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間葉系幹細胞由来の細胞外小胞との比較：間葉系幹細胞由来の細胞外小胞の免疫抑制作用の検討
Immunosuppressive properties of cytochalasin B-induced membrane vesicles of mesenchymal stem cells: comparing with extracellular vesicles derived from mesenchymal stem cells.
PMID: 32612100 PMCID: PMC7330035. DOI: 10.1038/s41598-020-67563-9.
抄録
間葉系幹細胞（MSC）由来の細胞外小胞は、再生・免疫抑制療法の新たなアプローチとして注目されています。最近では、チトカラシンB誘導性マイクロベシクル（CIMV）が有効な薬物送達メディエーターであることが示されているが、その免疫機能についてはほとんど知られていない。しかし、その免疫学的特性についてはほとんど知られていない。私たちは、これらの小胞の免疫型や分子組成がCIMVの治療効果に寄与する可能性を提案しています。この問題を解決するために、マウスMSC（CIMVs-MSCs）からCIMVを作製し、そのサイトカイン含量と表面マーカーの発現を調べた。その結果、CIMVs-MSCsが親MSCの表現型（Sca-1, CD49e, CD44, CD45）を保持していることを初めて明らかにした。また、CIMVs-MSCsは、IL-1β、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-9、IL-10、IL-12(p40)、IL-13、IL-17、CCL2、CCL3、CCL4、CCL5、CCL11、G-CSF、GM-CSF、TNF-αを含む、親MSCを反映するサイトカインレパートリーを有していることを明らかにした。次に、標準的な前臨床試験を用いて、CIMVs-MSCsのin vivoでの免疫調節特性を評価した。ＭＳＣｓおよびＣＩＭＶｓ-ＭＳＣは、抗シープ赤血球抗体の血清レベルを減少させ、好中球および腹膜マクロファージ活性には限定的な効果を有する。MSCs、CIMV、EVの免疫調節効果を比較した。天然EVを前処理したマウスでは免疫抑制は認められなかったが、MSCsとCIMVs-MSCsは生体内で抗体産生を抑制した。さらに、CIMVs-MSCsの生体内分布を調べたところ、CIMVs-MSCsは静脈内注射の48時間後に肝臓、肺、脳、心臓、脾臓、腎臓に局在し、皮下および筋肉内注射の14日後に検出されることを実証した。これらのデータは、CIMVsの免疫調節効果を示しており、有効な治療法としての前臨床試験を支持するものである。
Extracellular vesicles derived from mesenchymal stem cells (MSCs) represent a novel approach for regenerative and immunosuppressive therapy. Recently, cytochalasin B-induced microvesicles (CIMVs) were shown to be effective drug delivery mediators. However, little is known about their immunological properties. We propose that the immunophenotype and molecular composition of these vesicles could contribute to the therapeutic efficacy of CIMVs. To address this issue, CIMVs were generated from murine MSC (CIMVs-MSCs) and their cytokine content and surface marker expression determined. For the first time, we show that CIMVs-MSCs retain parental MSCs phenotype (Sca-1, CD49e, CD44, CD45). Also, CIMVs-MSCs contained a cytokine repertoire reflective of the parental MSCs, including IL-1β, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-12(p40), IL-13, IL-17, CCL2, CCL3, CCL4, CCL5, CCL11, G-CSF, GM-CSF and TNF-α. Next, we evaluated the immune-modulating properties of CIMVs-MSCs in vivo using standard preclinical tests. MSCs and CIMVs-MSCs reduced serum levels of anti-sheep red blood cell antibody and have limited effects on neutrophil and peritoneal macrophage activity. We compared the immunomodulatory effect of MSCs, CIMVs and EVs. We observed no immunosuppression in mice pretreated with natural EVs, whereas MSCs and CIMVs-MSCs suppressed antibody production in vivo. Additionally, we have investigated the biodistribution of CIMVs-MSCs in vivo and demonstrated that CIMVs-MSCs localized in liver, lung, brain, heart, spleen and kidneys 48 h after intravenous injection and can be detected 14 days after subcutaneous and intramuscular injection. Collectively our data demonstrates immunomodulatory efficacy of CIMVs and supports their further preclinical testing as an effective therapeutic delivery modality.