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軟骨変性疾患に対する再生医療の臨床応用を妨げる要因の 1 つは、適切な細胞源です。軟骨の唯一の細胞型である軟骨細胞は、細胞数を増やす培養条件下でインビトロで増殖させられますが、硝子軟骨組織を生成する能力とともに表現型を失います。この研究では、血清および成長因子を含まない三次元 (3D) 培養系が、継代された軟骨細胞の in vitro での軟骨組織形成能力 (sox9 を含むプロセス) を回復することを確認しました。ウシ関節軟骨細胞は、細胞数の拡大 (P2) を可能にし、インスリンとデキサメタゾンを補充した高グルコース含有培地 (SF3D) 内の 3D II 型コラーゲンでコーティングされた膜上で高密度で培養します。細胞は、単層増殖後、3D 培養後にフローサイトメトリー、遺伝子発現、および組織学によって特性評価されました。再分化中のシグナル伝達経路の初期変化が特徴付けられました。P2 細胞は、99% CD44(+) および 40% CD105(+) の前駆細胞様抗原プロファイルと、インターゾーン細胞を示唆する遺伝子発現プロファイルを示しました。SF3D の P2 は軟骨形成遺伝子を発現し、細胞外マトリックスを蓄積しました。HNMPA-(AM3) によるインスリン受容体 (IR) またはウォルトマニンによる PI-3/AKT キナーゼ経路 (インスリン治療により活性化) の下方制御は、コラーゲン合成を阻害しました。HNMPA-(AM3) は、Col2、Col11、および IR 遺伝子、ならびに Sox6 および Sox9 の発現を減少させました。HNMPA (AM3) 処理細胞の免疫共沈降およびクロマチン免疫沈降分析では、コアクチベーター Sox6 および Med12 と Sox9 の結合が示されましたが、Sox9-Col2a1 の結合は減少しています。硝子様軟骨組織の形成は、一部はインスリン媒介 Sox9-Col2a1 結合によって行われます。このアプローチによって生成された組織が関節修復に使用できるかどうかは、生体内で検査する必要があります。