ثابت شده است که در مدل های دیابت جوندگان موثر است. ROS توسط نانوذرات اکسید فلزی تولید می شود که به طور قابل توجهی به تکثیر فیبروبلاست کمک می کند. پیوند متقابل سلول های فیبروبلاست و نانوذرات اکسید روی تحت تاثیر مساحت سطح و اندازه نانوذرات قرار می گیرد. پانسمان نانوذرات اکسید روی باعث افزایش آپوپتوزیس، پاکسازی باکتری، فعال شدن پلاکت، نکروز بافتی، اپی‫تلیال شدن مجدد، تشکیل اسکار بافتی، حذف دبری ها ، رگزایی و فعال شدن سلول های بنیادی از طریق بهبود زخم می شود. سیستم های دارورسانی مبتنی بر نانوذرات  می توانند با آزاد کردن داروها به صورت آهسته و پایدار و رساندن آنها به ناحیه مورد نظر از بدن، بر محدودیت های ذکر شده غلبه کنند. این مقاله مروری بر برخی تحقیقات مربوط به کاربرد نانوذرات اکسید روی در علوم زیستی است.

    کلیدواژگان: اکسیدروی، نانوتکنولوژی، نانوذرات، علوم زیستی
  • مژده مکوندیان، مهناز آذرنیا *، الهه امینی، حدیث زینلی، آزاده نیک نژاد صفحات 235-247
    هدف

    از چالش های عمده بشریت افزایش افسردگی و اختلال عملکرد جنسی ناشی از داروهای ضدافسردگی است. با توجه به نقش سلول های سرتولی در اسپرماتوژنز، پژوهش حاضر، اثر داروی دولوکستین را بر زنده مانی، آپوپتوزیس و بیان ژن های Bax و (Connexin 43) Cx43 در سلول های سرتولی بررسی کرده است.

    مواد و روش ها

    سلول های TM4  در محیط DMEM/F12 حاوی %5/2  FBS، 5%  سرم اسب و %1  پنی سیلین-استرپتومایسین کشت شدند. دولوکستین با دوزهای 30،60، 15، 5/7، 75/3 میکرو گرم/ میلی لیتر در زمان های 24 تا 72 ساعت روی سلول ها اثر داده شد. آزمون MTT جهت ارزیابی زنده مانی سلول ها، فلوسایتومتری جهت ارزیابی آپوپتوزیس و RT-qPCR جهت بررسی بیان ژن Bax  (عامل پیش برنده آپوپتوزیس) و Cx43 (ضروری برای اسپرماتوژنز) انجام شد.

    نتایج

    دولوکستین در یک الگوی وابسته به دوز و زمان، بقای سلولی را کاهش داد. بر اساس داده های MTT دوز IC50 15 میکروگرم/ میلی لیتر در 48 ساعت محاسبه گردید (p≤0.05). آپوپتوزیس سلول های TM4 نسبت به گروه کنترل در دوز میانه مهاری 15 میکروگرم/ میلی لیتر دولوکستین، افزایش یافت (p≤0.01). RT-qPCR حاکی از افزایش بیان ژن های Cx43 (p≤0.05) و Bax (p≤0.01) تحت تاثیر دولوکستین بود.

    نتیجه گیری

    با توجه به داده های فلوسایتومتری و افزایش بیان ژن Bax، دولوکستین با القای آپوپتوزیس در سلول های سرتولی می تواند عاملی منفی و مخرب در پیشبرد اسپرماتوژنز در نظر گرفته شود. از سوی دیگر، دولوکستین با افزایش سطح بیان ژن Cx43، نقل و انتقالات مولکولی توسط اتصالات شکافدار را بین سلول های سرتولی افزایش داده و می‫تواند باعث انتقال سیگنال های پیش برنده آپوپتوزیس به سلول های دودومان اسپرماتوژنیک و در نتیجه کاهش کیفیت اسپرماتوژنز شود.

    کلیدواژگان: افسردگی، دولوکستین، سلول سرتولی، آپوپتوز، اتصالات شکافدار
|
  • A Yari, F Heidari, A Moarrefzadeh, A Sarveazad * Pages 167-176
    Aim

    Tissue engineering is a new approach to regeneration and repair lost or damaged tissues. The aim of this study is to design and manufacture polycaprolactone (PCL) randomly electrospun nanofiber scaffold for use in regenerative medicine.

