基于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）支架的间充质基质细胞输送系统的优化：在皮肤损伤患者中的潜在临床应用

《Injury》：Optimization of a mesenchymal stromal cells transportation system on polyethylene terephthalate based scaffold: potential clinical use in patients with skin injuries

MSCs在PET膜上的运输及功能维持研究显示，在37℃和室温条件下培养24小时，MSCs的黏附性、存活率、增殖能力和多向分化能力与塑料培养皿相当，且维持典型纤维母细胞形态。该系统可同时用于MSCs运输和创面治疗。

　　

亚历杭德罗·维拉-西丰特斯（Alejandro Villa-Sifontes）、吉塞尔·拉莫斯-冈萨雷斯（Giselle Ramos-Gonzalez）、贝扎贝丝·佩雷拉（Betzabeth Pereira）、奥尔加·维蒂格（Olga Wittig）、迪拉娜·迪亚兹-索拉诺（Dylana Diaz-Solano）和何塞·E·卡迪埃（Jose E. Cardier）

细胞治疗部门 - 细胞与分子病理学实验室，再生医学中心，委内瑞拉科学研究所（IVIC），地址：加拉加斯1020-A，邮编21827

摘要

间充质基质细胞（MSCs）已被用于诱导严重皮肤伤口患者的皮肤再生。然而，将这些细胞从细胞治疗单位运输到医院是临床应用中的一个重要问题。已经使用了几种类型的合成生物材料支架来输送不同类型的细胞。其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）支架显示出能够维持MSCs的活力和生物功能。本研究旨在评估在PET膜上接种的MSCs在不同细胞培养条件下的活力和功能，以探讨其作为细胞运输系统的可行性。在实验中，人类MSCs被接种在PET膜上（MSCs/PET），并在37°C或室温（RT）下培养24小时。评估了所有实验条件下的细胞黏附性、活力、增殖能力、迁移能力和多能分化能力。在37°C或RT下培养24小时后，MSCs在PET膜和塑料培养皿中的存活率、活力、增殖能力和多能分化能力相似。显微镜观察显示，在这两种温度条件下，接种在PET膜或塑料培养皿上的MSCs均呈现典型的成纤维细胞形态。我们的结果表明，PET膜是运输MSCs的理想支架。MSCs-PET系统不仅可以用于将MSCs输送到医疗机构，还可以作为基于细胞的创面敷料系统，用于促进烧伤等皮肤伤口患者的皮肤再生。

引言

伤口是一个重要的公共卫生问题，这使得细胞治疗成为传统疗法的一个有吸引力的替代方案。临床前和临床研究表明，间充质基质细胞（MSCs）可以促进皮肤伤口的快速上皮化[1]。这些细胞通过多种机制促进伤口愈合，包括调节炎症、促进血管生成以及刺激上皮重塑过程中的细胞迁移[2]。这些效应主要是由细胞分泌的旁分泌因子介导的[1]。

尽管MSCs具有潜在的治疗应用价值，但众所周知，这些细胞的移植效果有限，主要是因为它们在损伤部位的定位、滞留和存活能力较差[3]。为此，人们采用了替代方法来提高细胞在伤口部位的滞留，例如局部注射细胞悬浮液或使用支架辅助细胞移植[1]。研究表明，与直接将MSCs应用于伤口相比，使用支架可以改善MSCs在皮肤伤口中的存活和增殖情况[4]。此外，多项临床前研究显示，支架辅助细胞移植在慢性伤口治疗中具有令人鼓舞的结果[1]。

鉴于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜广泛用于伤口和烧伤的敷料，它可能是一种适合用于细胞运输的支架。先前的多项研究表明，MSCs以及其他类型的细胞（如成纤维细胞、上皮细胞、半月板细胞和内皮细胞）在PET表面生长良好[[5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]]。我们最近报道了通过植入负载有MSCs的PET膜来促进皮肤伤口愈合的情况[12]。这些结果表明，PET膜可能是一种有前景的MSCs支架，适用于急性或慢性伤口的治疗。

考虑到将MSCs移植给患者可能需要从细胞治疗单位运输到远处的医院，我们研究了在两种温度条件下接种在PET膜上的MSCs是否能够保持其活力和生物功能。我们之前的研究发现，接种在胶原蛋白微球上并整合到富含血小板的血浆凝块中、并在室温或37°C下培养24小时的人类骨髓MSCs，其活力和迁移能力优于在4°C下培养的细胞[13]。因此，在本研究中，我们评估了这些细胞在标准培养条件下（37°C和RT）在PET膜上的功能和活力。

试剂和培养基

FITC和藻红蛋白（PE）标记的抗人类CD73和CD90单克隆抗体来自BD Biosciences（美国新泽西州弗兰克林莱克斯）。TrypLE^TM Express来自Invitrogen。Alpha MEM培养基来自Life Technologies（美国），Chang培养基来自Irvine Scientific（美国），10%胎牛血清、谷氨酰胺和抗生素来自Gibco（美国）。成骨和成脂分化补充剂、胎牛血清、谷氨酰胺和抗生素也来自Gibco（美国）。TELFA CLEAR^TM来自...

MSCs的特性

本研究中使用的MSCs附着在培养塑料瓶上，并显示出类似成纤维细胞的形态（图2A）。流式细胞术分析显示MSCs表达了CD73和CD90标志物（图2B）。

在不同培养条件下接种在PET膜上的MSCs的黏附性和活力

MSCs被接种在PET膜上，并在室温（RT）和37°C下培养。培养5小时后，两种条件下的MSCs都附着在PET膜上，表现出典型的细长形态（图3A）。在两种温度条件下，MSCs的活力相似（均超过90%，p > .05）。

讨论

MSCs是细胞治疗中用于组织再生最常用的细胞[14]。然而，将这些细胞从细胞治疗单位运输到医院仍然是临床应用中的一个主要挑战。已经使用了多种支架来运输细胞[15]。理想的支架系统必须能够维持细胞的活力和生物功能。最近的研究表明，基于PET（Telfa?）的支架可以...

数据获取

支持本研究结果的数据可向相应作者索取。

作者贡献

亚历杭德罗·维拉-西丰特斯（Alejandro Villa-Sifontes）和吉塞尔·拉莫斯-冈萨雷斯（Giselle Ramos-Gonzalez）设计了研究方案、分析了数据并撰写了论文；贝扎贝丝·佩雷拉（Betzabeth Pereira）、奥尔加·维蒂格（Olga Wittig）和迪拉娜·迪亚兹-索拉诺（Dylana Diaz-Solano）设计了研究方案、分析了数据并撰写了论文。

资助

本研究得到了Mincyt（人民权力部科学技术部）的资助，项目编号为2011000906。

伦理声明

所有作者对本手稿的贡献如下：1）研究的设计和构思、数据的获取、数据的分析和解释；2）文章的起草和修订；3）最终版本的批准。

2. 本手稿尚未提交过发表。其中包含的所有数据均为作者的原创数据，未曾发表过。作者声明没有利益冲突。