纤维细胞是一种独特的人口显示一个独特的细胞表面表型(血源性细胞胶原蛋白+/ CD11b+/ CD13+/ CD34+/ CD45RO+/ MHC II级+/ CD86+),表现出强大的免疫刺激性的活动。循环纤维细胞迅速进入网站的组织损伤,表明这些细胞在伤口修复的重要作用。然而,监管流程,控制血源性纤维细胞的分化和背后机制这些细胞迁移到伤口网站目前不清楚。我们报告此,体外培养的纤维细胞CD14可以区分+纯度的浓缩铀的单核细胞的人口和与T细胞,这个过程需要联系。此外,我们表明,TGF-β1 (1 - 10 ng / ml),一个重要的纤维发生的伤口愈合和生长调节细胞因子参与,增加了培养纤维细胞的分化和功能活动。因为纤维细胞的组织损伤,我们检查的作用在纤维细胞贩运趋化因子和趋化因子受体的相互作用。我们表明,二级淋巴趋化因子,CCR7趋化因子受体的配体,作为一个强有力的刺激纤维细胞趋化作用体外和注射纤维细胞的导航网站的皮肤组织损伤体内。最后,我们证明了分化,培养纤维细胞表达α平滑肌肌动蛋白和合同胶原蛋白凝胶体外,愈合myofibroblasts的两个特征。这些数据的控制提供重要的见解纤维细胞分化和贩卖在组织修复和显著扩大他们在伤口愈合过程中潜在的角色。

成纤维细胞,这取决于他们的组织激活源和刺激,是一个异构的细胞类型表现出不同的功能。成纤维细胞在伤口愈合过程是必不可少的。伤口成纤维细胞的概念来源于外周血细胞可以追溯到近100年前(审查裁判。1)。自那时以来,许多研究报道外周单核细胞的分化成纤维母细胞。

1994年,一个独特的人口血源性纤维母细胞迅速输入描述了组织损伤的网站(2)。称为纤维细胞,这些细胞占0.1 -0.5%的nonerythrocytic细胞在外周血和显示一个附着,在体外培养时,纺锤状形态。成纤维细胞培养纤维细胞表达产品胶原蛋白(Col)3我坳三世,纤连蛋白,以及白细胞共同Ag (CD45RO) pan-myeloid Ag (CD13),造血干细胞Ag (CD34)。此外,纤维细胞表达MHC II类和costimulatory分子(CD80和CD86)和有能力Ag)在体外和体内3,4)。的形态、生长特性、细胞表面标记,纤维细胞似乎不同于单核细胞/巨噬细胞、树突细胞和其他已知的APC类型。培养纤维细胞不表达典型的单核细胞/ macrophage-specific或B细胞标记(如CD14、CD16或CD19),也不表达典型的树突状细胞表面蛋白或其前驱物(如CD1a CD10、CD25和CD38)。此外,纤维细胞从外周血分离和培养体外分泌一种独特的细胞因子、生长因子、趋化因子(5)。

基于他们在伤口的存在及其分泌的促炎细胞因子,趋化因子和细胞外基质蛋白,纤维细胞被假定在伤口愈合和结缔组织的形成中发挥作用。虽然初步研究中执行sex-mismatched骨髓嵌合小鼠显示纤维细胞源自一个相对抗放射性的祖人口(2),这些细胞的确切起源和伤口贩卖信号有关他们的定向迁移仍然未知。在这项研究中,我们确定一个培养纤维细胞的分化途径,描述信号的纤维细胞迁移到伤口网站体内,并在伤口挛缩揭示纤维细胞的潜在作用。

BALB / c小鼠(旧女性,8 - 12周)从杰克逊实验室购买(巴尔港,我)。所有动物进行了程序根据准则制度动物保健和使用委员会北岸大学医院在一个批准的协议。

FITC-anti-α平滑肌肌动蛋白(FITC-anti-αSMA)马伯购买从σ(圣路易斯,密苏里州)。生物素化的兔子anti-Col我和生物素化的兔免疫球蛋白买来罗克兰(Gilbertsville, PA)。Anti-mouse CCR3, CCR5、CCR7或趋化因子受体CXCR4多克隆Abs和FITC-anti-goat免疫球蛋白Ab买来圣克鲁斯生物技术(圣克鲁斯,CA)。所有其他Abs买来BD PharMingen (CA)圣地亚哥。TGF-β1(活动),二级淋巴趋化因子(SLC)和stromal-derived细胞因子(SDF)购买从研发系统(明尼阿波利斯、锰)。

纤维细胞(人类和小鼠)纯化从外周血和培养如前所述(2,5)。短暂,PBMCs隔绝人类Leukopaks(从长岛血液中心购买,长岛,纽约)通过离心聚蔗糖/ Paque(法玛西亚,皮斯卡塔韦,新泽西)后,制造商的协议。2天后文化在组织培养瓶DMEM(生活技术,马里兰州)补充20%的边后卫(HyClone实验室、洛根、UT)、青霉素、链霉素l谷氨酰胺,不依从细胞被温柔的愿望,和媒体所取代。10 - 12天后,贴壁细胞被孵化了冰冷的0.05% EDTA (PBS)。粗纤维细胞制剂(∼70 - 80%纯基于坳I / CD11b染色)然后被耗尽immunomagnetic选择污染T细胞(∼13%),B细胞(∼3%)和单核细胞(∼11%)使用pan-T anti-CD2;pan-B anti-CD19;分别和anti-CD14 Dynabeads (Dynal,伟大的脖子,纽约)。复合培养,丰富纤维细胞数量≥95%的纯基于坳I / CD11b染色,与T细胞和单核细胞造成∼3和2%,分别。通常,0.4到5×104人类血液的纤维细胞分离每毫升。

鼠标PBMC BALB / c小鼠血液中分离(肝素化)后心脏穿刺获得的有限公司2窒息。老鼠血混合着PBS(2:1)和分层聚蔗糖/ Paque(法玛西亚;15毫升血液超过30毫升聚蔗糖)和离心机根据制造商的协议。老鼠纤维细胞在DMEM培养补充10%的边后卫和10%小鼠血清(σ)、青霉素、链霉素l谷氨酰胺,如前所述4)。后10 - 12天,附着粗纤维细胞制备(∼75%纯基于I / CD11b染色)上校被取消使用0.05% EDTA在PBS和枯竭的immunomagnetic选择污染T细胞,B细胞和单核细胞使用pan-T (anti-CD90) pan-B (anti-B220) Dynabeads (Dynal)和anti-mouse CD14 Dynabeads相连。immunodepletion后,培养,丰富纤维细胞制剂验证≥95%纯我坳+/ CD11b+染色是由流式细胞术。大约0.8 4×104纤维细胞/毫升老鼠血液(∼1 - 1.2毫升血液/鼠标)被净化。

