脂肪干细胞的比较和胎盘干细胞分泌特点和面部抗衰老的

文摘

背景。间充质干细胞是在生物医学研究中最常用的种子细胞和组织工程。他们分泌蛋白质已被证明能扮演重要的角色在组织愈合。方法。我们孤立的脂肪干细胞和胎盘干细胞研究特征进行分析。分泌蛋白提取条件培养基和分析MALDI-TOF / TOF。条件媒介的抗衰老的效果是由面部皮肤的结果评估应用程序。结果。脂肪干细胞和胎盘干细胞被发现在他们的表面标记和multipotency非常相似。的特定的蛋白质分泌脂肪干细胞更擅长细胞粘附,迁移,伤口愈合,和组织重构,而由胎盘干细胞分泌的蛋白质更善于血管生成,细胞增殖、分化、细胞生存,免疫调节和胶原蛋白降解。虽然这两种条件培养液可以改善面部指数,改善黑色素指数注射后脂肪干细胞条件培养基更重要得多。结论。结果表明,颗粒物质的分泌蛋白质是理想的再生医学,尤其是在抗衰老的领域。

1。介绍

间充质干细胞是一种成年干细胞自我更新的属性和multipotency。它们可以用于生物医学研究、新药开发、和毒理学研究,等等1]。目前这种类型的细胞是一个焦点在临床研究与应用(2- - - - - -4]。

间充质干细胞可以改善的现象远端损伤器官治疗没有细胞迁移和细胞分化表明细胞液发挥重要作用在组织和器官修复(5- - - - - -7]。除了细胞分化和增殖,分泌的蛋白质也代表了一个重要的扩展干细胞的功能(8,9]。

近年来,脂肪干细胞再生医学(对asc)收到了极大关注。研究表明,对asc既丰富又不同的活动在我们的身体(10]。对asc也有非常相似的特征和分类与骨髓间充质干细胞。因此,增殖,分化,检查参与组成分泌腺,对asc的特点被认为是有利于组织保护,antiapoptosis,和细胞替换11]。此外,脂肪组织很容易收获在整形手术,使ASC一种可访问的和理想的成人干细胞。

对asc的问题被限制在化妆品和临床应用。由于有大量的临床应用的要求,我们也选择使用胎盘干细胞已经在这个secretomics研究[12]。胎盘组织是一个关键配件保护、营养、呼吸、排泄的胚胎。研究人员从成熟的胎盘分离出间充质干细胞,发现已经被表达间充质干细胞的典型基因以及其他一些特定的基因(13]。此外,胎盘是胎儿的发展的重要养分,可以分泌很多发展的因素,如粒细胞集落刺激因子(g - csf)集落刺激因子(gm - csf)、巨噬细胞集落刺激因子(csf)和干细胞因子(SCF) [14]。由此,我们推测,已经被检查参与组成分泌腺的有独特的特点。

secretomics特征的间充质干细胞还不清楚,因为文化的差异状况,培养基,扩张时间,等等。在我们的研究中,我们利用一个分泌蛋白质的提取方法适合临床应用和分析对asc secretomes的和已经被。此外,我们研究了抗衰老的能力在人类面部皮肤分泌的因素。

2。方法

这项研究获得了知情同意的人体试验的志愿者根据赫尔辛基宣言和被批准的江苏省医学伦理的社会。

2.1。脂肪干细胞隔离和胎盘干细胞

一个样本的100毫升的脂肪组织最初是从一位45岁的女性整容手术的病人。脂肪组织是与无菌磷酸盐生理盐水洗了三次(PBS)。洗组织切成块,消化了胶原酶(I型胶原酶,沃辛顿,美国)四十分钟37°C和温和的风潮。酶活性与杜尔贝科中和修改鹰介质(DMEM)补充2%胎牛血清的边后卫,以及组织与150年被过滤μm过滤器。在300 g离心10分钟后,颗粒细胞在DMEM resuspended含有2%人类血小板溶解产物(hPL)和1% penicillin-streptomycin,培养,扩大在37°C公司5%₂孵化器。

