Isolierung von mesenchymalen Stammzellen aus der Nabelschnur mit hoher Ausbeute und geringer Schädigung

Zusammenfassung

Diese Studie stellt ein einzigartiges stumpfes Dissektionsverfahren vor, um die Integrität von Wharton-Gelee (WJ) zu erhalten, was zu weniger beschädigtem WJ und einer größeren Menge und Lebensfähigkeit der entnommenen mesenchymalen Stammzellen (MSCs) führt. Die Methode zeigt eine überlegene Ausbeute und Proliferationsfähigkeit im Vergleich zu herkömmlichen scharfen Dissektionsmethoden.

Zusammenfassung

Mesenchymale Stammzellen (MSCs) sind eine Population multipotenter Zellen mit bemerkenswerten regenerativen und immunmodulatorischen Eigenschaften. Wharton-Gelee (WJ) aus der Nabelschnur (UC) hat als herausragende Quelle für MSCs im biomedizinischen Bereich zunehmend an Interesse gewonnen. Es sind jedoch Herausforderungen wie das begrenzte Angebot und die mangelnde Standardisierung bestehender Methoden entstanden. In diesem Artikel wird eine neuartige Methode zur Verbesserung der MSC-Ausbeute vorgestellt, indem intaktes WJ aus der Nabelschnur präpariert wird. Bei der Methode wird die Epithelschicht durch stumpfe Dissektion entfernt, wodurch die Integrität des gesamten WJ erhalten bleibt und die Menge und Rentabilität der geernteten MSCs erhöht wird. Dieser Ansatz reduziert den WJ-Abfall im Vergleich zu herkömmlichen scharfen Dissektionsmethoden erheblich. Um die Reinheit der WJ-MSCs zu gewährleisten und den externen zellulären Einfluss zu minimieren, wurde ein Verfahren durchgeführt, bei dem die innere Spannung zum Abziehen des Endothels nach dem Umklappen des UC verwendet wird. Zusätzlich wurde die Petrischale während der Explantatkultur für kurze Zeit invertiert, um die Anheftung und das Zellwachstum zu verbessern. Vergleichende Analysen zeigten die Überlegenheit der vorgeschlagenen Methode und zeigten eine höhere Ausbeute an WJ und WJ-MSCs bei besserer Rentabilität als bei herkömmlichen Methoden. Die ähnliche Morphologie und das Expressionsmuster von Zelloberflächenmarkern bei beiden Methoden bestätigen ihre Charakterisierung und Reinheit für verschiedene Anwendungen. Diese Methode bietet einen Ansatz mit hoher Ausbeute und hoher Lebensfähigkeit für die WJ-MSC-Isolierung und zeigt ein großes Potenzial für die klinische Anwendung von MSCs.

Einleitung

Seit der ersten Isolierung von mesenchymalen Stammzellen (MSCs) aus Wharton-Gelee (WJ) im Jahr 1991 haben diese multipotenten Stammzellen aufgrund ihrer regenerativen Eigenschaften und ihrer Fähigkeit zur Differenzierung mehrerer Linien große Aufmerksamkeit bei Forschern auf sich gezogen¹. MSCs können aus verschiedenen Quellen isoliert werden, darunter Knochenmark, peripheres Blut, Zahnpulpa, Fettgewebe, fetales Gewebe (Abtreibung beim Menschen) und geburtsbedingtes Gewebe². Die Nabelschnur (UC) hat sich aufgrund ihrer nicht-invasiven Natur, ihrer reichlichen Zellausbeute und Differenzierungsfähigkeit als vielversprechen....

Protokoll

Die Proben wurden von den einwilligenden, gesunden Spendern des Shenzhen Longgang District Maternity and Child Healthcare Hospital in Guangdong, China, entnommen. Die Verwendung von Humanproben für die Studie wurde von der Ethikkommission des Shenzhen Hospital, der Beijing University of Chinese Medicine (SZLDH2020LSYM-095) und der Medical Ethics Committee des Shenzhen Longgang District Maternity and Child Healthcare Hospital (LGFYYXLLS-2020-005) genehmigt. Alle Versuche wurden nach den genehmigten Richtlinien durchgeführt. Die Details zu den Reagenzien und den verwendeten Geräten sind in der Materialtabelle aufgeführt.

Diskussion

MSCs stellen ein dynamisches Forschungsgebiet mit tiefgreifenden Auswirkungen auf die regenerative Medizin^{dar 22}. Ihre einzigartigen Eigenschaften machen sie zu einem zentralen Punkt für wissenschaftliche Untersuchungen und bergen das Potenzial, die Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten und Verletzungen zu revolutionieren⁷. WJ-MSCs sind eine eigenständige Untergruppe der MSCs, die aus dem gallertartigen Bindegewebe innerhalb der UC gewonnen werden können, das sich zw.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
APC anti-human CD44 Antibody	Biolegend	338806
24-well cell culture plates	Thermo Scientific	142475
APC anti-human CD73 (Ecto-5'-nucleotidase) Antibody	Biolegend	344006
APC Mouse IgG1, κ Isotype Ctrl (FC) Antibody	Biolegend	400122
Autoclave	HIRAYAMA	HVE-50
Automatic Cell Counter	Countstar	FL-CD
BAMBANKER Cryopreservation Solution	Wako	302-14681
Cell Staining Buffer	Biolegend	420201
Centrifugal Machine	Eppendorf	5424R
Clean Bench	Shanghai ZhiCheng	C1112B
CO2 Incubator	Thermo Scientific	HERAcell 150i
D-PBS	Solarbio	D1040
Electro- thermostatic Blast Oven	Shanghai JingHong	DHG-9423A
FITC anti-human CD105 Antibody	Biolegend	323204
FITC anti-human CD90 (Thy1) Antibody	Biolegend	328108
FITC Mouse IgG1, κ Isotype Ctrl (FC) Antibody	Biolegend	400110
Flow Cytometry	Beckman	CytoFLEX
hemocytometer	Superior Marienfeld	640410
Intracellular Staining Permeabilization Wash Buffer (10×)	Biolegend	421002
Inverted Biological Microscope	ZEISS	Axio Vert. A1
Liquid Nitrogen Storage Tank	Thermo Scientific	CY50935-70
Normal saline (NS)	Meilunbio	MA0083
PBS	Solarbio	P1032
PE anti-human CD11b Antibody	Biolegend	393112
PE anti-human CD19 Antibody	Biolegend	392506
PE anti-human CD34 Antibody	Biolegend	343606
PE anti-human CD45 Antibody	Biolegend	368510
PE anti-human HLA-DR Antibody	Biolegend	307606
PE Mouse IgG1, κ Isotype Ctrl (FC) Antibody	Biolegend	400114
PE Mouse IgG2a, κ Isotype Ctrl (FC) Antibody	Biolegend	400214
Precision Electronic Balance	Satorius	PRACTUM313-1CN
Snowflake Ice Machine	ZIEGRA	ZBE 30-10
steriled 50 mL plastic tube	Greniner	227270
Thermostatic Water Bath	Shanghai YiHeng	HWS12
Trypsin 1:250	Solarbio	T8150
UltraGRO-Advanced	Helios	HPCFDCGL50
Ultrapure and Pure Water Purification System	Milli-Q	Milli-Q Reference
Xeno-Free Human MSC Culture Medium	FUKOKU	T2011301