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。 2010年4月26日,5 (4):e10088。
doi: 10.1371 / journal.pone.0010088。

一种新的间充质干细胞(MSC)范式:极化为促炎的MSC1或免疫抑制的MSC2表型

露丝小号沃特曼1, 苏珊娜L Tomchuck, 萨拉大号Henkle, 艾琳M贝当古
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一种新的间充质干细胞(MSC)范式:极化为促炎的MSC1或免疫抑制的MSC2表型

露丝小号沃特曼et al。 公共科学图书馆·一。 。
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背景:本实验室等报道特异性toll样受体(TLRs)的刺激影响人多能间充质基质细胞(hMSCs)的免疫调节反应。toll样受体识别“危险”信号，它们的激活导致深刻的细胞和系统反应，调动先天和适应性宿主免疫细胞。触发tlr的危险信号在大多数组织病变后都会释放出来。由于危险信号将免疫细胞招募到损伤部位，我们推断hMSCs可能以类似的方式被招募。事实上，我们发现hMSCs表达多种tlr(如TLR3和TLR4)，它们的迁移、侵袭和免疫调节因子的分泌都受到特异性tlr激动剂作用的显著影响。特别是，我们注意到通过低水平、短期tlr启动方案，TLR3刺激与TLR4刺激对hMSCs的不同影响。

主要结论：在这里，我们通过的hMSCs的具体TLR吸上免疫功能的调节作用扩展我们的研究，并根据我们的发现，提出的hMSCs一个新的范例取用了从单核细胞文献。具体地，可以的hMSCs通过下游TLR信号被极化为两个我们在这里列为MSC1和MSC2均匀作用的表型。这个概念从我们的观察来了TLR4致敏的hMSCs，或MSC1，主要是阐述炎症介质，而TLR3致敏的hMSCs，或MSC2，表达大多免疫抑制的。此外，与外周血单核细胞（PBMC）TLR-引发MSC的同种异体共培养物可预测导致抑制T淋巴细胞活化以下MSC2共培养，并容许T淋巴细胞活化中的共培养与MSC1。

意义：我们的研究提供了一个解释，一些对TLR刺激和对干细胞的免疫调节性质及其下游影响的净效应发生冲突的报道。我们进一步认为，MSC极化提供了一个方便的方式来呈现细胞的这些异类的准备更均匀，同时引入一个新的方面来研究，以及提供了一个重要的方面来考虑当前的干细胞疗法的改进。