胎盘组织与PBS清洗去除血液。组织碎成小块和孵化0.2%胶原酶二世一小时在37°C,以便彻底消化和过滤250μ米金属筛切除的组织碎片。收集的细胞在300 g离心10分钟,用PBS洗了三次。然后细胞颗粒悬浮在DMEM和hPL 2%和1% penicillin-streptomycin 37°C 5%孵化有限公司₂孵化器。

2.2。脂肪干细胞和胎盘干细胞的特征

确认多能——的可微性细胞向成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞进行了分析。两种类型的细胞被镀在3×10的密度⁴细胞/厘米²在菜肴通道3。一旦细胞汇合的90%,完成介质代替了诱导介质(成骨的介质:完成中补充了50μ抗坏血酸,0.1μM地塞米松,10毫米b-glycerolphosphate;脂肪形成的媒介:完全培养基补充了1.0μ地塞米松,10毫克/毫升胰岛素,100μM吲哚美辛,500μM IBMX;chondrogenic介质:完成中等penicillin-streptomycin 1%, 1%(胰岛素,转铁蛋白、硒),100 nM地塞米松,50μg / mL L-ascorbic酸2-phosphate 10 ng / mL TGFβ1,500 ng / mL BMP6)。20天,细胞被沾油红O脂肪形成的感应,茜素红S成骨诱导,或红色染料O chondrogenic归纳。荧光激活细胞分类(流式细胞仪)分析,收集培养细胞和孵化CD29-fluorescein异硫氰酸酯(FITC) CD34-FITC, CD71-FITC, CD90-FITC在4°C为30分钟,然后用流式细胞术分析。

2.3。分泌蛋白的提取条件培养液(CM)

对asc和已经被文化盘子洗了三次PBS和培养在一夜之间在DMEM培养基组成,营养混合物F-12 (DMEM / F-12),和0.2% hPL导致约6 - 8×10⁶细胞。24小时后,无血清培养系统中收集和新鲜的是补充道。使用0.22 CM是过滤μm过滤,离心Amicon超15毫升(MWCO 3 kD,微孔)在4°C 4000 g 30分钟,然后集中5倍使用超滤膜为3.5 kD和聚乙二醇在4°C。总的来说,CM集中在上述过程约15倍。初始浓度是1000毫升0.389±0.04毫克/毫升,最后是70毫升的浓度毫克/毫升。冷冻干燥粉制备无菌青霉素瓶使用冷冻干燥器(Boyikang Corp .),北京)。

2.4。MALDI-TOF / TOF分析

蛋白质识别实验进行积极的模式使用MALDI-TOF / TOF 7090系统。凝固态胰蛋白酶消化的蛋白质进行了使用一个为胶液消化设备制造商推荐的协议后(日本岛津公司奎托斯,《京都议定书》)。在沉积到MALDI板之前,所有样本脱盐和浓缩C18 ZipTip按照推荐方案(微孔,马萨诸塞州)。肽提取物中筛选了2的浓溶液,5-dihydroxybenzoic酸(12.5毫克/毫升)与50%乙腈和0.1%三氟乙酸在水和MALDI目标板上发现。TOF光谱被记录在反射模式的质量范围从500年到2000年。每个光谱是200年的累积平均激光枪。胰蛋白酶自体溶解离子峰的光谱被校准(842.51和2211.10)。使用获得的肽质量指纹(及吉祥物搜索引擎100 ppm的宽容和一个错过的裂解位点。

