心臓前駆細胞

Communications Biology volume 6、記事番号: 800 (2023) この記事を引用

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6 オルトメトリック

メトリクスの詳細

細胞外小胞（EV）は、細胞間コミュニケーションにおいて役割を果たす細胞由来の脂質二重層に包まれた粒子です。 心臓前駆細胞 (CPC) 由来の EV は、血管新生促進効果を介して虚血再灌流損傷から心筋を保護することが示されています。 しかし、CPC-EV 誘発血管新生の根底にあるメカニズムは依然として解明されていません。 ここで我々は、CPC-EVがin vitroで血管新生を誘導し、生存促進経路を刺激する能力が、EVドナー細胞をカルシウムイオノフォアに曝露すると失われることを発見した。 活性型EV調製物と非活性型EV調製物のプロテオミクス比較と活性化内皮細胞のリンプロテオミクス分析により、EV媒介細胞活性化における候補タンパク質PAPP-AとIGF-Rシグナル伝達経路の寄与が特定され、これはin vitro血管新生アッセイを使用してさらに検証されました。 。 イオジキサノール勾配超遠心分離を使用してさらに精製すると、EV はその活性を部分的に失い、レシピエント細胞の活性化における共単離タンパク質の共刺激的役割が示唆されました。 CPC-EVを介した細胞活性化のメカニズムについての理解が深まることで、より効率的なEVベースの治療への道が開かれるでしょう。

心筋梗塞は心筋細胞の大量損失を引き起こし、その結果、瘢痕形成および心臓リモデリングが生じ、心臓機能が損なわれ、進行的に心不全が発症します。 心不全は現在利用可能な治療法では予防できませんが、最近の動物研究では、幹細胞および心臓前駆細胞 (CPC) 由来の細胞外小胞 (EV) を治療に適用することで心筋梗塞後の心機能が改善される可能性があることが実証されています 1,2 。

EV は、RNA、タンパク質、脂質などの生物学的積荷を含む脂質二重層で囲まれた細胞由来のナノ粒子であり、正常な細胞のホメオスタシスと細胞間コミュニケーションにおいて役割を果たします 3。 EV は、接着分子と受容体の存在、および親細胞由来の生物活性分子の送達を介して、標的細胞を活性化する能力を持っています 2,4。 in vivo 投与後、Sca+ CPC によって放出される EV は、血管新生の促進、線維化の減少、心筋細胞のアポトーシスの阻害によって心臓の再生プロセスを調節し、それによって心臓の修復に寄与します 5,6。 他の幹細胞ソースに由来する EV は、心臓の異なる細胞に異なる miRNA とタンパク質を送達して、心臓の回復を促進することが示されています 7、8、9。 CPC-EVの組成を文書化する試みにもかかわらず、複雑なタンパク質レパートリーのどの成分が修復機能に関与しているかを正確に解明する機能的および機構的な研究は依然として不足しています。 さらに、幹細胞由来の EV の臨床応用は、とりわけ、異なる EV 分離間の治療活性の違いに関連する再現性の問題によって妨げられています 10,11。 サイズ排除クロマトグラフィー (SEC) は、EV 分離の好ましい方法として広く採用されています 12,13。 しかし、これまでのほとんどの方法と同様に、完全に純粋な EV 集団は得られません。 EV 調製物中に存在する同時単離されたタンパク質がその治療機能に寄与している可能性があると推測されています 14、15、16、17、18。 したがって、CPC-EVのより再現性の高い治療応用につながる作用機序についてのより良い洞察を得るには、CPC-EV内容物のより深い機能的特徴付け、およびCPC-EV調製物におけるこの内容物の局在化が必要である。 この研究では、内皮細胞に対する CPC-EV のタンパク質媒介効果を解明することに着手しました。 まず、機能的および非機能的 (CPC-) EV 調製物の含有量を比較することにより、ヒト微小血管内皮細胞 (HMEC-1) の活性化に関与する CPC-EV の機能的タンパク質成分を同定しました。 次に、CRISPR を用いたノックアウト (KO) EV の生成による、CPC-EV 媒介血管新生に対する個々の EV 関連タンパク質である妊娠関連血漿タンパク質 A (PAPP-A) とナイドゲン 1 (NID1) の寄与を研究しました。 /Cas9テクノロジー。 最後に、イオジキサノール勾配密度ベースの精製を使用して、EV 関連タンパク質と共単離されたタンパク質の CPC-EV 機能への寄与を調査しました。