アスコルビルリン酸ナトリウムと結合した感熱性ヒドロゲルがヒトの臍帯の形成を促進します

Scientific Reports volume 13、記事番号: 11909 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

移植された幹細胞の生存率の低さと機能の制限により、創傷回復における幹細胞の有効性が大幅に制限されると考えられています。 したがって、これらの問題を解決するための革新的な治療戦略を特定する必要があります。 まず、培養 HUCMSC の生存および遊走に対する PF-127 ヒドロゲル単独および SAP との組み合わせの生物学的効果を、細胞生存率、アポトーシス、および引っ掻き傷アッセイによって評価しました。 黄色ブドウ球菌および大腸菌を使用して、PF-127 と SAP の組み合わせの抗菌活性を評価しました。 さらに、HUCMSCs 馴化培地 (HUCMSCs-CM) が in vitro でヒト臍帯静脈内皮細胞 (HUVECs) の血管新生と遊走を促進する能力を、管形成およびトランスウェル遊走アッセイを使用して評価しました。 最後に、PF-127 と SAP 足場に包埋された HUCMSC をマウスの切除皮膚創傷床に投与しました。 組織学的および免疫組織化学的分析を使用して、PF-127/HUCMSC/SAP ハイドロゲルの創傷治癒能力および細胞応答を調査しました。 PF-127 は HUCMSC に対して細胞毒性を示しましたが、SAP の添加により、in vitro で PF-127 ハイドロゲルにカプセル化された HUCMSC の細胞生存率が大幅に促進され、アポトーシスが軽減されました。 SAP の補給により、in vitro での HUCMSC の遊走に対する PF-127 の阻害効果が実質的に無効になりました。 PF-127 と SAP の組み合わせは、黄色ブドウ球菌と大腸菌に対して明らかな静菌機能を発揮しました。 さらに、SAP との共処理は、in vitro での HUVEC の血管新生および遊走に対する HUCMSCs-CM の刺激効果を著しく増強する可能性があります。 PF-127 と SAP 包埋 HUCMSC の併用移植により、創傷治癒プロセスが大幅に加速され、増殖細胞と新たに形成された血管の数が促進され、血管内皮増殖因子の発現が増強されました。 SAP と組み合わせた PF-127 は、細胞生存、抗菌作用、および血管新生を促進することにより、HUCMSC を介したマウスの外傷性創傷閉鎖に寄与します。 私たちの結果は、外傷性皮膚欠損の臨床治療に対する理論的基盤を提供しました。

外傷性皮膚損傷は、正常な皮膚組織の構造的および機能的完全性の破壊を引き起こす可能性があります1。 表皮のみに損傷を与える表面の皮膚損傷は完全に自己治癒しますが、下層の真皮を損傷する深部の皮膚損傷は、自己修復能力の制限、重度の微生物感染、および異常な線維性瘢痕を示します2。 大きな皮膚創傷、重篤な皮膚損傷、皮膚熱傷などの重度の皮膚病変の治療には、多くの場合、デブリードマン手術、成長因子の補充、または創傷生物活性包帯による陰圧療法が必要です3、4。 それにもかかわらず、これらの治療の治療効果は、多くの患者にとって満足のいくものではないことがよくあります。

現在、間葉系幹細胞（MSC）ベースの治療は、上皮の補充、血管新生の促進、炎症の制御を介した組織再生と創傷治癒への効果的なアプローチとして認識されています5、6。 特に、ヒト臍帯由来 MSC (HUCMSC) は、採取の反復性、侵襲性の低い収集プロセス、および MSC の収量が高いため、前臨床試験および臨床試験で最も広く使用されています。 HUCMSC は、他の MSC よりも寿命が長く、増殖能力が高く、細胞分化能力が強いため、再生医療の理想的な細胞源と考えられています 7、8、9。 創傷再生に関するこれまでの研究では、間葉系幹細胞を送達する一般的な方法は注射でした。 同時に、治療効率は、移植された MSC の生着不良、保持期間の短さ、生存率の低さによって制限されていました 10、11、12。

組織工学研究の最近の進歩により、創傷微小環境における MSC の生存時間を延長する生体材料ベースの足場と MSC の組み合わせは、創傷を若返らせるための有望な代替手段として機能しています。 Pluronic F-127 は、低温では液体として存在し、温度が上昇すると半固体ゲルとして存在する熱に敏感なハイドロゲルです 13。 PF-127 は生体内に移植された後、急速に分解され、宿主に対する副作用はほとんどありません。 米国 FDA は、幹細胞の臨床利用のために PF-127 を認可しました 14。 PF-127 ハイドロゲルにカプセル化されたウォートンゼリー MSC は、マウスの糖尿病性創傷治癒を大幅に促進できます 15。 ウェンら。 は、PF-127 を使用して MSC をウサギの脊椎固定に送達し、この化合物が MSC 単独よりも優れていると報告しました 16。 別の研究では、PF-127 が間質細胞由来の細胞外小胞の保持に有益であり、PF-127 の適用により関節食道瘻の修復と再生が改善されたことが報告されています 17。 しかし、PF-127 はカプセル化された細胞の生存に細胞毒性効果を及ぼすことが報告されているため、皮膚創傷の治療に PF-127 を適用することには障害があります 15、18、19。 PF-127 の細胞毒性の低減に関する研究では、膜安定化剤の供給により PF-12720 における MSC の生存率が顕著に促進されることが実証されました。