2.5。应用于面部抗衰老的

18岁的青年志愿者被随机分为3组,每组6:ASC-CM集团PSC-CM组和对照组。CM ASC或PSC溶解成注射透明质酸(HA)和注入每个人的面部皮肤和DermaQueen设备(首尔,韩国)。注入深度为0.1毫米,间隔约2毫米,体积是2μ我在每一个点。ASC-CM组注射包含2毫克/毫升ASC-CM公顷,PSC-CM组注射包含2毫克/毫升PSC-CM哈,和对照组被注射包含0.2% hPL公顷。后15天内注入,每个志愿者的面部皮肤测试有勇气& Khazaka电子GmbH德国科隆。检测指标包括红斑、黑色素、Glossymeter TEWAmeter, Corneometer。皮肤发红的强度是衡量使用红斑指数(红斑)。皮肤的黑色素指数代表了黑暗(黑色素)。Glossymeter是用来测量光泽肌肤。TEWAmeter用于评估表层水分损失(TEWL)和评估水皮肤屏障功能。Corneometer可以确定皮肤的含水量。

2.6。统计分析

测量数据是描述使用平均值和标准偏差,并使用成对的区别进行了分析以及和方差分析(方差分析)。所有的分析都是由占据(12.0版)使用统计学意义。

3所示。结果

3.1。脂肪干细胞和胎盘干细胞的特征

对asc和已经显示相同的形态学特征呈贴壁细胞在通道1和通道3(图1)。在流式细胞仪分析中,这两种类型的细胞表达相同的表面蛋白,如CD29、CD34、CD71。在这项研究中,CD90的表达在ASC PSC的80.45%和47.1%(图1)。multipotency分析中,这两种类型的细胞成功地分化成软骨细胞、脂肪细胞和骨细胞(图2)。实验表明,这两种细胞非常相似的特征和功能符合间充质干细胞的特性。

3.2。分泌蛋白的特性

在我们MALDI-TOF / TOF分析,11厘米的蛋白质被确定这两种类型的细胞:血管内皮生长因子(VEGF)、csf,基质细胞衍生因子- 1 (SDF-1),转化生长因子-β(TGF -β)、肿瘤坏死因子-α(肿瘤坏死因子-α),interleukin-1 (il - 1)、白细胞介素- 6 (il - 6)、肝细胞生长因子(HGF)、胰岛素样生长因子- 1 (igf - 1)、metalloproteinase-2 (MMP-2)和interleukin-8(引发)(表1)。11蛋白质是完全确定PSC-CM:单核细胞趋化蛋白1 (MCP-1)(也称为趋化因子配体2,CCL2),自洽场,基本成纤维细胞生长因子(FGF-2),纤维母细胞生长因子7 (FGF-7),而(ANGP-1),胎盘生长因子(PGF), adrenomedullin (AM),纤溶酶原激活物(PA),血小板源生长因子(PDGF) metalloproteinase-1(金属蛋白酶- 1),和metalloproteinase-9 (MMP-9)(表2)。ASC-CM 10蛋白质只确认:酸性成纤维细胞生长因子(FGF-1), g - csf, CM-CSF,色素epithelium-derived因素(PEDF),金属蛋白酶抑制剂1 (TIMP-1)、纤溶酶原激活物抑制剂(PAI)、结缔组织生长因子(CTGF), collagen-1, collagen-6,纤连蛋白(FN)(表3)。肽序列识别的细节补充1所示的网上补充材料http://dx.doi.org/10.1155/2016/7315830。

根据分子功能UniProt数据库中的信息,我们发现,在ASC-CM,总蛋白质的52.4%类型生长因子,细胞因子是38.1%,19%是有丝分裂原。PSC-CM,总蛋白质的54.5%类型生长因子,31.8%是细胞因子,31.8%是有丝分裂原,22.7%是开发蛋白质,18.9%是蛋白酶,18.9%是水解酶(图3)。根据生物过程的分析,我们发现ASC-CM总蛋白质的19%类型的血管生成函数,14.3%参与炎症反应,有14.3%的细胞粘附功能,有9.5%的细胞分化功能,9.5%有趋化性函数,9.5%参与了急性期反应。PSC-CM, 22.7%的总蛋白类型血管生成函数,18.2%参与炎症反应,有18.2%的细胞分化功能,13.7%有趋化作用函数,13.7%胶原降解功能(图3)。几乎所有的研究蛋白质分泌蛋白;有些蛋白质还发现在细胞外基质中,细胞膜,细胞核,等等。

