VCAM-1 間葉系幹細胞を高効率に生成し、多面的に優れたシグネチャーを有し、再生不良性貧血マウスへの有効性を示した

High-efficient generation of VCAM-1 mesenchymal stem cells with multidimensional superiorities in signatures and efficacy on aplastic anaemia mice.

• Yimeng Wei
• Leisheng Zhang
• Ying Chi
• Xiang Ren
• Yuchen Gao
• Baoquan Song
• Chengwen Li
• Zhibo Han
• Lei Zhang
• Zhongchao Han

抄録

目的:

VCAM-1 間葉系幹細胞（MSC）は再生医療の有望な資源であることが縦断的な研究により明らかにされているが、有利な"廃棄"されたhUC-MSCsでは、遺伝子発現の豊富さは十分とは言えない。このように、大規模な臨床応用のためには、このサブ集団の特徴や生体機能を高効率に調製し、系統的に解析することが必要である。

OBJECTIVE: Longitudinal studies have indicated VCAM-1 mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) as promising resources in regenerative medicine, yet the abundance in gene expression is far from adequate in the advantaged and "discarded" hUC-MSCs. Thus, high-efficient preparation and systematic dissection of the signatures and biofunctions of the subpopulation is the prerequisite for large-scale clinical applications.

材料・方法:

私たちは、主にサイトカインを用いた大規模なVCAM-1 hUC-MSC生成（III-MSCs）のためのプログラミング戦略を活用しました。その後、細胞形態学、免疫フェノタイプ、細胞活力、多系統分化、全ゲノム解析、チューブ形成とMatrigelプラグアッセイ、リンパ球活性化と分化、再生不良性貧血（AA）治療のための全身移植など、多面的な解析を行った。

MATERIALS AND METHODS: We primarily took advantage of a cytokine-based programming strategy for large-scale VCAM-1 hUC-MSC generation (III-MSCs). Thereafter, we conducted multifaceted analyses including cytomorphology, immunophenotype, cell vitality, multilineage differentiation, whole-genome analysis, tube formation and Matrigel plug assay, lymphocyte activation and differentiation, and systemic transplantation for aplastic anaemia (AA) treatment.

結果:

本研究では、IL-1β, IL-4とIFN-γを併用することで、VCAM-1を高発現するIII-MSCsを得たが、これは未処理のhUC-MSCs（NT-MSCs）と同等の免疫型を示したが、細胞レベル、分子レベルで多次元的な優位性を示した。同時に、III-MSCsの全身注入は、臨床病理学的特徴を有意に改善し、最終的にAAマウスの造血再建と免疫調節を促進するのに役立ちます。

RESULTS: III-MSCs with high-proportioned VCAM-1 expression were obtained by combining IL-1β, IL-4 with IFN-γ, which exhibited comparable immunophenotype with untreated hUC-MSCs (NT-MSCs) but revealed multidimensional superiorities both at the cellular and molecular levels. Simultaneously, systemic infusion of III-MSCs could significantly ameliorate clinicopathological features and finally help facilitate haematopoietic reconstruction and immunoregulation in AA mice.

結論:

私たちは、マウスを用いた再生不良性貧血治療において、好ましいシグネチャーと有効性を有するIII-MSCsの大規模作製法を確立しました。その結果、III-MSCsは多面的な特徴を持った再生医療に有用な資源であることが示唆された。

CONCLUSIONS: We have established a high-efficient procedure for large-scale generation of III-MSCs with preferable signatures and efficacy upon aplastic anaemia in mice. Our findings suggested that III-MSCs were advantageous sources with multifaceted characteristics for regenerative medicine.

© 2020 The Authors. Cell Proliferation Published by John Wiley & Sons Ltd.