Life Sci | iPSC衍生MSCs:血管生成能力不及骨髓MSCs,但在细胞治疗中更具优势!
发布日期:2025-01-23

近日,在Life Sci上发表了一篇名为”iPSC-derived mesenchymal stromal cells stimulate neovascularization less than their primary counterparts“的研究,聚焦于由骨髓间充质基质细胞(BM-MSCs)重编程得到的诱导多能干细胞(iPSCs)衍生的间充质基质细胞(iMSCs),对比了其与骨髓间充质基质细胞(BM-MSCs)对血管生成的影响。

研究发现,iMSCs在促进血管生成方面不如BM-MSCs,后者能更有效地刺激内皮细胞形成相互连接的血管结构。RNA测序显示,iMSCs共培养体系中表达的血管化相关基因显著低于BM-MSCs共培养体系。

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在本研究中,骨髓间充质基质细胞(BM-MSCs)取自患者的股骨头,通过穿刺获取后,在特定培养基中进行培养、传代和冻存。人脐静脉内皮细胞(HUVECs)则从脐带中提取,经过胶原酶消化等处理后,在明胶包被的培养瓶中进行培养。这种培养方式有助于维持HUVECs的内皮细胞特性,从而用于后续的血管生成实验。

诱导多能干细胞(iPSCs)由BM-MSCs通过重编程技术获得,并在适宜条件下培养以验证其多能性。在确认iPSCs的多能性后,细胞被传代用于进一步实验。随后,iPSCs被诱导分化为间充质基质细胞(iMSCs)。在分化过程中,通过特定阶段转换培养基来诱导分化,并在培养期间进行定期操作以确保细胞的质量和功能。

用骨髓间充质干细胞(BM-MSCs)或诱导多能干细胞衍生间充质干细胞(iMSCs)的新生血管形成测定

在实验方法方面,研究通过流式细胞术分析了CD29、CD73等表面标志物,以确定细胞的表型特征。在凝胶制备过程中,对人血浆纤维蛋白原进行了精心处理,并将其与细胞混合后注入微流控芯片中,随后进行孵育并补充培养基以维持细胞的生长环境。免疫荧光可视化与分析通过固定和染色芯片凝胶完成,并利用共聚焦显微镜成像,随后借助专业软件对血管结构进行量化分析。透射电子显微镜则对凝胶样本进行了复杂的处理,以观察细胞的超微结构。

从基因表达层面来看,RNA测序结果显示,BM-MSCs中血管化相关基因的表达水平远高于iMSCs。例如,BM-MSCs中血管生成素2 (angiopoietin 2)等关键促血管生成基因的表达显著高于iMSCs。进一步的基因本体(Gene Ontology, GO)分析和基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis, GSEA)表明,在iMSCs的共培养体系中,代谢和细胞分化相关基因显著上调,而在BM-MSCs的共培养体系中,有丝分裂、炎症和血管生成相关基因的表达则显著增加。

综上所述,尽管iMSCs和BM-MSCs存在基因和表观遗传的差异,但iMSCs在免疫调节和组织再生上仍然潜力巨大,其低促血管生成特性在骨关节炎、眼部退行性疾病和癌症等疾病治疗更具价值。此外,iMSCs因其制备不像BM-MSCs来源有限和供体年龄限制,可通过重编程实现大规模生产。这些特性使iMSCs成为一种有前景的替代细胞来源,能够克服原代MSCs在细胞获取、扩增和临床应用中的局限性。通过优化iMSCs的制备和应用策略,有望推动细胞治疗向精准化方向发展,为患者带来更多治愈的希望。

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