活性化された好中球を用いた培養後の再生への取り組みについては、様々な情報源から得られたMSCのサイトカイン動態から確認されています

Cytokine physiognomies of MSCs from varied sources confirm the regenerative commitment post-coculture with activated neutrophils.

• Ahmed Al-Hakami
• Saad Qaddah Alqhatani
• Sharaz Shaik
• Saaed Mohammed Jalfan
• Mohammed Saad Abu Dhammam
• Wejdan Asiri
• Abdullah Misfer Alkahtani
• Anantharam Devaraj
• Harish C Chandramoorthy

抄録

間葉系間葉系間質細胞(MSC)とパラクリンシグナルや免疫細胞との相互作用、およびその後の反応や再生への関与については理解されていない。本研究では、臍帯血(UCB)、歯髄(DP)、脂肪吸引材(LS)由来のMSCの活性化好中球に対する応答能力を比較した。サイトカインプロファイリング（インターロイキン-１α［ＩＬ-１α］、ＩＬ-２、ＩＬ-４、ＩＬ-６、ＩＬ-８、腫瘍壊死因子-α［ＴＮＦ-α］、インターフェロン-γIFN-γ]、トランスフォーミング成長因子-β[TGF-β]）、細胞増殖、骨原性分化パターンを評価した。その結果、LSMSCsは成熟した細胞表現型のため、TNF-αとIFN-γのレベルが高く、ほぼ同等のサイトカインプロファイルを示した。一方、リポ多糖(LPS)で直接活性化したMSCは、UCB MSCでは有意な細胞死を示し、他の2種類のMSCではわずかに高い細胞死を示した。さらに、好中球曝露後のMSCを骨形成分化のために誘導したところ、骨形成マーカー陽性のDPMSCsでは、LSやUCBではなく、骨形成マーカー陽性のDPMSCsが急速かつ有意にターンオーバーすることが確認された。さらに、IL-1αおよびTGF-βのmRNAおよびサイトカインレベルでの有意なターンオーバーが観察され、MSCがそれぞれ免疫細胞や好中球、LPSなどの細菌産生物と相互作用して分化に関与していることが示唆された。これらの結果から、解剖学的なニッチがなくても、MSCは多かれ少なかれ似たようなサイトカイン反応を示すことが示唆された。また、免疫学的な微小環境でのサイトカイン応答性の表現型から、細胞シグナルに応答して組織を分化・再生する表現型へと容易に切り替わることが示唆された。

The interaction of mesenchymal stromal cells (MSCs) with paracrine signals and immunological cells, and their responses and regenerative commitment thereafter, is understudied. In the current investigation, we compared MSCs from the umbilical cord blood (UCB), dental pulp (DP), and liposuction material (LS) on their ability to respond to activated neutrophils. Cytokine profiling (interleukin-1α [IL-1α], IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, tumor necrosis factor-α [TNF-α], interferon-γ [IFN-γ], transforming growth factor-β [TGF-β]), cellular proliferation and osteogenic differentiation patterns were assessed. The results showed largely comparable cytokine profiles with higher TNF-α and IFN-γ levels in LSMSCs owing to their mature cellular phenotype. The viability and proliferation between LS/DP/UCB MSCs were comparable in the coculture group, while direct activation of MSCs with lipopolysaccharide (LPS) showed comparable proliferation with significant cell death in UCB MSCs and slightly higher cell death in the other two types of MSC. Furthermore, when MSCs post-neutrophil exposure were induced for osteogenic differentiation, though all the MSCs devoid of the sources differentiated, we observed rapid and significant turnover of DPMSCs positive of osteogenic markers rather than LS and UCB MSCs. We further observed a significant turnover of IL-1α and TGF-β at mRNA and cytokine levels, indicating the commitment of MSCs to differentiate through interacting with immunological cells or bacterial products like neutrophils or LPS, respectively. Taken together, these results suggest that MSCs have more or less similar cytokine responses devoid of their anatomical niche. They readily switch over from the cytokine responsive cell phenotype at the immunological microenvironment to differentiate and regenerate tissue in response to cellular signals.

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