成人真皮成纤维细胞是从Clonetics购买(CA)圣地亚哥和培养根据制造商的建议。人类肠道平滑肌细胞系来自美国类型文化集合(马纳萨斯,弗吉尼亚州)和种植按照推荐程序。

初步研究目的是对阐明外周血纤维细胞的细胞起源。因此,我们分离全血作为Leukopaks提供(见图。1一个)和体外培养不同的分数。贴壁细胞收集来自一夜之间文化的人类PBMCs(总),和CD14+从PBMC细胞分数T细胞和B细胞(CD14的损耗+)。CD14细胞(包括所有PBMCs CD14除外+细胞)被损耗的CD14纯化+从总PBMC细胞准备。使用Transwell两院的系统(0.4μm;康宁合演,剑桥,MA), CD14+,CD14或总细胞(3×106细胞在DMEM / /毫升10%的边后卫)培养上或低钱伯斯表示。经过7天的文化中,细胞生长在低被收集和分析fibrocyte-like分化坳I / CD11b染色和流式细胞术。类似的结果观察细胞准备与其他三个捐助者。

图1所示。

纤维细胞从血液CD14体外分化+人口和要求直接T细胞的相互作用。一个实验设计的示意图表示。贴壁细胞从全血中分离出人类PBMC分数就收集了一夜后孵化(指定)。一个CD14+丰富人口隔绝的总分数的T细胞和B细胞(指定CD14的损耗+),和CD14丰富人口隔绝的总分数CD14的损耗+单核细胞(指定CD14)。B,使用Transwell文化系统(0.4μm),总附着PBMCs(总),CD14+纯度的浓缩铀的细胞或PBMCs总T细胞和B细胞(CD14的枯竭+),总PBMCs CD14的枯竭+细胞(CD14)培养上下两院,表示,7天。细胞低钱伯斯被取消和分析使用CD11b纤维细胞表型+/坳我+染色流式细胞术,和数据表示成纤维细胞的百分比。C,CD14+丰富细胞(PBMCs枯竭的T细胞和B细胞)与自体T细胞的各种比率,孵化和由此产生的粗纤维细胞文化分析纤维细胞标记后7天的文化通过流式细胞术。数据显示基于CD11b纤维细胞的百分比+/坳我+染色。

图1所示。

纤维细胞从血液CD14体外分化+人口和要求直接T细胞的相互作用。一个实验设计的示意图表示。贴壁细胞从全血中分离出人类PBMC分数就收集了一夜后孵化(指定)。一个CD14+丰富人口隔绝的总分数的T细胞和B细胞(指定CD14的损耗+),和CD14丰富人口隔绝的总分数CD14的损耗+单核细胞(指定CD14)。B,使用Transwell文化系统(0.4μm),总附着PBMCs(总),CD14+纯度的浓缩铀的细胞或PBMCs总T细胞和B细胞(CD14的枯竭+),总PBMCs CD14的枯竭+细胞(CD14)培养上下两院,表示,7天。细胞低钱伯斯被取消和分析使用CD11b纤维细胞表型+/坳我+染色流式细胞术,和数据表示成纤维细胞的百分比。C,CD14+丰富细胞(PBMCs枯竭的T细胞和B细胞)与自体T细胞的各种比率,孵化和由此产生的粗纤维细胞文化分析纤维细胞标记后7天的文化通过流式细胞术。数据显示基于CD11b纤维细胞的百分比+/坳我+染色。

闭模态

研究调查要求T细胞在纤维细胞分化、CD14+细胞比例(见上图)从购买Leukopaks纯化和培养使用T细胞与自体T细胞分离浓缩列(研发系统)。T细胞纯度≥95%,评估通过流式细胞术使用anti-CD3 Abs (PharMingen)。coculture 7天之后,分析了由此产生的人口比例的纤维细胞通过坳I / CD11b染色和流式细胞术。类似的结果观察使用纤维细胞分离出三种不同的捐赠者。

针对单一Ab染色,细胞(105整除)在PBS resuspended包含3% BSA和0.1%叠氮化钠(流式细胞仪缓冲区)和孵化表示Abs(或标签同形像控制Abs)在4°C 30分钟。在主Abs没有标记的情况下,细胞被洗和孵化揭示Abs稀释在流式细胞仪缓冲区。洗后的细胞流式细胞仪缓冲区,荧光数据获得在FACSCalibur流式细胞分析仪(BD生物科学,圣何塞,CA)和分析使用CellQuest软件(BD生物科学)。至少5000个细胞每条件进行了分析。分析准备坳I / CD11b染色,细胞准备如上所述第一孵化和流式细胞仪缓冲区包含生物素化的坳我Ab(或生物素化的兔子控制免疫球蛋白),然后在流式细胞仪缓冲区包含顺序清洗和孵化FITC-strepavidin (PharMingen)和PE-CD11b (PharMingen)。如前所述执行αSMA细胞内染色(6,7)。简单地说,细胞被固定和permeabilized使用烫/修复工具(PharMingen)根据制造商的建议和孵化FITC-anti-αSMA马伯(σ)。

培养,丰富周边血液老鼠纤维细胞(> 96%的纯)沾membrane-inserting红色染料,PKH-26(σ),遵循制造商的协议。标记效率,评估通过流式细胞术和生存能力,评估通过台盼蓝排斥> 85%。PKH-labeled细胞(5×105)在100年μl PBS接种到尾静脉注射。BALB / c小鼠(n= 2 /组)。后立即注入丰富的纤维细胞,一轮全层皮肤伤口(5毫米直径)在每个收件人鼠标的背肩胛下的区域切除皮肤穿孔设备,如前所述(8)。伤口网站删除4天后,检查是否存在荧光纤维细胞细胞薄冰冻切片的显微分析和定量流动仪分析后蛋白水解消化。定量流动仪分析,切除皮肤(250μg活检/动物)切碎成小片段,然后孵化1 h在37°C的RPMI 1640包含10%的边后卫,胶原酶2毫克/毫升,20μg /毫升DNase即产生的单细胞悬液,流式细胞术检测确定荧光纤维细胞的数量目前使用校准珠子如前所述(9)。

