幹細胞研究と治療のジャーナル

概要

2Dペレットシステムよりも優れた軟骨分化能を実現する3Dアルギン酸カプセル化の開発

ターニャ・デブナス、ウシャ・シャリーニ、ラクシュミ・K・コナ、ヴィディアサーガル・JVS、スグナ・ラトナカール・カマラジュ、スマンラタ・ガダム、ラクシュミ・キラン・チェルリ

はじめに:関節軟骨の損傷は再生能力が低下しています。これは、損傷部位の血液供給が不足し、密な細胞外マトリックス内に軟骨細胞が広く分布しているためです。損傷した組織を再生するための代替戦略には、いくつかの軟骨細胞インプラントの外因性供給が必要です。軟骨細胞の濃縮において適切な組織培養方法を最適化するには固有の課題があり、そのためアルギン酸ハイドロゲルの使用が必要になります。さらに、ヒト由来脂肪幹細胞は、大きな局所欠損を治療するための理想的な組織源となります。
目的: 3Dアルギン酸ミクロスフェア中のヒト脂肪由来幹細胞 (hADSC) の分化能力、増殖および成長速度を調査しました。関節軟骨細胞の成長パターンもペレットシステムで研究しました。
方法:単離したhADSCおよび軟骨由来軟骨細胞を培養し、フローサイトメトリーおよび走査型電子顕微鏡 (SEM) で特性評価しました。細胞の生存率と適合性は、MTT、アネキシンV FITCアッセイを使用して研究されました。RT-PCRを使用して、軟骨形成調節を研究しました。
結果：アルギン酸マイクロスフィアに封入された均一に分布した細胞をSEMで画像化し、3回目の継代から多能性幹細胞表現型を発現しました。hADSCはアルギン酸マイクロスフィア内で代謝的に活性でした。軟骨からの軟骨細胞ペレット培養は、アルギン酸カプセル化と比較して成長の可能性が低いことが示されました。アポトーシスアッセイは、細胞増殖中のアルギン酸の安全性プロファイルを提供しました。アルギン酸スフィアでの培養期間全体を通じて、形質転換成長因子ベータ（TGF-β）、コラーゲンタイプ-X、軟骨オリゴマーマトリックスタンパク質（COMP）、コラーゲンタイプIIなどの軟骨特異的遺伝子の上方制御が観察されました。
結論：軟骨細胞表現型は、グリコサミノグリカン（GAG）多糖類が豊富なペレットシステムで保存されていました。さらに、hADSC はアルギン酸マトリックス内で増殖し、軟骨細胞系に分化することができます。したがって、足場設計としてアルギン酸に軟骨細胞を豊富に含むことが、大きな局所欠損の治療に役立つと考えられます。