分泌蛋白的蛋白质相互作用分析了ASC和PSC的字符串10.0。交互网络是连接线路的厚度代表力量的证据(图4)。我们发现所有的蛋白质可能与他人交流;一些蛋白质更活跃的功能多个交互点。相对更活跃蛋白两种白细胞介素6厘米,IL8 MMP-2 TGF -β、VEGF、igf - 1和SDF-1(也称为CXCL12)。ASC-CM,独特的活性蛋白质CTGF, FN, TIMP-1, PEDF(也称为SERPINF1)。PSC-CM,独特的活性蛋白质FGF-2, CCL2, FGF-7,金属蛋白酶- 1,MMP-9。这个研究表明大多数活性蛋白质ASC-CM和PSC-CM是相同的。相对,ASC-CM有更多的蛋白质参与促进细胞粘附的作用,金属蛋白酶抑制,和纤溶酶原激活物;PSC-CM有更多的蛋白质参与的作用促进细胞增殖,分化和迁移,炎症反应,胶原蛋白变性。

3.3。人类面部皮肤抗衰老的功能

没有明显差异在三组之间的面部索引注入。后15天内注射、索引的红斑、黑色素,Glossymeter, TEWAmeter, Corneometer ASC-CM组与对照组相比有所改善。索引的黑色素,Glossymeter、TEWAmeter Corneometer PSC-CM组还演示了改进与对照组相比。只有ASC-CM集团的黑色素指数明显低于PSC-CM组(图5)。根据方差分析分析,三组中有显著差异红斑指数(,),黑色素指数(,),Glossymeter (,),TEWAmeter (,)和Corneometer (,),分别。

4所示。讨论

在这项研究中,对asc和已经被用作种子细胞因为脂肪组织和胎盘是在日常医疗实践理想的干细胞来源。此外,对asc和已经也理想替代品自体骨髓间充质干细胞由于其相似的特征。在我们的研究中,这两种细胞表现出相似的表面标记和multipotency其他间充质干细胞;这些结果是一样的先前的研究。

利用厘米是一种新型的无细胞治疗临床应用策略;集中配置管理部分功能的间充质干细胞(15,16]。越来越多的证据表明,msc的治疗作用主要是他们独特的旁分泌相关属性(17]。在我们先前的研究,ASC-CM被证明有能力促进全层皮肤缺损模型愈合和人类皮肤激光损伤愈合(18]。在另一个研究中,ASC-CM促进小鼠肝再生和白蛋白增加表达式(19]。有少得多的基础和临床研究已经和厘米。在在体外研究显示人类chorion-derived干细胞分泌因子的提高人类成纤维细胞的激活和影响伤口愈合20.]。

hPL作为细胞培养的无血清培养基,因为hPL不应用时诱导免疫反应在活的有机体内和细胞培养提供足够的营养21- - - - - -23]。在这个研究中,hPL并不影响细胞表面标记物的表达或多功能分化的特点。因此,hPL是一种理想的细胞在无血清培养基补充和无细胞的研究。