总RNA分离培养,丰富纤维细胞(> 95%的纯)使用RNAzol B (Tel-Test Friendswood, TX)。1.0μg RNA的互补脱氧核糖核酸制备使用0.25 ng益生元- (dT)12 - 18和Moloney小鼠白血病病毒逆转录酶后,协议由制造商提供协议(技术)。使用Supermix Two-microliter整除的cDNA放大了PCR(生命技术)在9600年一个优秀的模型热循环使用特定引物PCR对如前所述:αSMA (10);CCR3 (11);CCR4、CCR5和CXCR3 (12);CCR6 (13);CCR7 (14);趋化因子受体CXCR4 (15);和β-actin(底漆,5′-GTGGGGCGCCCCAGGCACCA-3′;反义引物5′-CTCCTTAATGTCACGCACGATTTC-3′)。热循环(25 - 30周期25μl)进行如下:变性在94°C 0.5分钟,退火55°C 0.5分钟,在72°C和扩展1分钟。PCR产品分离通过2%琼脂糖凝胶电泳,溴化乙锭染色后观察紫外线照射下。为潜在的基因组DNA污染控制,没有反转录PCR进行一步,未发现DNA扩增产品。

趋化性分析进行使用合演Transwell插入(8-μm孔隙大小)根据制造商的协议。培养,丰富纤维细胞(纯≥95%)在resuspended 1×106包含0.1% BSA细胞在DMEM /毫升。介质本身(负控制)或介质包含SLC或自卫队(600μl)添加到个人井24-well板。Transwell设备然后插入,纤维细胞(100μl)分层的膜(n= 3井/条件)。(3 h后的细胞被收集和统计的流式细胞仪使用校准珠子(库尔特、迈阿密、FL),(如前所述)(9)。类似的结果观察两个额外的捐助者。棋盘分析SLC-directed趋化作用的纤维细胞,100 ng / ml SLC也添加到顶部或底部室,底部和顶部钱伯斯(见图。5B)。

图5。

纤维细胞迁移在SLC在体外和体内。一个独自,SLC和SDF趋化因子或缓冲稀释在DMEM / 1% BSA添加到个人井24-well板的最终浓度表示。之后,立即合演Transwell设备插入和培养,丰富老鼠纤维细胞(400μl DMEM 1% BSA 106细胞/毫升)分层的膜(8μm孔隙大小)。细胞被允许通过膜迁移3 h在37°C。(收集细胞,流式细胞术数。数量的细胞迁移到众议院提出了纤维细胞总数的比例添加到上层。∗,p< 0.05,由学生的决定t测试对比实验(表示浓度)和介质仅(没有显示;< 2%)。Bcheckerboard-type分析,SLC (100 ng / ml)添加到上和/或下井表示,和体外纤维细胞的趋化性是如上所述。C尾静脉注射后,立即PKH-26-labeled培养,丰富老鼠纤维细胞(5×105),老鼠收到身份证,注入SLC或自卫队(0.1或1μg 50μl)或PBS。注入的网站(250μg)手术切除4 h后,proteolytically消化获得单细胞悬液。标记纤维细胞的数量每注射部位被流式细胞术量化,表示为一个百分比总数的荧光纤维细胞注入到尾静脉。∗,p< 0.05,由学生的决定t测试,比较SLC注射1μg vs车辆注入。

图5。

纤维细胞迁移在SLC在体外和体内。一个独自,SLC和SDF趋化因子或缓冲稀释在DMEM / 1% BSA添加到个人井24-well板的最终浓度表示。之后,立即合演Transwell设备插入和培养,丰富老鼠纤维细胞(400μl DMEM 1% BSA 106细胞/毫升)分层的膜(8μm孔隙大小)。细胞被允许通过膜迁移3 h在37°C。(收集细胞,流式细胞术数。数量的细胞迁移到众议院提出了纤维细胞总数的比例添加到上层。∗,p< 0.05,由学生的决定t测试对比实验(表示浓度)和介质仅(没有显示;< 2%)。Bcheckerboard-type分析,SLC (100 ng / ml)添加到上和/或下井表示,和体外纤维细胞的趋化性是如上所述。C尾静脉注射后,立即PKH-26-labeled培养,丰富老鼠纤维细胞(5×105),老鼠收到身份证,注入SLC或自卫队(0.1或1μg 50μl)或PBS。注入的网站(250μg)手术切除4 h后,proteolytically消化获得单细胞悬液。标记纤维细胞的数量每注射部位被流式细胞术量化,表示为一个百分比总数的荧光纤维细胞注入到尾静脉。∗,p< 0.05,由学生的决定t测试,比较SLC注射1μg vs车辆注入。

闭模态

尾静脉注射后PKH-labeled丰富纤维细胞(> 94%的纯;5×105细胞/鼠标),BALC / c小鼠收到身份证,注入SLC,自卫队(0.1或1在50μlμg),或独自PBS的肩胛区(刮)。注射部位切除4 h后,proteolytically消化生产单细胞悬液(如上所述)。标记纤维细胞的数量每活检样本(250μg)估计通过流式细胞术使用校准珠(9)。这个实验被重复两次类似的结果。

细胞胶原凝胶收缩化验进行如前所述(16)。一夜之间附着PBMC文化,10天大的丰富纤维细胞(纯≥95%)以前培养的缺失或出现TGF-β1 (10 ng / ml实验前7天),或正常的人类皮肤成纤维细胞被取消使用冷EDTA / PBS的解决方案。胶原蛋白溶液在DMEM准备从鼠尾坳我根据制造商的指示,并结合细胞2×105/毫升(n= 3 /细胞类型)。胶原蛋白/细胞混合物(400μl /)分发到文化板块和允许聚合在37°C 30分钟。立即聚合后,2毫升DMEM含有10%的边后卫被添加到每个。凝胶然后被轻轻摇晃脱离井文化板块在不同时间点(0,24、48和72 h),和每个凝胶的最长和最短的直径测量。的均值线性测量(n为每个示例= 3)在每个时间点被用来评估细胞的收缩性。数据的百分比凝胶收缩。这个实验重复两次使用细胞从不同的捐赠者获得类似的结果。

