ヒト間葉系幹細胞のサイトカラシンB誘導膜小胞の血管新生活性

Angiogenic Activity of Cytochalasin B-Induced Membrane Vesicles of Human Mesenchymal Stem Cells.

• Marina O Gomzikova
• Margarita N Zhuravleva
• Vyacheslav V Vorobev
• Ilnur I Salafutdinov
• Alexander V Laikov
• Sevindzh K Kletukhina
• Ekaterina V Martynova
• Leysan G Tazetdinova
• Atara I Ntekim
• Svetlana F Khaiboullina
• Albert A Rizvanov

抄録

シトカラシンB誘導膜小胞（CIMVs）は、治療薬の送達のためのビヒクルとして使用されることが示唆されている。しかし、ヒト間葉系幹／幹細胞（MSC）由来のCIMVs（CIMVs-MSCs）の血管新生活性と治療効果は不明のままである。

The cytochalasin B-induced membrane vesicles (CIMVs) are suggested to be used as a vehicle for the delivery of therapeutics. However, the angiogenic activity and therapeutic potential of human mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) derived CIMVs (CIMVs-MSCs) remains unknown.

目的:

本研究の目的は、CIMVs-MSCsの形態、サイズ分布、分子組成、および血管新生特性を解析することであった。

OBJECTIVES: The objectives of this study were to analyze the morphology, size distribution, molecular composition, and angiogenic properties of CIMVs-MSCs.

方法:

CIMVs-MSCの形態を走査型電子顕微鏡で解析した。プロテオミクス解析、マルチプレックス解析、免疫染色を用いて、CIMVs-MSCsの分子組成を特徴付けた。CIMVs-MSCsが媒介するドナーからレシピエント細胞への表面タンパク質の移行は、免疫染色と共焦点顕微鏡を用いて実証された。CIMVs-MSCsの血管新生能は、Matrigelマトリックスと混合したCIMVs-MSCsの皮下移植というin vivoアプローチを用いて評価した。

METHODS: The morphology of CIMVs-MSC was analyzed by scanning electron microscopy. The proteomic analysis, multiplex analysis, and immunostaining were used to characterize the molecular composition of the CIMVs-MSCs. The transfer of surface proteins from a donor to a recipient cell mediated by CIMVs-MSCs was demonstrated using immunostaining and confocal microscopy. The angiogenic potential of CIMVs-MSCs was evaluated using an in vivo approach of subcutaneous implantation of CIMVs-MSCs in mixture with Matrigel matrix.

結果:

ヒトCIMVs-MSCsは、成長因子、サイトカイン、ケモカインなどの親MSCの含有量を保持しています。EGF、FGF-2、エオタキシン、TGF-α、G-CSF、Flt-3L、GM-CSF、フラクタルカイン、IFNα2、IFN-γGRO、IL-10、MCP-3、IL-12p40、MDC、IL-12p70、IL-15、sCD40L、IL-17A、IL-1RA、IL-1a、IL-9、IL-1b、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IP-10、MCP-1、MIP_1a、MIP-1b、TNF-α、TNF-β、VEGF。CIMVs-MSCsはまた、親ヒトMSCに類似した表面受容体（CD90、CD29、CD44、CD73）の発現を有する。さらに、CIMVs-MSCsは、インビトロで標的細胞の表面に膜受容体を移行させることができた。最後に、CIMVs-MSCsは成人ラットに皮下注射した後、生体内で血管新生を誘導することができた。

RESULTS: Human CIMVs-MSCs retain parental MSCs content, such as growth factors, cytokines, and chemokines: EGF, FGF-2, Eotaxin, TGF-α, G-CSF, Flt-3L, GM-CSF, Fractalkine, IFNα2, IFN-γ, GRO, IL-10, MCP-3, IL-12p40, MDC, IL-12p70, IL-15, sCD40L, IL-17A, IL-1RA, IL-1a, IL-9, IL-1b, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IP-10, MCP-1, MIP_1a, MIP-1b, TNF-α, TNF-β, VEGF. CIMVs-MSCs also have the expression of surface receptors similar to those in parental human MSCs (CD90, CD29, CD44, CD73). Additionally, CIMVs-MSCs could transfer membrane receptors to the surfaces of target cells in vitro. Finally, CIMVs-MSCs can induce angiogenesis in vivo after subcutaneous injection into adult rats.

結論:

ヒトCIMVs-MSCsは、親のMSCと同様の含有量、免疫フェノタイプ、血管新生活性を有している。このことから、ヒトCIMVs-MSCsは変性疾患の無細胞治療に利用できる可能性があると考えています。

CONCLUSIONS: Human CIMVs-MSCs have similar content, immunophenotype, and angiogenic activity to those of the parental MSCs. Therefore, we believe that human CIMVs-MSCs could be used for cell free therapy of degenerative diseases.