利益冲突声明

利益争夺：作者声明没有竞争的利益存在。

数字

图1
图1所示。MSC1与MSC2的不同之处在于其免疫调节剂的分泌。
A.数据显示TLR3-primed hMSCs (MSC2)的已知免疫抑制因子表达增加，而TLR4-primed hMSCs (MSC1)的表达没有增加。 方法:MSCs用TLR激动剂预处理1小时(MSC1用LPS处理，MSC2用poly(I∶C)处理)，再清洗和培养48小时，收集用过的培养基并进行生物细胞因子分析(人组I和组II;Bio-Rad, Hercules, CA)按照制造商的说明操作。数据由定量比较CT(阈值)方法提供。误差条显示SEM。数据代表了5个MSC供体的三次测量。B.数据暗示TLR3直接诱导IP10 (CCL10)和RANTES (CCL5)分泌。 方法:的hMSC用PZERO-hTLR3和PZERO-hTLR4（InvivoGen Corporation制）转染，使用250ng的质粒/ 1×106细胞（的Nucleofector）。从每个转染细胞未处理或者用TLR3和TLR4激动剂刺激1个小时洗涤，并温育48小时。收获条件培养基并分析在一个。转染效率为30-35%。数据代表了3个MSC供体的三次测量。
图2
图2.短期TLR刺激促进的hMSC的迁移。
数据显示，短期TLR吸能刺激迁移。与此相反，由CCL5（RANTES）和TNFα治疗需要增强的迁移24小时温育。 方法：迁移的hMSC通过跨孔迁移测定预温育与TLR配体，CCL5（150毫微克/毫升），或TNFα（1纳克/毫升）1或24小时后，在装船前检查在基质胶包被的插入物。过夜温育后，向化学引诱物血清迁移可视化，并通过荧光显微镜记录。迁移通过计数在一式三份孔除去未迁移细胞后剩余荧光标记的细胞的数目从所获得的显微照片进行定量。条形图归一化至未接触过抗原的细胞所获得的结果。误差条显示SEM。(n = 6).
图3
图3。TLR3激活抑制骨和脂肪分化。
在hMSCs中，TLR4的激活促进骨分化，抑制脂肪分化。 方法:在TLR3和TLR4配体的存在下诱导(+)hMSCs分化，4周潜伏期后用已建立的方法进行分化标记染色。未处理的hMSCs (untx)被诱导(+)或不诱导，作为实验对照。(n > 3)
图4
图4。tlr3 -引的hMSCs沉积的纤维连接蛋白更多，而tlr4 -引的hMSCs沉积的胶原更多。
A.数据表明，tlr4引物的细胞沉积的I/II型胶原是tlr3引物的两倍，纤维连接蛋白是tlr3引物的一半。B.显微图的密度计分析。A.左侧条形图(灰色)为I/II型胶原，右侧条形图(黑色)为归一化到背景吸光度的纤连蛋白结果。 方法:hMSCs在室载玻片上生长至70%合流，配体为:1 mM poly(I∶C) (TLR3)或10 ng/mL LPS (TLR 4)处理1小时，再孵育24小时后固定。将tlr引物或未引物的hMSCs接种在室载玻片上(抗体来自Chemicon International、CA、hu纤连蛋白MAB1926和I/II胶原MAB3391)固定和膜透性后进行ECM抗体染色。作为对照，一抗在染色过程中被省略(数据未显示，n>6)。用ImageJ软件对显微照片进行密度计分析。
图5
图5.转化生长因子（TGF-β1和3）表达在TLR3致敏的MSC减少与测量的水平为TLR4引发的和未涂底漆的MSC进行比较。
TGF inhibitor 2水平较小，但两种处理均进一步抑制。 方法:在收获用于TGF用过的培养基的MSC预处理1个小时与TLR4激动剂（LPS为MSC1）或TLR3激动剂（聚（I:C）为MSC2），洗涤，并再培养48小时前β检测。TGFβ（Luminex®珠免疫测定试剂盒，LINCOplex自Millipore）1，2和3通过Luminex免疫测定进行检测。数据表示一式三份测量结果与6个hMSC的捐助者。误差条显示SEM。*p <0.005与未启动的间充质干细胞比较。
图6
图6。SMAD3的表达和激活(phosphoSMAD3, pSMAD3)，以及SMAD7在hMSCs中的表达。
A.数据显示，SMAD3在tlr4引的(核pSMAD3增加)中被激活，而在tlr3引的hMSCs中不被激活。黄色箭头表示放大的细胞核。B. SMAD7表达是在TLR3刺激hMSCs后诱导的，而不是TLR4刺激。 方法:的hMSC生长在腔室玻片至70％汇合，TLR-底漆和以前一样，和用于固定前24小时进一步孵育。如在方法中表示进行SMAD3，SMAD7和phosphoSMAD3抗体染色。有代表性的5个被测试的hMSC捐赠者的显微照片。
图7
图7。Jagged 1和Jagged 2在hMSCs中的表达。