确定纤维细胞的起源,我们分析了附着的增长和表型人PBMC培养在塑料(无花果。1一个)。标准聚蔗糖分离后,产生的人口∼CD14 40 - 50%+细胞。一夜后坚持一步,粘附细胞CD14人口(总)> 70%+细胞表现出没有检测到坳我染色,所评估的流式细胞术(数据未显示)5)。我们已经在以前的研究中显示,2周后细胞在这些文化不再CD14表达,但是表达坳我(5)。重要的是,我们发现一个细胞CD14人口丰富+细胞,(即。,PBMCs depleted of all T or B cells by magnetic beads) gives rise to very few Col I+/ CD11b+纺锤状纤维细胞后1周的文化(数据未显示)。

使用Transwell文化室,我们检测了细胞纤维细胞分化(CD11b /坳我要求+)体外循环血细胞分数(无花果。1B)。当一个CD14细胞在低的分数是培养Transwell板和总PBMCs在前室培养1周,没有纤维细胞出现在下议院。同样,没有纤维细胞CD14时出现在下议院+细胞单独培养在室和CD14底部+细胞或总PBMCs在前室培养1周。相比之下,当总PBMCs培养在底部Transwell室和CD14细胞或CD14+细胞(或介质,数据未显示)在前室,培养大量的纺锤状纤维细胞(CD11b+/坳我+在1周内观察。这些数据表明,纤维细胞从培养产物PBMCs需要细胞丰富CD14人口之间的交互+细胞和外周血细胞或纤维细胞前体只出现在PBMC分数。

检查细胞相互作用的要求,然后添加净化,自体T、B细胞CD14+细胞培养在不同的比率(CD14+:T, 0:1, 1:0, 3:1, 1:1, 1:3) 7 - 10天,发现cocultures CD14+细胞和T细胞产生纤维细胞(CD11b+/坳我+;无花果。1,C)。我们观察到CD14+细胞:T细胞的比例3:1最优(无花果。1C为培养纤维细胞)。相比之下,没有纤维细胞出现T细胞单独培养时或者cocultures B和CD14+细胞或当CD14+细胞培养和T cell-conditioned介质(数据没有显示)。因为纤维细胞不表达T细胞标记(CD2, CD3, CD4, CD8)或典型T细胞细胞因子(il - 4, - 2和IFN-γ),T细胞不太可能产生纤维细胞。

接下来,我们检查是否TGF-β1,纤维母细胞增殖和细胞外基质生产的重要细胞因子能促进纤维细胞的分化和积累在PBMC的文化。添加TGF-β1 (1 - 10 ng / ml) PBMC文化在天3 - 10促进纤维细胞在体外分化,如图所示的增强的积累与纺锤状细胞形态(图2,得了)。治疗这些文化与TGF-β1坳的表达我增加了纤维细胞内剂量依赖性的方式(图中这些文化。2,D)。坳我表达的平均荧光强度是11日,24日和63年文化的纤维细胞治疗0,1,分别和10 ng / ml TGF-β1(无花果。2D)。这些坳我+细胞还积极彩色CD11b(数据没有显示)。此外,有剂量依赖性增加数量的纤维细胞内染色积极的文化我回应TGF-β1坳,几乎增加了40%以应对10 ng / ml TGF-β1与未经处理的细胞。类似的结果观察与其他纤维细胞准备从三个捐助者,每个显示增加30 - 45%坳我0和10 ng / ml TGF-β1之间的表达式。

图2。

TGF-β1促进纤维细胞的分化。四天隔绝人类血液后,粗纤维细胞文化与不同浓度的TGF-β1治疗。然后7天后文化为纺锤状形态检查。代表文化拍摄200×所示:一个,没有添加;B1 ng / ml TGF-β1;和C10 ng / ml TGF-β1。DTGF-β1-treated(清廉ng / ml)粗纤维细胞文化被取消,坳我染色,通过流式细胞术分析。同形像控制染色的细胞显示为阴影直方图。的y设在代表相对细胞数量,x设在代表平均荧光强度(Col我染色)。

图2。

TGF-β1促进纤维细胞的分化。四天隔绝人类血液后,粗纤维细胞文化与不同浓度的TGF-β1治疗。然后7天后文化为纺锤状形态检查。代表文化拍摄200×所示:一个,没有添加;B1 ng / ml TGF-β1;和C10 ng / ml TGF-β1。DTGF-β1-treated(清廉ng / ml)粗纤维细胞文化被取消,坳我染色,通过流式细胞术分析。同形像控制染色的细胞显示为阴影直方图。的y设在代表相对细胞数量,x设在代表平均荧光强度(Col我染色)。

闭模态

我们接下来试图量化迁移到伤口的网站转移到培养,丰富纤维细胞使用小鼠模型系统。培养、丰富鼠标纤维细胞制剂(> 96%的纯)注射(5×105/鼠标)小鼠尾静脉。立即,全层皮肤穿孔活检创伤(直径5毫米)是在背肩胛区在一些老鼠。伤口网站(和类似治疗皮肤组织)切除4天后,和活检标本进行标记纤维细胞的存在。如无花果所示。3,一个,大量的荧光细胞的显微分析发现伤口组织在4天。标记纤维细胞似乎附近新形成的血管在伤口的边缘。使用另一组老鼠(n= 3 /组),单细胞悬浮体准备从切除伤口或正常组织(250μg /活检),和标记纤维细胞被流式细胞术量化。枚举标记纤维细胞迁移透露,受伤组织包含标记纤维细胞明显多于一个类似区域的正常皮肤取自相同的鼠标(无花果。3B)。

图3。

纤维细胞迁移到伤口网站体内。培养、丰富鼠标纤维细胞(> 96%纯)与荧光染料标记,PKH-26。标记细胞(5×105)注入BALB / c小鼠尾静脉。后立即注射的纤维细胞,单个轮全层皮肤伤口是由每个鼠标的背肩胛下的地区。4天后小鼠牺牲,伤口网站移除。标记纤维细胞的迁移是由荧光显微镜检查评估的薄冻结部分(一个,左面板;hematoxylin-eosin染色伤口的网站显示(右面板))或定量cytofluorometric分析荧光纤维细胞的数量的活检中发现受伤的皮肤vs nonwounded(有或没有输液注射荧光纤维细胞;B250)蛋白水解后离解μg活检网站。