MALDI-TOF / TOF分析、生长因子蛋白占总数的52.4%和54.5%分泌蛋白质ASC-CM PSC-CM,分别。这些生长因子可以刺激细胞生长,增殖,分化和成熟24,25]。例如,VEGF和FGF促进动脉和血管的形成26,27]。细胞因子是重要的细胞信号分子,占总数的38.1%和31.8%分泌蛋白质ASC-CM PSC-CM,分别。一般来说,细胞因子与造血细胞和免疫系统细胞;淋巴因子,其中包括趋化因子、干扰素、白介素和肿瘤坏死因子(28,29日]。细胞因子在调节之间的平衡是很重要的体液和细胞免疫反应,可能是一个中性的词来影响细胞增殖(30.]。然而,一些细胞因子促进细胞分裂,生长因子,如g - csf - csf和gm - csf。促细胞分裂剂是一种化学物质,刺激有丝分裂(31日]。开发蛋白质在胚胎的发展起着重要的作用。此外,许多分泌蛋白质有多个分子功能。在生物过程的分析,我们发现,蛋白质参与血管生成和炎症由两种CM中的一个主要部分。然而,在ASC-CM,有更大比例的细胞粘附蛋白;PSC-CM有更大比例的蛋白质与分化相关,趋化作用,胶原蛋白降解。这可能表明ASC-CM更适合细胞粘附,PSC-CM更适合促进细胞分化和趋化性。

蛋白质相互作用网络的分析,蛋白质网络的内层被认为有更多的活性蛋白质功能。活性蛋白两种类型的厘米包括白细胞介素6、IL8, MMP2, TGFB1, VEGFA, igf - 1和CXCL12。白细胞介素是一组的细胞因子,促进T和B淋巴细胞的发育和分化和造血细胞32]。il - 6和引发促进造血干细胞增殖和分化和调节免疫反应和趋化性33,34]。MMP2参与细胞外基质的分解,如在胚胎发育、繁殖和组织重构(35]。TGF-B是一种多功能蛋白,控制细胞增殖,分化和其他功能(36]。VEGFA活跃在血管生成,血管生成和血管内皮细胞生长(37]。IGF刺激经济活动(38]。CXCL12强烈趋化淋巴细胞和间充质干细胞和血管生成中起着重要的作用39]。上述表明,血管生成的功能,细胞增殖、分化、炎症反应和趋化性蛋白质中发现了两种厘米。

独特的活性蛋白质ASC-CM包括CTGF, FN, TIMP-1, SERPINE-1 (PAI)。CTGF是一个主要的结缔组织mitoattractant [40]。纤连蛋白促进细胞活性、附着力和提高伤口愈合(41]。TIMP-1抑制金属蛋白酶不可逆地结合其催化锌代数余子式(42]。SERPINE-1是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂(43]。总体而言,这些蛋白质更擅长细胞粘附、迁移、伤口愈合和组织重构。

独特的活性蛋白质PSC-CM包括FGF2 FGF7、CCL2, MMP1、MMP9。FGF2 FGF7也扮演着重要的角色在胚胎发育的调控,细胞存活、细胞分裂,血管生成,细胞分化,细胞迁移44]。CCL2是一个吸引单核细胞和嗜碱粒细胞趋化因子和增强单核细胞抗肿瘤活性45]。MMP1、MMP9分裂类型I, II, III, IV, V,七世,X胶原蛋白(46]。上述表明,蛋白质独特PSC-CM更擅长于血管生成,细胞增殖、分化、细胞生存,免疫调节和胶原蛋白降解。

面部老化是一个复杂的过程,影响三维形状和纹理,如干燥、粗糙、失去光泽,皱纹。对asc整形手术中最常用的种子细胞。ASC-CM也被证明发挥重要作用在预防光老化皮肤细胞;我们之前的研究已经证明,TGF-b是一个重要的抗衰老的蛋白质。为了比较ASC-CM和PSC-CM皮肤老化的影响,我们两厘米注入面部皮肤和面部皮肤指数分析。注射后,大大改善了面部索引两厘米,如红斑和黑色素。ASC-CM PSC-CM只有不同指数的黑色素。虽然CM的分泌蛋白质的细胞类型被发现,抗衰老的机制还需要进一步调查。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突存在。

作者的贡献

燕许和郭Shilei同样对本文亦有贡献。

承认

所有作者感谢Bingrong周对他有价值的实验有所帮助。

补充材料

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