    Material and Methods

    Human adipose derived stem cells (hADSCs) were isolated (from superficial layer of abdominal fat), cultured (in DMEM/Ham'sF12 medium) and characterized (flow cytometry for CD29, CD73, CD34, CD105 and CD45). Electrospinning was used to produce PCL nanofiber scaffolds, scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the binding, penetration and morphology of hADSCs, and 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT) was used to determine the toxicity of scaffolds.

    Results

    Flow cytometry showed extensive expression of the CD29, CD73 and CD105 (positive) and very low expression of the CD34 and CD45 (negative) in hADSCs. The results of MTT assay, showed the viability and proliferation of hADSCs which were seeded on the nanofiber scaffold. Microscopic photographs of SEM, showed hADSCs attached to PCL nanofiber scaffolds and migrating.

    Conclusion

    The results of this study showed that electrospun PCL nanofiber scaffolds are suitable for implantation, binding and propagation of hADSCs.

    Keywords: Human Adipose Stem Cell, Scaffold, Polycaprolactone, Tissue engineering
  • B Alizadeh, A Salehzadeh*, N Ranji, A Arasteh Pages 177-186
    Aim

    The toxic effects of cadmium exposure are mainly due to the production of oxygen free radicals, reduction of cellular antioxidants and oxidative stress, which can lead to cell component destruction, DNA damage, apoptosis and ultimately tissue damage. In this study, the protective effects of N-acetylcysteine, as a substance with antioxidant properties, in cadmium-exposed Wistar mice were investigated by liver histology and measuring the expression of effective genes in apoptosis and cell proliferation.

    Material and Methods

    Mice weighing approximately 150-200 g were classified into three treatments including, G1) control treatment, G2) cadmium recipient treatment, and G3) concomitant cadmium and N-acetylcysteine treatment and for four weeks received the desired. Then liver tissue samples were taken for histopathological examination and expression of eif4e and mad1 genes.

    Results

    The results of this study showed that cadmium exposure resulted in serious damage to rat liver tissue, including central artery hyperemia, increased number of inflammatory cells and inflammation in the liver parenchyma, while the use of N-acetylcysteine significantly reduced the mentioned injuries. Also, the use of N-acetylcysteine resulted in a significant reduction in the expression of eif4e and mad1 genes by 2.14 and 2.27 times, compared with mice that received only cadmium.

    Conclusion

    The results of this study suggest that N-acetylcysteine as an antioxidant can play an important role in preventing tissue damage due to oxidative stress and preventing the induction of cellular apoptosis.

    Keywords: Apoptosis, Antioxidant, Cadmium, Histopathology
  • FA Khazaee, M Darvishnia *, E Bazgir Pages 187-199
    Aim

    The aim of this study was to collect and identify Fusarium of Elegans and Martiella-Ventricosum sections related to cucurbits plant in Tehran province and evaluation the efficiency of ITS-RDNA RFLP polymorphisms as a molecular marker in assessment of relationships between these Fusaria.

    Materials and Methods

    During the cropping season, sampling from cucurbit field was done from the root, crown, stem up to height of 15 cm, as well as the soil (rhizosphere). Fungal isolates were cultured on PPA culture medium, purified by single sporulation method, and then identified based on morphological characteristics. Genomic DNA of fungi was extracted. The genomic DNA of Fusarium isolates was extracted and ITS-rDNA region was amplified with ITS1 and ITS4 primers. PCR products were digested with SmaI, BglΠ and MboI restriction enzymes and then loaded on 2.5% agarose gel. Data analyses were performed by NTSYS-PC V2.02 software. At first, a data matrix of the presence (1) or absence (0) of each band was drawn for each isolate. Then using the SM similarity coefficient, the genetic distance matrix was produced and the similarity dendogram of isolates was drawn based on the SAHN coefficient and the UPGMA method.

    Results

    A total of 95 Fusarium isolates belonging to species of Fusarium solani and Fusarium oxysporum were identified. Of which, 45 isolates belonging to F. solani and 50 isolates were identified as F. oxysporum. In this research, based on morphological characteristics, F. redolens isolates were not differentiated from F. oxysporum isolates and both were placed under F. oxysporum group. PCR reproduction of ITS region result in fragments in size of 550±25 bp in F. oxysporum isolates, and 575±25 bp in F. solani isolates. Bgl Π enzyme had no cleavage site in ITS products in both species, neither in F. solani nor in F. oxysporum. SmaI enzyme had one cleavage site in F. solani isolates and produced two fragments (350bp and 230bp) but had no cleavage site in F. oxysporum isolates. The MboI enzyme in some F. oxysporum isolates produced four fragments (180bp, 160bp, 130 bp and 90 bp), so these isolates called as Fusarium redolens. MboI enzyme in others Fusarium oxysporum isolates produced two bands (320 bp and 190 bp). MboI enzyme had no restriction site in F. solani isolates.