图3。

纤维细胞迁移到伤口网站体内。培养、丰富鼠标纤维细胞(> 96%纯)与荧光染料标记,PKH-26。标记细胞(5×105)注入BALB / c小鼠尾静脉。后立即注射的纤维细胞,单个轮全层皮肤伤口是由每个鼠标的背肩胛下的地区。4天后小鼠牺牲,伤口网站移除。标记纤维细胞的迁移是由荧光显微镜检查评估的薄冻结部分(一个,左面板;hematoxylin-eosin染色伤口的网站显示(右面板))或定量cytofluorometric分析荧光纤维细胞的数量的活检中发现受伤的皮肤vs nonwounded(有或没有输液注射荧光纤维细胞;B250)蛋白水解后离解μg活检网站。

闭模态

众多循环细胞,包括中性粒细胞、单核细胞和T细胞,已知站点迁移到皮肤的伤口。这个过程是组织部分特定的趋化因子及其受体之间的相互作用。我们调查的丰富纤维细胞趋化因子受体信使rna表达通过rt - pcr和发现CCR3, CCR5, CCR7和趋化因子受体CXCR4 mRNA(无花果。4,一个),但不是CCR4、CCR6或CXCR3 mRNA的表达。我们确认CCR3, CCR5、CCR7和人类丰富纤维细胞表面趋化因子受体CXCR4蛋白表达,流式细胞术(无花果。4,B)。培养,丰富纤维细胞与小鼠血液也表示CCR7和趋化因子受体CXCR4 cytofluorometric所分析的分析(图。4C)。

图4。

纤维细胞表达CCR3, CCR5、CCR7和趋化因子受体CXCR4信使rna和蛋白质。一个,rt - pcr用于确定mRNA表达为各种趋化因子受体通过培养,丰富人类的纤维细胞。B、培养、丰富人类纤维细胞被染色表面与anti-CCR3表达式,CCR5, CCR7、趋化因子受体CXCR4 Abs,然后通过流式细胞术分析。阴影区域代表同形像控制染色。C、培养、丰富鼠标纤维细胞被染色的表面表达anti-CCR7和趋化因子受体CXCR4 Abs、然后通过流式细胞术分析。

图4。

纤维细胞表达CCR3, CCR5、CCR7和趋化因子受体CXCR4信使rna和蛋白质。一个,rt - pcr用于确定mRNA表达为各种趋化因子受体通过培养,丰富人类的纤维细胞。B、培养、丰富人类纤维细胞被染色表面与anti-CCR3表达式,CCR5, CCR7、趋化因子受体CXCR4 Abs,然后通过流式细胞术分析。阴影区域代表同形像控制染色。C、培养、丰富鼠标纤维细胞被染色的表面表达anti-CCR7和趋化因子受体CXCR4 Abs、然后通过流式细胞术分析。

闭模态

基于受体CCR7的表达,对SLC和趋化因子受体CXCR4,自卫队的受体,通过丰富纤维细胞我们使用SLC和自卫队体外趋化性分析。如无花果所示。5,一个SLC显著诱导纤维细胞的迁移,而自卫队没有。棋盘分析证实趋化现象的(但不是chemokinetic)响应的培养,丰富纤维细胞响应SLC(无花果。5,B)。根据这些观察,我们调查了SLC能否促进转移的迁移,培养,丰富纤维细胞趋化因子的身份证注入体内。服用的剂量1μg SLC显著诱导prelabeled的积累,体外培养的皮肤纤维细胞周围身份证注射部位而独自PBS(图的影响。5,C)。相比之下,自卫队注入体内没有促进纤维细胞趋化作用(无花果。5C)。一个为期两天的伤口网站组织化学染色显示SLC的趋化因子表达血管内皮(数据没有显示)。这些结果表明,纤维细胞迁移到伤口早期网站部分由于CCR7。血管endothelium-derived SLC和纤维细胞之间的相互作用

伤口内基于他们的存在和他们的表达我和上校三世,我们假定纤维细胞介导的伤口愈合和纤维化。Gabbiani和同事曾描述人口的伤口成纤维细胞,分化成myofibroblasts TGF-β(Ref的存在。17在裁判了。18)。这些细胞的特点是表达αSMA,承包胶原凝胶体外的活动,和他们的提议关闭伤口,炎症和纤维化(了裁判。19)。认识到TGF-β1增强坳我通过培养纤维细胞(图表达。2,D),纤维细胞出现在天伤口组织(20.),我们下一个检查是否培养,丰富纤维细胞表达αSMA和展览的收缩力量。如无花果所示。6,一个如果培养,丰富纤维细胞被发现αSMA mRNA表达,但刚PBMCs并不孤立。如果培养,丰富纤维细胞也表达αSMA蛋白质,以及TGF-β1 (10 ng / ml)αSMA水平增加了约4倍(图。6,B)。接下来,我们检查培养的收缩活动,丰富纤维细胞。我们发现未经处理的培养,丰富纤维细胞显著收缩胶原凝胶体外∼20%,而PBMCs没有(图。6,C)。预处理的纤维细胞TGF-β1 (10 ng / ml)试验进一步增加了收缩活动前7天(无花果。6C)。这种凝胶收缩增加TGF-β1-treated纤维细胞文化相关的增强表达αSMA TGF-β1纤维细胞的反应。

图6。

纤维细胞胶原凝胶体外表达αSMA和合同。一个由依附人类PBMCsαSMA mRNA的表达,培养,丰富纤维细胞(FCs),和人类肠道平滑肌细胞(HISM),通过rt - pcr分析。性病,DNA碱基对梯。B,细胞内的表达αSMA表达式,如果TGF-β1 (10 ng / ml)治疗培养,丰富人类纤维细胞,如由流式细胞术。C、胶原凝胶收缩试验。PBMCs(▵),培养,丰富纤维细胞(未经处理的(♦)和TGF-β1-treated(▪)),或真皮成纤维细胞(○)resuspended坳我10点的解决方案5细胞/毫升。收缩试验(n= 3)进行描述材料和方法。数据百分比凝胶收缩(从开始实验)±SE(有些误差小于符号)。∗,p< 0.05,由学生的决定t测试,比较实验PBMCs(▵)在每个时间点。插图显示代表简约凝胶与PBMCs vs培养孵化后纤维细胞(未经处理和TGF-β1-treated)。

