間葉系間葉系細胞由来の因子は、ヒト皮膚細胞とコラーゲンの3D足場のコロニー化を促進する

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J. Cell. Mol. Med..2020 Jul;doi: 10.1111/jcmm.15507.Epub 2020-07-14.

間葉系間葉系細胞由来の因子は、ヒト皮膚細胞とコラーゲンの3D足場のコロニー化を促進する

Mesenchymal stromal cell-derived factors promote the colonization of collagen 3D scaffolds with human skin cells.

Raluca Tutuianu
Ana-Maria Rosca
Madalina Georgiana Albu Kaya
Vasile Pruna
Tiberiu Paul Neagu
Ioan Lascar
Maya Simionescu
Irina Titorencu

PMID: 32666712 DOI: 10.1111/jcmm.15507.

抄録

幹細胞技術の発展と生体材料の進歩との組み合わせにより、人工組織代替物を製造する新たな方法が切り開かれた。本研究では、間葉系間質細胞培養液（MSC-CM）の形で強力な栄養剤を添加することで、タイプIコラーゲンの細胞性多孔質足場の治療効果を向上させ、皮膚創傷治癒治療のための細胞性足場として使用できるかどうかを検討した。その結果、MSC-CMはケラチノサイトや線維芽細胞の付着性を維持し、ケラチノサイトの増殖を促進することが明らかになった。さらに、MSC-CMはケラチノサイトや内皮細胞に対して化学吸引性を有しており、これは栄養因子や血管新生因子を含んでいることに起因している。また、コラーゲン足場上で培養した真皮線維芽細胞を、MSC-CMの存在下で血清対照と比較した場合、コラーゲンIIIとIのmRNAの比率が2倍に増加した。さらに、α-平滑筋アクチン、メタロプロテアーゼ-1および2の組織阻害因子、マトリックスメタロプロテアーゼ-14の遺伝子発現が約2倍に有意に増加していた。以上のことから、MSC-CM に存在する因子は、ケラチノサイトの付着・増殖を維持し、線維芽細胞の治癒促進表現型を誘導することで、コラーゲン立体足場のコロニー化を改善していることが明らかになった。

The development of stem cell technology in combination with advances in biomaterials has opened new ways of producing engineered tissue substitutes. In this study, we investigated whether the therapeutic potential of an acellular porous scaffold made of type I collagen can be improved by the addition of a powerful trophic agent in the form of mesenchymal stromal cells conditioned medium (MSC-CM) in order to be used as an acellular scaffold for skin wound healing treatment. Our experiments showed that MSC-CM sustained the adherence of keratinocytes and fibroblasts as well as the proliferation of keratinocytes. Moreover, MSC-CM had chemoattractant properties for keratinocytes and endothelial cells, attributable to the content of trophic and pro-angiogenic factors. Also, for the dermal fibroblasts cultured on collagen scaffold in the presence of MSC-CM versus serum control, the ratio between collagen III and I mRNAs increased by 2-fold. Furthermore, the gene expression for α-smooth muscle actin, tissue inhibitor of metalloproteinase-1 and 2 and matrix metalloproteinase-14 was significantly increased by approximately 2-fold. In conclusion, factors existing in MSC-CM improve the colonization of collagen 3D scaffolds, by sustaining the adherence and proliferation of keratinocytes and by inducing a pro-healing phenotype in fibroblasts.