    Conclusion

    It seems that the use of rDNA-ITS RFLP marker is a suitable method to differentiate Fusarium species belonging to section Elegance from those of Martiella-Ventricosum sections. It is more efficient method for studying diversity within and between species in section Elegans.

    Keywords: Cucurbit, Fusarium, Elegans, Martiella-Ventricosum, rDNA-ITS-RFLP
  • N Ghamari, M Radak, S Sisakhtnezhad * Pages 200-214
    Aim

    Nowadays, much attention is paid to the effects of natural factors on physiological and pathological processes in human body. In this regard, lack of oxygen or hypoxia is one of the crucial biological factors involved in various physiological processes such as wound healing and pathological processes such as cancer. Moreover, it is very important to find natural compounds affecting the characteristics and functions of cells. Thymoquinone (TQ) is a natural compound derived from certain plants such as Nigella Sativa. It has many biopharmacological effects, including anti-bacterial, anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-diabetic, anti-aging, anti-cancer, etc. Given the biopharmacological properties of TQ and the importance of hypoxia as an important factor affecting physiological and pathological processes, this study was designed to investigate the effect of TQ under cobalt (II) chloride-mediated hypoxia on breast cancer and wound healing by evaluating the expression of SOX2, CDK4, c-MET, and DNMT1 genes in a breast cancer cell line (MCF7) and a normal fibroblastic cell line (HDF) that treated with these compounds.

    Materials and Methods

    In the present study, after the cultivation of MCF7 and HDF cell lines, each of the cells were divided into two groups. The treatment group was treated simultaneously with 500 ng/ml of TQ and 100 μM of cobalt (II) chloride for 24 h and the control group was only treated with cobalt (II) chloride. After incubation time, total RNA extraction, DNase I treatment, and cDNA synthesis were carried out and finally, the expression of target genes was examined by real-time PCR assay. In this study, relative threshold method was used to determine the amount of gene expression changes, and SPSS software and Student's t-test statistical method were used to find the significance of gene expression changes in the treated groups compared to the controls.

    Results

    The results showed that simultaneous treatment of MCF7 cells with TQ and cobalt (II) chloride significantly (P < 0.05) reduced the expression of CDK4, c-MET, and DNMT1 genes at about 4.35-, 1.89-, and 2.08-fold, respectively, compared to the control group. However, the treatment of MCF7 cells caused a limited increase in the expression of SOX2 at about 1.14-fold, which was not significant according to the significance level of ≥ 1.5. Moreover, simultaneous treatment of HDF cells with TQ and cobalt (II) chloride significantly increased c-MET gene expression by about 1.86-fold. In addition, the treatment of HDF cells caused a slight increase in the expression of CDK4 at about 1.26-fold, which was not significant according to the significance level of ≥ 1.5. Also, the expression of SOX2 and DNMT1 genes has decreased at about 1.28- and 1.32-fold in the treatment group compared to the control group, which were as not significant according to the significance level of  ≥ 1.5.

    Conclusion

    Overall, it can be concluded that TQ under cobalt (II) chloride-mediated hypoxia may inhibit breast cancer by inhibiting the expression of genes involved in proliferation and migration. In addition, due to the important role of fibroblasts in the wound healing process, TQ may help wound healing under hypoxic conditions by increasing the migration potential of fibroblast cells.

