膠原蛋白 海昌 活動 英語

近年、組織工学は、機能細胞の送達、足場の支持、および生物学的活性分子の送達によって、損傷した器官または組織を回復させることを目指す、新しい野心的なアプローチとして浮上している1. この分野においてまだ克服されていない課題の1つは、in vivoでの細胞生存を改善するための濃縮された微小環境を作り出すことができる適切な生体材料足場を見出すことである. この問題に取り組むために、我々は、3つの異なるマトリックスMatrigel（Engelbreth-Holm-Swarm（EHS）腫瘍に由来する基底膜タンパク質の抽出物）、コラーゲンI（最も豊富なコラーゲンタイプである線維性細胞外マトリックスタンパク質）、およびPuramatrix（配列AcN-（RADA）4-CNH2を有する自己組織化ペプチド）2. これらのマトリックスは、ホタルルシフェラーゼ（Fluc）および構成的アクチンプロモーターの下で強化緑色蛍光タンパク質（eGFP）（BM-MSCsFluc / eGFP ）を構成的に発現するL2G85トランスジェニックマウスから単離された骨髄由来間葉系幹細胞. 縦方向生物発光イメージング（BLI）を用いて、本発明者らは、マトリゲルとBM-MSCsFluc / eGFP との組み合わせが最良の長期生存率を有することをここに実証する. 現在、2つの重大な問題は、細胞ベースの組織工学の分野、すなわち、（1）移植された細胞の生存不良および（2）細胞運命をモニターするための非侵襲モダリティの欠如. この研究では、生体材料の足場は、新しい環境に完全に組み込むことができるまで、播種された細胞の生体力学的および構造的特性を提供することができ、BLIは生きた被験者における異なるバイオマトリックスの有効性を画像化する. 我々は、Matrigel（BD Biosciences、San Jose、CA）、Collagen I（BD Biosciences、San Jose、CA）およびPuramatrix（BD Biosciences、San Jose、CA）を含む3つの一般的なバイオマトリックスを評価した。. 我々はBM-MSCsFluc / eGFP に焦点を当てた。これらの細胞は、筋肉、肝臓、脳および上皮系統のような多くの臨床的に関連する細胞型に分化する可能性があるからである3,4. 成熟雄性L2G85トランスジェニックFVBマウス（n = 6）からBM-MSCsFluc / eGFP を修飾プロトコール5,6を用いて単離した. 蛍光顕微鏡法は、BM-MSCsFluc / eGFP の典型的な間葉系紡錘形形態を示した（図1a）. 培養細胞のエクスビボでのBLIは、細胞数とFlucシグナル活性との間に強い相関を示した（r2 = 0. 98）、これはBLIがin vivoで細胞運命を追跡するのに使用できることを示唆している（図1b）. 細胞特性を、LSRフローサイトメトリー（Becton Dickinson Immunocytometry Systems）およびFlowJo分析ソフトウェア（TreeStar、San Carlos、CA）によってさらに分析し、. これらの細胞は、CD44およびCD90などの高レベルのMSC特異的マーカーを発現したが、造血幹細胞および白血球上に存在するCD34およびCD45マーカーに対して陰性であった（図1c）. 全体的に、BM-MSCsFluc / eGFP に見られる細胞表面マーカーのパターンは、他の研究で報告されたものと一致した4,7. さらに、異なる培養基の存在下で同じ培養条件で48時間培養した後のBM-MSCGFP / Fluc 形態の有意な変化はない（図1d）. インビボでの異なるバイオマトリックスにおける幹細胞生存率を評価するために、（i）対照としてのPBS、（ii）マトリゲル単独、（iii）コラーゲンIのみ、（iv）PuramatrixでMSCsFluc / eGFP （v）Matrigel、Collagen IおよびPuramatrix（すべての群について20μlの総量）の等しい混合物で、. 細胞およびバイオマトリックスを、5つの異なる部位で成人の無胸腺ヌードマウス（n = 10）の背部に皮下移植した. 移植後、Xenogen In Vivo Imaging System（IVIS; Xenogen、Alameda、CA）を用いてマウスを繰り返し画像化し、. BLIは1分間隔で取得され、活性は8分前に記載されているように1センチメートル/秒（p / s / cm 2 / sr）の光子/秒として表された. 細胞移植後2時間（0日）以内に、5つの群のBLIシグナル（平均SD）は同様であった：5. 興味深いことに、5ヵ月間のフォローアップ後、Matrigelおよび混合群（5〜9％）の細胞シグナルは、他の群（Matrigelおよび混合群のすべてのPFluc / eGFP . コラーゲンI、PuramatrixおよびPBS対照群では、MSCsFluc / eGFP の数が少なかった（図2c）. 要約すると、我々は、マトリゲル支持幹細胞移植は、細胞単独（PBS対照）または他のマトリックス（コラーゲンIおよびPuramatrix）で支持された細胞より優れていることを実証した. これは、様々な増殖因子を放出し、細胞播種および分化のための構造的支持を提供することが知られているマトリゲル基底膜マトリックスの特別な特性に起因する可能性がある9. これらのデータは、異所性部位内で起こる移植細胞の喪失は、それらの新しい環境において細胞が付着して発達するのに必要な適切な細胞外マトリックス成分の欠如の可能性が高いという考えを支持する. 本発明者らは、インビボでの高スループットBLIを実施することにより、生着経路の縦方向および生着細胞の増殖を評価することに成功した. この技術は、同じ動物内で縦方向の情報を提供することができない細胞移植の従来の組織学ベースの評価よりも優れています10. 組織工学の臨床的可能性を十分に理解するためには、生着細胞および/または組織の生存能力の慎重なin vivo評価が必要となる. バイオマトリックスとイメージング技術の両方をさらに最適化して検証することで、この急成長する刺激的な分野の発展が促進されます. Wagers AJ、Sherwood RI、Christensen JL、et al. Jiang Y、Jahagirdar BN、Reinhardt RL、et al.