A.数据显示，在TLR4-primed的hMSCs中，Jagged 1表达升高，在核周围，并集中在边缘，而在TLR3-primed的hMSCs中则没有。黄色箭头表示放大的细胞核。B. TLR4刺激hMSCS后，Jagged 2在tlr3诱导的hMSCS中呈弥散性表达，且在核周和核内体中表达增加。 方法:与之前一样，hMSCs在tlr引物浓度为70%的载玻片上生长，并在固定前进一步孵育24小时。按照方法进行Jagged 1和Jagged 2抗体染色。有代表性的5个被测试的hMSC捐赠者的显微照片。
图8
图8。MSC1与MSC2在炎症介质的表达上不同。
数据显示出增加的已知免疫抑制效应的表达等吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）和前列腺素E2（PGE2）由TLR3致敏但不是TLR4致敏的hMSCs。 方法:MSCs用TLR激动剂预处理1小时(MSC1用LPS处理，MSC2用poly(I∶C)处理)，清洗后再培养48小时，收集用于PGE的培养基2检测。铂族元素2用市售ELISA测定（Cayman Chemical公司，MA）进行测定。为IDO测量，如所述涂底漆的MSC，再温育6小时收获之前的RNA和实时PCR测定。数据由定量比较CT(阈值)方法提供。误差条显示SEM。n> 3具有至少4个不同的hMSC供体。
图9
图9。MSC1支持PBMC (T细胞)激活，而未启动的MSCs和MSC2则抑制其激活。
数据显示，当同种异体骨髓间充质干细胞被刺激(骨髓间充质干细胞*)，并与未处理的间充质干细胞(A)、MSC1 (B)或MSC2 (C)共培养时，T细胞的活化情况存在差异(红色箭头)。MLMR共培养实验中Jagged 1和SMAD7的表达MSC1 (TLR4-primed)与MSC2 (TLR3-primed)及未引物培养相比，MLMR检测中锯齿状1表达升高。相比之下，与MSC1相比，MSC2中SMAD7表达升高，且未进行引物试验培养。9 d。CD45+非贴壁者中Jagged 1和SMAD7的表达 hPBMCs 在MLMR实验结束时收集。9 e。CD90+贴壁中Jagged 1和SMAD7的表达 hMSCs 在MLMR实验结束时收集。 方法:外周血单核细胞（PBMC）中的T细胞用1μg的CD3 / CD28抗体的珠子，用荧光标记物（CFSE）标记前，以监测它们的活化或细胞分裂过度激活，并在10时01比装载在hMSCs的。所述的hMSCs均未经处理的，涂有底漆1个小时与TLR-4（MSC1），或TLR3（MSC2）激动剂，在培养基中洗涤，并装载有PBMC分离。共培养的大于72小时后，将CFSE标记的PBMC从粘附的MSC收获，用碘化丙啶染色以门，用于活细胞，并通过流式细胞术测量。未染色的细胞和PBMC中不与担任在测定对照抗体激活。Data are expressed as change from the % T cell activation obtained for CD3/CD28 antibody –activated PBMCs not co-cultured with MSCs = 100. Error bars indicate SEM. Data are averages of triplicate determinations with 5 MSC donors and 2 PBMC donors.
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参考文献

    1. 阿卜迪R，菲奥里纳P，阿德拉CN，阿特金森男，Sayegh MH。间充质干细胞的免疫调节：1型糖尿病的一个潜在的治疗策略。糖尿病。2008; 57：1759年至1767年。-PMC-考研
    1. Prockop DJ。成体干细胞/祖细胞修复组织:争议、误解和不断变化的范式。摩尔。2009;17:939 - 946。-PMC-考研
    1. AGGARWAL S，Pittenger MF。人类骨髓间充质干细胞异体调节免疫细胞的反应。血液。2005; 105：1815年至1822年。-考研
    1. 菲尼DG，Kopen G，点对点W，韦伯斯特S，Tremain N，等人。在生长特性和人骨髓基质细胞成骨潜力供体的变化。细胞与生物化学。1999; 75：424-436。-考研
    1. 瑞安JM巴里FP，墨菲JM，马洪BP。间充质干细胞避免异体排斥反应。ĴInflamm（林斯顿）2005; 2：8。-PMC-考研

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