    Keywords: Thymoquinone, Cobalt (II) chloride, Gene expression, Breast cancer, Wound healing
  • L Soltani, T Mohammadi * Pages 215-234

    Nanotechnology is an emerging branch of science that is widely used in various fields including medicine. Nanoparticles (NPs) are produced by various compounds in size, shape, and different chemical properties, which can be used in a variety of biological and biomedical applications. Metal NPs are used widely in many fields and have various properties making them appropriate for use in medical applications.Zinc is an essential trace element for almost all living organisms. Due to possessing a significant role in versatile biological processes, including fetal development, natural growth, wound healing, metabolism, immunity, cognitive functions, sperm generation, bone mineralization, neurological, and enzymatic processes.In recent decades, zinc oxide NPs have been one of the most popular types of NPs with numerous biological applications due to their biocompatibility and low toxicity and are used in a wide range of commercial applications including applications in many different industries such as pharmaceuticals, textiles, dyes, rubber, tissue engineering, antibacterial agents, and anti-cancer. Nowadays, significant scientific interest has been directed toward the application of nanomaterials in the modulation of stem cell proliferation and differentiation for further application in regenerative medicine. Zinc is one of the most plentiful trace metals in the human body and was reported to be essential for the regeneration of bone. ZnO-NPs exhibit attractive antibacterial properties. Particular emphasis was given to bactericidal and bacteriostatic mechanisms with a focus on the generation of reactive oxygen species (ROS). ROS has been a major factor for several mechanisms including cell wall damage due to ZnO-localized interaction, enhanced membrane permeability, internalization of NPs due to loss of proton motive force, and uptake of toxic dissolved zinc ions.  ZnO NPs present certain cytotoxicity in cancer cells and induce cancer cell death via the apoptosis signaling pathway. This autophagy induction was positively correlated with the dissolution of ZnO NPs in lysosomes to release zinc ions, and zinc ions released from ZnO NPs were able to damage lysosomes, leading to impaired autophagic flux and mitochondria.ZnO nanostructures, featuring antimicrobial activity, osteogenesis, and angiogenesis, have been also combined with additive manufacturing technologies with the final aim of designing novel advanced hybrid scaffolds for tissue engineering.Zinc deficiency is positively correlated with diabetes and may also affect the progress of Type 2 diabetes. Several zinc complexes have been synthesized and proven to be effective in rodent models of diabetes.ROS are generated by metal oxide nanoparticles which considerably help in fibroblast proliferation. The interlinkage of the fibroblast cells and zinc oxide nanoparticles was impacted by the surface area and particle size of the nanoparticles. Zinc oxide nanoparticles dressing increases apoptosis, bacteria clearance, platelet activation, tissue necrosis, re-epithelialization, tissue scar formation, debris removal, angiogenesis, and stem cell activation through wound healing. Nanoparticle-based drug delivery systems (DDS) can overcome the aforementioned limitations by releasing the drugs in a slow and sustained manner and delivering them to the desired area of the body system. This article provides an overview of some of the research relating to the use of zinc oxide nanoparticles in biological sciences.

    Keywords: Zinc oxide, Nanotechnology, nanoparticles, Biological sciences
  • M Makvandian, M Azarnia *, E Amini, H Zeinali, A Niknejad Pages 235-247
    Aim

    One of main challenges in worldwide is increasing rate of depression and sexual dysfunction associated with antidepressant drug consumption. Regarding the role of Sertoli cells in spermatogenesis, this study investigated the effect of duloxetine on viability, apoptosis and expression of Bax and Cx43 (Connexin 43) expression in Sertoli cells.

    Material and Methods

    TM4 Sertoli cells were cultured in DMEM/F12 medium containing 2.5% FBS, 5% horse serum and 1% penicillin-streptomycin. Cells were treated with different doses of duloxetine (3.75, 7.5, 15, 30, 60 μg/ml) for 24 to 72 hours. MTT assay was performed to evaluate cell viability. The rate of apoptosis was measured by flow cytometry and RT-qPCR was performed to evaluate of Bax (proapoptotic gene) and Cx43 (essential for spermatogenesis) genes.

    Results

    Duloxetine reduced cell survival in a dose and time-dependent manner. On the basis of MTT data, IC50 was calculated as 15 μg/ml duloxetine (p≤0.05). TM4 cell apoptosis increased compared to the control group at a dose of 15 μg/ml duloxetine (p≤0.01). RT-qPCR results showed increased expression of Cx43 (p≤0.05) and Bax (p≤0.01) genes under the influence of duloxetine.

    Conclusion

    Considering the flow cytometry data and the increased expression of Bax, duloxetine may induce apoptosis in Sertoli cells and may be a negative and destructive factor for spermatogenesis process. On the other hand, by increasing the expression level of Cx43 gene, duloxetine increases the molecular communication via gap junctions between Sertoli cells and transmits apoptosis-promoting signals to spermatogenic cells which can influence spermatogenesis quantification.

    Keywords: Depression, Duloxetine, Sertoli cell, Apoptosis, Gap junctions