我好像挺长时间没有分享多热点的研究思路了,今天带大家大饱眼福~
今天带来的这篇文章是来自意大利的科研团队,再生医学方向,主要探讨了牙髓间充质干细胞(DPSCs)在低氧条件下分泌的可溶性因子对血管生成的影响,以及如何通过激活内皮细胞和极化M2样巨噬细胞来支持这一过程。这三大国自然热点是如何串联起来的,下面就跟我起看看吧!想做方案设计和数据分析的朋友直接滴滴我就可以了~
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题目:牙髓间充质干细胞(DPSCs)衍生的可溶性因子在缺氧条件下产生,通过内皮细胞激活和M2样巨噬细胞的生成支持血管生成
发表时间:2024.11
研究背景
细胞疗法已经成为一种革命性的工具,通过恢复足够的血管系统来修复受损组织。牙髓干细胞(DPSC)由于其易于生物获取、离体特性和支持血管生成的能力,在再生医学中得到了大量的探索。
研究思路
1)测试了在常氧(DPSC-CM Normox)或缺氧(DPSC-CM Hypox)条件下生产的牙髓干细胞条件培养基(DPSC-CM Hypox)通过其可溶性因子支持血管生成的能力。
2)利用分泌组蛋白阵列对CMs进行表征,然后进行体内和体外实验。
3)在体内实验中,DPSC-CMs与Ultimatrix海绵相关,并注射到裸鼠体内。
4)通过免疫组织化学、电镜和流式细胞术检测Ultimatrix,以评估内皮细胞、基质细胞和免疫细胞的存在。
5)在体外实验中,将DPSC-CMs用于人脐静脉内皮细胞(HUVECs),以测试其对细胞粘附、迁移、管形成的影响,以及其招募人CD14+单核细胞的能力。
主要结果
采用流式细胞术(FACS)、qPCR和BrdU检测表征DPSCs。结果显示,分离的DPSCs在所有测试的传代(P2, P5, P10, P20, P30)和三个供体(D1-3)中都保持了MSC(间充质干细胞)标记物CD90, CD105, CD73的表达,没有CD45+细胞(白细胞),EpCAM+细胞(上皮细胞)和CD31+细胞(内皮细胞)的污染。FACS结果通过qPCR分析得到证实,证实了CD90和CD105标记物的稳定表达,在所有传代(P2, P5, P10, P20, P30)和所有三个供体(D1-3)中均发现低水平的CD45,ALPL, DSPP。最后,与衰老相关的基因P16和P21的qPCR分析显示出相似的表达水平,这被类似的增殖能力(通过BrdU测定)所证实,独立于传代和供体。
来自DPSCs的CMs支持体内血管生成
在体内测试了DPSC-CM Normox或DPSC-CM Hypox在与Ultimatrix海绵结合时支持血管生成的能力。与DPSC-CM Normox相比,切除的Ultimatrix的形态学检查清楚地显示DPSC-CM Hypox的血管化程度更高。Drabkin的实验显示,与DPSC-CM Normox相比,DPSC-CM Hypox的血红蛋白水平和血管数量均显著增加。FACS结果证实,与DPSC-CM Hypox相比,DPSC-CM Hypox能够增加CD31+内皮细胞的募集,而两种CM制剂在募集CD45-基质细胞、CD45+白细胞、F4/80+巨噬细胞、CD80+M1和CD206+M2巨噬细胞方面的能力相似。
此外,超微结构分析证实了这些发现。
缺氧条件下DPSCs生成的CMs分泌组富含促血管生成和单核细胞募集/巨噬细胞分化因子
根据体内实验获得的结果,使用分泌组膜阵列表征了DPSC-CM Normox和DPSC-CM Hypox中存在的可溶性因子。在缺氧和缺氧条件下,DPSCs的形态没有改变。
通过分泌组分析,发现与DPSC-CM Normox相比,DPSC-CM Hypox中60.84%的因子上调,14.16%的因子下调,25%的因子分泌水平相似。在上调最多的可溶性因子中,发现了与血管生成(SDF1、IL-8、FGF4、FGF6、FGF9、VEGFD)、单核细胞募集(MCP1、MCP2、MCP3、MCP4、RANTES、GRO-α、I-309)和单核细胞向巨噬细胞分化(M-CSF、G-CSF、SCF)相关的分子。
来自DPSCs的CMs在体外功能上支持血管生成
分泌组分析显示,与DPSC-CM Normox相比,DPSC-CM Hypox中SDF-1、IL-6、IL-8、FGF蛋白家族成员(FGF4-6-9)和VEGF-D的含量增加。因此,测试了这两种CMs促进HUVECs血管生成的能力。发现DPSC-CM Normox和DPSC-CM Hypox在诱导HUVEC粘附在纤维连接蛋白上和迁移方面表现出相似的能力。
此外,当暴露于DPSC-CM Hypox或DPSC-CM Normox时,HUVEC(人脐静脉内皮细胞)能够增加不同促血管生成因子的表达,即VEGF-A、IL-8、CXCR4、IL-6、STAT-3。基于这些结果,通过Ultimatrix上的管形成实验测试了两种CMs对体外血管生成的功能支持能力。发现,与DPSC-CMs Normox相比,DPSC-CMs Hypox诱导HUVEC形成毛细血管样结构的能力增强。
来自DPSCs的CMs支持单核细胞募集和M2样巨噬细胞的极化
除了促血管生成因子的产生增加外,分泌组分析还显示,存在于DPSC-CM Hypox中的可溶性因子,如MCP蛋白家族成员(MCP-1 - 2-3 - 4)、RANTES、GRO-α和I-309参与单核细胞募集。还观察到DPSC-CM Normox和DPSC-CM Hypox都能提高人CD14+单核细胞的迁移活性。最后,分泌组分析还显示,DPSC-CM Hypox富含参与单核细胞向巨噬细胞分化的可溶性因子(M-CSF、G-CSF、SCF),或参与M2样巨噬细胞极化的可溶性因子(IL-4、IL-10、TGFβ1)。
文章小结
该研究通过体内外实验发现,使用来自DPSCs的可溶性因子作为再生医学中用于修复受损血管系统的无细胞装置的可行性,这是愈合和修复过程中至关重要的生物学事件。
这篇文章结合了缺氧、巨噬细胞、血管生成等热点方向,并综合运用多维度的研究方法为大家提供了高分文章的范例!我这里有很多与国自然有关的创新研究设计,有需要的宝子欢迎来询哦!