Effect of melatonin on osteogenic, neurogenic, adipogenic, chondrogenic, myogenic and odontogenic differentiation of human tooth germ stem cells

Abstract

Kök hücre uygulamalarının, nörodejeneratif hastalıklar, diyabet, dejeneratif kas hastalıkları, osteoporoz, yanık, inflamasyon, travma ve yaralanmalar gibi birçok hastalığın tedavisi için popüler ve umut verici bir yaklaşım olduğu gösterilmiştir. Mezenkimal kök hücre özelliklerine sahip olan insan diş germ kök hücrelerinin, yüksek çoğalma ve farklılaşma kapasitesine sahip olan önemli bir yetişkin kök hücre kaynağı olduğu kanıtlanmıştır. İnsanda beyin epifizi tarafından üretilen melatoninin, vücuttaki diğer birçok işlevinin yanı sıra insan ve fare mezenkimal kök hücrelerinin çeşitli hücre hatlarına farklılaşması üzerinde de etkili olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmada melatoninin insan diş germ kök hücrelerinin kemik, nöron, yağ, kıkırdak, kas ve diş hücrelerine farklılaşması üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Melatoninin bu hücrelerin canlılığını artırdığı tespit edilmiştir. Elde ettiğimiz sonuçlara göre melatonin insan diş germ kök hücrelerinin kemik, nöron, kıkırdak, kas ve diş hücrelerine farklılaşma yeteneğini artırırken bu hücrelerin yağ hücresine dönüşme yeteneğini azaltmaktadır. Sonuçlar melatoninin insan diş germ kök hücrelerinin farklılaşması için önemli bir potansiyele sahip olduğunu ve adipojenez üzerindeki etkilerinden dolayı obezite tedavisinde kullanılabilmesinin yanı sıra yenileyici tedavi uygulamalarında da melatoninden yararlanılabileceğini göstermektedir.

Stem cell based applications have become a popular and promising approach for therapy of a number of disorders including neurodegenerative disorders, diabetes, degenerative muscle diseases and osteoporosis as well as trauma, inflammations, burns and injuries. Human tooth germ stem cells are an adult stem cell source, which have mesenchymal stem cell properties and show high proliferative and differentiation capacity. Melatonin, a hormone produced mainly by pineal gland in humans, are demonstrated to regulate differentiation of human and mouse mesenchymal stem cells into various cell lineages besides its other functions in the body. In this study, the effects of melatonin on osteogenic, neurogenic, adipogenic, chondrogenic, myogenic and odontogenic differentiation of human tooth germ stem cells have been investigated. The results showed that melatonin increases the viability of cells. It significantly increases osteogenic, neurogenic, chondrogenic, myogenic and odontogenic of the cells whereas it decreases adipogenic differentiation capability. These results suggest that melatonin has a great potential to increase differentiation capacity of human tooth germ stem cells and might be used in regenerative therapy applications involving stem cell differentiations besides defining potential treatments for obesity because of its suppressor effects on adipogenesis.