图6。

纤维细胞胶原凝胶体外表达αSMA和合同。一个由依附人类PBMCsαSMA mRNA的表达,培养,丰富纤维细胞(FCs),和人类肠道平滑肌细胞(HISM),通过rt - pcr分析。性病,DNA碱基对梯。B,细胞内的表达αSMA表达式,如果TGF-β1 (10 ng / ml)治疗培养,丰富人类纤维细胞,如由流式细胞术。C、胶原凝胶收缩试验。PBMCs(▵),培养,丰富纤维细胞(未经处理的(♦)和TGF-β1-treated(▪)),或真皮成纤维细胞(○)resuspended坳我10点的解决方案5细胞/毫升。收缩试验(n= 3)进行描述材料和方法。数据百分比凝胶收缩(从开始实验)±SE(有些误差小于符号)。∗,p< 0.05,由学生的决定t测试,比较实验PBMCs(▵)在每个时间点。插图显示代表简约凝胶与PBMCs vs培养孵化后纤维细胞(未经处理和TGF-β1-treated)。

闭模态

先前的研究已经表明,纤维细胞出现明显的间充质细胞类型的体外培养外周血,展览两个单核细胞呈特征(了裁判。21)。纤维细胞最初被确定快速和具体招聘从血液到南卡罗来纳州植入老鼠伤口钱伯斯(2)。人类纤维细胞被表明走出文化的PBMC分数1 - 2周后全血(2)。培养纤维细胞已被证明调解纤维化(5)、Ag)表示和免疫(3,4),血管生成(c·n·梅茨,未发表的观察)。在目前的研究中,我们介绍了外周血纤维细胞的分化途径,探讨了纤维细胞在创伤修复中的作用。

纤维细胞分化的附着CD14人口+纯度的浓缩铀的外周血细胞在DMEM培养的边后卫(没有额外的生长因子)。这种分化过程似乎需要T细胞的相互作用。进一步的研究将需要确定所涉及的分子功能重要的T细胞和纤维细胞之间的相互作用所需的纤维细胞成熟。同样,一些研究已经证明了CD1a的分化+从gm - csf和IL-4-treated CD14树突细胞+外周血单核细胞(22,23,24,25)。T细胞要求观察纤维细胞分化成熟的树突细胞,也称过程和现在的Ags的能力(26)。最近的研究表明,树突状细胞的成熟的最后一步发生在与CD4的协会+T细胞;这种接触减少了他们响应的下调IFN-γIFN-γ受体(27)。

添加TGF-β1,有趣的是,一个多功能的细胞因子,在组织修复中起着核心作用和纤维化,原油fibrocyte-evolving文化促进纤维细胞分化。外生的角色TGF-β成纤维细胞增殖和胶原蛋白生产记录(引用文献综述。28)。TGF-β明显让胶原蛋白由真皮成纤维细胞体外表达(29日),由myofibroblasts (30.),以及通过增生性疤痕异种移植体内(31日)。许多实验室已经证实TGF-β自然伤口愈合过程中所起的作用,TGF-β表达啮齿动物伤口钱伯斯在早中期阶段(4 - 7)伤口愈合(32)。此外,体内基因转移与TGF-β1 cDNA老鼠的皮肤显著增强伤口修复的速度(33)。符合这些之前的观察,我们假设循环纤维细胞前体细胞与活化T细胞,它允许他们早期分化(向纤维细胞表型),然后他们迁移到伤口站点(无花果。7)。在伤口部位,这些早期的差异化纤维细胞可能会进一步与招募了T细胞和完全暴露在TGF-β后分化和成熟。这些完全分化,成熟纤维细胞表达水平的提高αSMA和生产胶原蛋白和其他细胞外基质蛋白,促进伤口愈合和挛缩。

图7。

提出从循环纤维细胞前体人口的分化途径。

图7。

提出从循环纤维细胞前体人口的分化途径。

闭模态

成纤维细胞已被证明具有增加胶原蛋白表达和其他矩阵组件在某些纤维化疾病(审查裁判。34)。调查人员曾涉及TGF-β过度纤维化的皮肤(35)和肺(35,36)。此外,TGF-β超表达与增强myofibroblast活动有关的肺纤维化动物模型(37)。我们发现TGF-β1增强扩散,胶原蛋白生产、αSMA表达式通过培养纤维细胞可能牵连到这个循环TGF-β-dependent纤维反应体内的细胞类型。

纤维细胞在伤口愈合的作用和连接形成疤痕组织一直被假设基于他们积累在伤口网站(2)。然而,纤维细胞的分子信号调解贩卖伤口尚未研究。我们检查了趋化因子受体表达(mRNA和蛋白)培养丰富纤维细胞和显示CCR3的存在,CCR5, CCR7,趋化因子受体CXCR4和缺乏CCR4, CCR6和CXCR3。进一步的研究显示,定向趋化性的培养,丰富纤维细胞响应CCR7的配体,SLC(也称为6 ckine Exodus-2, TCA-4),在体外和体内。SLC、碳碳趋化因子家族成员已被证明是在开发过程中参与淋巴组织的组织通过吸引T细胞和成熟树突状细胞(38)。SLC表情一直在观察炎症的网站(39)。我们观察到SLC表达血管内皮的伤口内的网站。基于这些观察的角色将是有趣的研究纤维细胞在伤口反应使用突变小鼠缺乏SLC表达式(40,41,42)。

功能性纤维细胞在伤口愈合中的作用尚未研究。TGF-β已被证明是最重要的细胞因子反式分化的成纤维细胞收缩伤口myofibroblasts展览增加αSMA染色,提高胶原蛋白分泌(引用文献综述。19),增加应力纤维(17TGF-β)的反应。Myofibroblasts暂时性的发现在早中期阶段提出了伤口组织和发挥关键的收缩力,需要关闭伤口。myofibroblasts的起源和任何必要的交易信号myofibroblast迁移受伤组织是众所周知的事情。Myofibroblasts已经假定来自祖干细胞,居民组织成纤维细胞、平滑肌细胞或组织。然而,一个合理的替代是myofibroblasts区分从一个循环,而不是居民前驱细胞类型。

