Effect of microgravity-cultured mesenchymal stem cells on capillaries for spinal cord ischemia-reperfusion injury

微重力培养间充质干细胞对毛细血管治疗脊髓缺血再灌注损伤的影响

基本信息

批准号：
21K11240
负责人：
黒瀬智之
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

脳や脊髄などの損傷症例に対して，間葉系幹細胞（MSC）を用いた再生医療が期待されている．その回復のためには、二次損傷の進行時や神経修復時に血管網の維持・新生が重要であるが、MSCが血管内皮細胞に及ぼす影響は不明である。5週齢のSDラットから脊髄を採取し、血管内皮細胞を分離して培養した。培養した内皮細胞は、血管内皮細胞マーカー発現をフローサイトメトリーで解析した。培養血管内皮細胞に対して、過酸化水素添加やアポトーシス誘導剤添加、低栄養環境での培養を行い、アポトーシスを誘導した。通常重力下で培養したラット骨髄由来MSC（1G-MSC）か模擬微小重力環境下で培養したMSC（MG-MSC）をPKH 67で染色後に、内皮細胞培養環境に加えて共培養を行った。24時間後、72時間後に細胞を回収し、トマトレクチンで血管内皮細胞を染め、Annexin Vを用いてアポトーシス細胞を染めてフローサイトメトリーで解析した。培養した脊髄由来の血管内皮細胞は、CD31、CD144陽性だった。アポトーシスを誘導するいずれの条件下でも、血管内皮細胞の生存率が低下し、アポトーシスを起こした細胞の比率が増加した。MSCを添加した共培養により、低栄養環境における血管内皮細胞の生存比率が増加し、アポトーシスの比率が減少した。MG-MSCの共培養が、1G-MSCの共培養よりもアポトーシス率を減少させた。これらの結果は、損傷した中枢神経系組織において、移植したMSCが損傷部付近における血管内皮の維持に貢献すること、MG-MSCが1G-MSCよりも高い治療効果を持つことが示唆された。

对于大脑和脊髓损伤的病例，使用间充质干细胞（MSC）再生医学。对于这种恢复，血管网络的维持和再生在继发性损伤和神经修复的过程中很重要，但是MSC对血管内皮细胞的影响尚不清楚。从5周大的SD大鼠中收集脊髓，并分离并培养血管内皮细胞。通过流式细胞仪分析培养的内皮细胞的血管内皮细胞标记表达。培养的血管内皮细胞通过过氧化氢（一种诱导细胞凋亡剂）培养，并在低营养环境中培养以诱导凋亡。在模拟的微重力环境下培养的正常重力或MSC（MG-MSC）培养的大鼠骨髓衍生的MSC（1G-MSC）用PKH 67染色，然后添加到内皮细胞培养环境中并共培养。 24小时后收获细胞，72小时后，用番茄蛋白染色血管内皮细胞，并用膜联蛋白V染色凋亡细胞，并通过流式细胞仪进行分析。来自脊髓的血管内皮细胞对CD31和CD144呈阳性。在诱导凋亡的任何条件下，血管内皮细胞的存活率降低，凋亡的细胞比例增加。与MSC相结合的共培养增加了在低营养环境中血管内皮细胞的存活率，并降低了凋亡的比率。 MG-MSC的共培养比1G-MSC的共培养降低了凋亡率。这些结果表明，在受损区域附近维持血管内皮的植入MSC的受损中枢神经系统组织中，MG-MSC的治疗作用高于1G-MSC。