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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。

The application of mesenchymal stem cells (MSCs) in regenerative medicine is expected to be successful in the treatment of spinal injuries. It is important to maintain vascular network and regeneration during recovery and secondary injury, and the influence of MSC on vascular endothelial cells is unknown. After 5 weeks of culture, endothelial cells were isolated and cultured. Cultured endothelial cells Cultured vascular endothelial cells are cultured in a low nutrient environment, supplemented with peracidified water, and induced by various factors. The cells were cultured under normal gravity conditions from MSC (1G-MSC) to MSC (MG-MSC) under simulated microgravity conditions, and co-cultured under endothelial cell culture conditions after PKH67 staining 24 hours later, 72 hours later, the cells returned to normal, and Annexin V was used to analyze the cells. Cultured spinal cord derived vascular endothelial cells were positive for CD31 and CD144. Under these conditions, the survival rate of vascular endothelial cells decreased and the percentage of vascular endothelial cells increased. The survival rate of vascular endothelial cells increased and the survival rate decreased in the presence of MSC in co-culture and in low nutrient environment. The co-culture rate of MG-MSC and 1G-MSC was reduced. The results of this study are as follows: damage to central nervous system tissue, transplantation of MSC, contribution to vascular endothelial maintenance near the injury site, and maintenance of MG-MSC and 1G-MSC treatment effects.