在本文中,我们表明,血源性,体外培养,有能力分化成纤维细胞细胞前体αSMA+,TGF-β1-responsive纤维细胞的细胞表现出与愈合myofibroblasts相似的特征。差异化纤维细胞和myofibroblasts分享许多共同特征:伤口内瞬态存在,生产大量的促炎细胞因子和生长因子,分泌胶原等细胞外基质蛋白,在应对TGF-β1和增强胶原蛋白生产。此外,我们观察到的纤维细胞,如myofibroblasts,表达αSMA蛋白质由TGF-β1治疗和增强产生收缩力,帮助减少受伤组织的裸露的表面积。纤维细胞和myofibroblasts是否的问题是不同的人群。然而,它是合理的建议纤维细胞来源于人口循环前体在分辨率和修复阶段发挥重要作用的伤口愈合。

我们感谢k . Manogue和j·切斯尼的批判性阅读手稿。

1

这项工作得到了Picower医学研究所,威康信托基金会(S.C.D.),和硬皮病基金会(R.B.)。

3

略语摘要:坳,胶原蛋白;SLC、二级淋巴趋化因子;αSMAα平滑肌肌动蛋白;自卫队,stromal-derived细胞因子。

1
Dunphy, j . E . .
1963年
。纤维母细胞:无处不在的盟友的外科医生。
心血管病。j .地中海。
268年
:
1367年
2
布克拉,R。,L. A. Spiegel, J. Chesney, M. Hogan, A. Cerami.
1994年
。循环纤维细胞中,定义一个新的白细胞群协调组织修复。
摩尔。地中海。
1
:
71年
3
切斯尼,J。,M. Bacher, A. Bender, R. Bucala.
1997年
。外周血纤维细胞是一个强大的抗原呈递细胞原位启动幼稚T细胞的能力。
Proc。国家的。学会科学。美国
94年
:
6307年
4
抓住,d J。,H. Lanners, L. N. Martin, J. Chesney, C. Cai, H. D. Adkisson, R. Bucala.
1999年
。的相互作用包柔氏螺旋体burgdorferi与外周血纤维细胞、抗原递呈细胞与结缔组织的目标的可能性。
摩尔。地中海。
5
:
46
5
切斯尼,J。,C。Metz, A. B. Stavitsky, M. Bacher, R. Bucala.
1998年
。监管生产I型胶原蛋白,外周血纤维细胞炎性细胞因子。
j . Immunol。
160年
:
419年
6
Arora, p D。,C。一个。McCulloch.
1999年
。把增长的删除factor-β-induced myofibroblasts取决于生长条件和肌动蛋白的组织。
点。j .分册。
155年
:
2087年
7
Arora, p D。,N. Narani, C. A. McCulloch.
1999年
。胶原蛋白凝胶的合规监管转变增长factor-β诱导α-smooth肌成纤维细胞中肌动蛋白。
点。j .分册。
154年
:
871年
8
松田,H。,H. Koyama, H. Sato, J. Sawada, A. Itakura, A. Tanaka, M. Matsumoto, K. Konno, H. Ushio, K. Matsuda.
1998年
。神经生长因子在皮肤伤口愈合中的作用:加速效果在正常和糖尿病小鼠healing-impaired。
j . Exp。地中海。
187年
:
297年
9
Bleul, C . C。,R. C. Fuhlbrigge, J. M. Casasnovas, A. Aiuti, T. A. Springer.
1996年
。一个高度有效的淋巴细胞化学引诱物,基质细胞衍生因子1 (SDF-1)。
j . Exp。地中海。
184年
:
1101年
10
足立,S。,H. Ito, M. Tamamori, M. Tanaka, F. Marumo, M. Hiroe.
1998年
。骨骼和平滑肌α-actin mRNA在endomyocardial扩张型心肌病患者的活检样本。
生命科学。
63年
:
1779年
11
Vestergaard C。,H. Yoneyama, M. Murai, K. Nakamura, K. Tamaki, Y. Terashima, T. Imai, O. Yoshie, T. Irimura, H. Mizutani, et al
1999年
。在数控生产过剩的th2特异性趋化因子/ Nga小鼠表现出过敏性dermatitis-like病变。
j .中国。投资。
104年
:
1097年
12
Yoneyama, H。,一个。Harada, T. Imai, M. Baba, O. Yoshie, Y. Zhang, H. Higashi, M. Murai, H. Asakura, K. Matsushima.
1998年
。TARC的关键作用,CC趋化因子,在老鼠bacteria-induced暴发性肝衰竭。
j .中国。投资。
102年
:
1933年
13
Varona, R。,一个。Zaballos, J. Gutierrez, P. Martin, F. Roncal, J. P. Albar, C. Ardavin, G. Marquez.
1998年
。分子克隆、功能描述和mRNA表达分析小鼠趋化因子受体CCR6及其特定的配体MIP-3α。
2月。
440年
:
188年
14
火箭,H。,一个。M. Moore, M. J. Brown, S. T. Hwang.
1999年
。前沿:次级淋巴组织趋化因子(SLC)和CC趋化因子受体7 (CCR7)参与成熟树突状细胞的移民途径从皮肤区域淋巴结。
j . Immunol。
162年
:
2472年
15
罗,Y。,C。Lloyd, J. C. Gutierrez-Ramos, M. E. Dorf.
1999年
。在系膜细胞趋化因子放大。
j . Immunol。
163年
:
3985年
16
Racine-Samson, L。,D。C。Rockey, D. M. Bissell.
1997年
。α的作用1β1整合素在伤口收缩:定量分析肝脏myofibroblasts体内和在初级文化。
生物。化学。
272年
:
30911年
17
沃恩,m . B。,E. W. Howard, J. J. Tomasek.
2000年
。改变增长factor-β1促进myofibroblast的形态和功能分化。
Exp。细胞Res。
257年
:
180年
18
Serini G。,G. Gabbiani.
1999年
。myofibroblast活动机制和表型调制。
Exp。细胞Res。
250年
:
273年
19
鲍威尔,d . W。,R. C. Mifflin, J. D. Valentich, S. E. Crowe, J. I. Saada, A. B. West.
1999年
。Myofibroblasts。即旁分泌细胞重要的健康和疾病。
点。j .杂志
277年
:
C1
20.
切斯尼,J。,C。Metz, A. B. Stavitsky, M. Bacher, R. Bucala.
1998年
。监管生产I型胶原蛋白,外周血纤维细胞炎性细胞因子。
j . Immunol。
160年
:
419年
21
切斯尼,J。,R. Bucala.
1997年
。外周血纤维细胞:新型纤维母细胞抗原和调解组织修复。
物化学。Soc。反式。
25
:
520年
22
徐,H。,M. Kramer, H. P. Spengler, J. H. Peters.
1995年
。树突状细胞分化从人类单核细胞il - 4的组合,gm - csf和IFN-γ血树突状细胞表型和功能。
放置Exp。地中海,杂志。
378年
:
75年
23
Pickl, w·F。,O. Majdic, P. Kohl, J. Stockl, E. Riedl, C. Scheinecker, C. Bello-Fernandez, W. Knapp.
1996年
。分子和功能特征从高纯度CD14的树突细胞生成+外周血单核细胞。
j . Immunol。
157年
:
3850年
24
周,l . J。,T. F. Tedder.
1996年
。CD14+血液单核细胞可以分化成成熟CD83功能+树突细胞。
Proc。国家的。学会科学。美国
93年
:
2588年
25
Chapuis F。,M. Rosenzwajg, M. Yagello, M. Ekman, P. Biberfeld, J. C. Gluckman.
1997年
。人类从单核细胞树突细胞体外分化。
欧元。j . Immunol。
27
:
431年
26
Shreedhar, V。,一个。M. Moodycliffe, S. E. Ullrich, C. Bucana, M. L. Kripke, L. Flores-Romo.
1999年
。树突细胞要求功能成熟T细胞体内。
免疫力
11
:
625年
27
Kalinski, P。,J. H. Schuitemaker, C. M. Hilkens, E. A. Wierenga, M. L. Kapsenberg.
1999年
。最终成熟的树突细胞与响应能力受损IFN-γ和细菌白介素诱导:减少能力成熟的树突细胞产生il - 12在与Th细胞相互作用。
j . Immunol。
162年
:
3231年
28
•布兰顿,m . H。,j·b·科普。
1999年
。TGF-β和纤维化。
微生物。感染。
1
:
1349年
29日
楚,a·J。,J. K. Prasad.
1999年
。老年病由人类重组转化生长因子β-1培养皮肤成纤维细胞的胶原蛋白生产由一氧化氮信号的抑制。
j。科尔。杂志。
188年
:
271年
30.
张,h . Y。,S. H. Phan.
1999年
。myofibroblast凋亡的抑制转化生长因子β(1)。
点。j .和。细胞摩尔。生物。
21
:
658年
31日
王,X。,P. Smith, L. L. Pu, Y. J. Kim, F. Ko, M. C. Robson.
1999年
。外源转化生长因子β2第三我调节胶原蛋白和胶原蛋白合成的增生性疤痕在裸大鼠异种移植。
j . Surg. Res。
87年
:
194年
32
Cromack, d . T。,M. B. Sporn, A. B. Roberts, M. J. Merino, L. L. Dart, J. A. Norton.
1987年
。转化生长因子β水平鼠伤口室。
j . Surg. Res。
42
:
622年
33
Benn,我美国。,J. S. Whitsitt, K. N. Broadley, L. B. Nanney, D. Perkins, L. He, M. Patel, J. R. Morgan, W. F. Swain, J. M. Davidson.
1996年
。Particle-mediated基因转移与转变增长factor-β1互补提高在大鼠皮肤创伤修复。
j .中国。投资。
98年
:
2894年
34
Jelaska,。,D。Strehlow, J. H. Korn.
1999年
。成纤维细胞在生理条件下的异质性和纤维化疾病。
施普林格Semin。Immunopathol。
21
:
385年
35
麦考密克,L . L。,Y. Zhang, E. Tootell, A. C. Gilliam.
1999年
。Anti-TGF-β治疗可以防止皮肤和肺纤维化小鼠sclerodermatous移植物抗宿主病:人类硬皮病的典范。
j . Immunol。
163年
:
5693年
36
森那美,p . J。,Z. Xing, F. L. Graham, K. G. Csaky, J. Gauldie.
1997年
。Adenovector-mediated基因转移的积极转变增长factor-β1引发长期严重的大鼠肺纤维化。
j .中国。投资。
One hundred.
:
768年
37
Gauldie, J。,P. J. Sime, Z. Xing, B. Marr, G. M. Tremblay.
1999年
。改变增长factor-β基因转移到肺诱发myofibroblast存在和肺纤维化。
咕咕叫。上面。病理学研究。
93年
:
35
38
火箭,H。,一个。M. Moore, M. J. Brown, S. T. Hwang.
1999年
。前沿:次级淋巴组织趋化因子(SLC)和CC趋化因子受体7 (CCR7)参与成熟树突状细胞的移民途径从皮肤区域淋巴结。
j . Immunol。
162年
:
2472年
39
Hjelmstrom, P。,J. Fjell, T. Nakagawa, R. Sacca, C. A. Cuff, N. H. Ruddle.
2000年
。淋巴组织归巢在慢性炎症趋化因子表达。
点。j .分册。
156年
:
1133年
40
耿氏,m D。,S. Kyuwa, C. Tam, T. Kakiuchi, A. Matsuzawa, L. T. Williams, H. Nakano.
1999年
。老鼠缺乏二级淋巴器官趋化因子的表达缺陷在淋巴细胞归巢和树突细胞定位。
j . Exp。地中海。
189年
:
451年
41
Nakano, H。,S. Mori, H. Yonekawa, H. Nariuchi, A. Matsuzawa, T. Kakiuchi.
1998年
。一种新的突变基因参与T-lymphocyte-specific导航鼠标4号染色体外周淋巴器官。
91年
:
2886年
42
Nakano, H。,T. Tamura, T. Yoshimoto, H. Yagita, M. Miyasaka, E. C. Butcher, H. Nariuchi, T. Kakiuchi, A. Matsuzawa.
1997年
。遗传缺陷在T lymphocyte-specific归航周围淋巴结。
欧元。j . Immunol。
27
:
215年