Translate this page to:
Japanese
In JoVE (1)
Other Publications (14)
- Journal of Cellular Biochemistry. Supplement
- The Journal of Clinical Investigation
- Experimental Hematology
- Stem Cells (Dayton, Ohio)
- The Journal of Biological Chemistry
- The Journal of Clinical Investigation
- Cell Stem Cell
- Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
- Stem Cells (Dayton, Ohio)
- Stem Cells (Dayton, Ohio)
- Stem Cells (Dayton, Ohio)
- Journal of Cardiovascular Pharmacology
- Stem Cells (Dayton, Ohio)
- American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology
Automatic Translation
This translation into Japanese was automatically generated.
English Version | Other Languages
Articles by Susan M. Majka in JoVE
JoVE General
ヘキストの分離および特性評価低 CD45負マウス肺間葉系幹細胞
1Charles C. Gates Regenerative Medicine and Stem Cell Biology Program, University of Colorado Denver, 2Department of Medicine, University of Colorado Denver, 3Cancer Center, University of Colorado Denver, 4Webb Waring Institute, University of Colorado Denver
この記事では、マウスの常駐肺間葉系幹細胞（肺MSC）、それらの拡大、特性評価および免疫調節特性の分析の分離を示しています。
Other articles by Susan M. Majka on PubMed
幹細胞：ミニレビュー
生涯のコースを通して可塑性を維持し、成人由来幹細胞の同定は、幹細胞生物学の分野を変えてきました。骨髄は、造血幹細胞（HSC）は、これらの多能性細胞の最もよく特徴付けられた集団である導出した。最初の再構成血液系統や救助致死量の放射線照射のホストへの能力を識別し、これらの細胞は、分化し、骨格筋、心筋細胞、血管内皮、肝臓、脳組織に統合することが示されている。などabilityto流出生体色素Hoecsht 33342、HSCの様々な集団は、そのようなSCA-1、C-KIT、CD34、およびLINなどの細胞表面マーカーの発現を、悪用し、検討されている。 in vivoでの様々な組織型に移植されたドナー由来の細胞の検出は骨の折れるプロセスであると検出する比色反応や抗体標識または蛍光顕微鏡を介してだけでなく、in situハイブリダイゼーション緑色蛍光タンパク質（GFP）を介してβ-ガラクトシダーゼの検出を含むことができるY染色体。これらの技術を使用して、検索は、ホスト組織再生、自己再生し、分化が可能な組織特異的幹細胞のために始めました。実験でこれらのタイプを解釈するとき、彼らが刺激されていますが、技術の限界は、誤解を招くような結果を提供する可能性があるため注意が付勢されている。
骨格筋における異なる前駆細胞集団は血管再生時には骨髄由来であり、異なる細胞の運命を出展
血管前駆細胞は、以前、血液や骨髄から単離された。ここに、我々は存在する、大人の骨格筋内に常駐する血管前駆細胞の表現型は、潜在的な、原点を定義します。非常に再構成する血しない造血幹細胞と非SP細胞を精製したサイドポピュレーション（SP）：細胞の2つの異なる集団が同時に後肢筋から単離した。筋SP細胞が由来することが判明し、骨髄のSP細胞によって補充されたが、筋肉の環境の中で、彼らは骨髄のSP細胞から表現型異なっていた。非SP細胞はまた、骨髄幹細胞と間葉表現型を有する含まれている前駆細胞から派生した。筋肉SPと非SP細胞は、ROSA26マウスから単離し、直接遺伝的に一致した受信者の損傷した筋肉に注射した。 SP細胞は、血管の再生中に、内皮細胞に移植し、非SP細胞は平滑筋に移植。したがって、血管前駆細胞の異なる集団が、骨格筋内に常駐している骨髄由来しており、損傷によって誘発された血管の再生中に別の細胞の運命を示す。
変化した表現型および筋由来造血幹細胞の機能低下
骨格筋由来細胞は、致死量放射線照射したマウスの主要な末梢血の系譜を再作成するため、造血幹細胞（HSC）のように動作する可能性があります。我々は最近、HSC活性を持つ筋細胞（MS-HSC）急行CD45およびSCA-1は、造血の起源を示唆していることが示されている。ここでは、MS-HSCの表現型に関する文献の矛盾を明確にし、正確にこれらの細胞の造血の起源を定義しようとした。
新規住民肺幹細胞の同定：肺サイド人口のフォームと機能
居住者の肺幹細胞は間充織、上皮、血管系を含む、肺組織のすべての系統を交換するために機能する。肺側の人口（SP）細胞の表現型は現在調査中です。それらの機能は現在不明です。最近のデータでは、肺のSP細胞は、臓器特異的肺前駆体の濃縮、組織固有のソース、したがって、成体幹細胞の源であるを示唆している。成人の肺のSP細胞集団を単離し、幹細胞、上皮細胞、間葉系の系統を示すマーカーの発現について特徴づけられている。これらの研究は、成体マウス肺SPはCD45-間葉系集団内に存在する上皮細胞と間葉の潜在的なだけでなく、骨髄由来のCD45 +集団内に存在する限られた造血能力を持っていることが判明しました。これらの成人の肺前駆細胞を同定する能力は、私たちはさらにこれらの細胞や組織の恒常性と損傷応答の調節における役割の可能性を検討することができます。このターゲット集団の識別は、潜在的にそれ以前の治療や、長期、負傷した肺組織および肺の健康機能回復を可能にします。
CAMP-応答エレメント結合Protein/ATF1の枯渇は異所性CCAAT /エンハンサー結合蛋白質（C / EBP）、アルファ、C / EBPベータ、またはPPARガンマ2を発現する3T3-L1細胞の脂肪細胞の変換を阻害する
脂肪細胞に脂肪細胞の分化は、 "マスタ脂肪細胞レギュレータ、" CCAAT /エンハンサー結合蛋白質（C / EBP）のベータ版、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体ガンマ（PPARgamma）、およびC / EBPαの発現によって調整されます。さらには、cAMP応答エレメント結合タンパク質（CREB）の活性化が必要と脂肪細胞の変換を促進し、成熟脂肪細胞のアポトーシスを防ぐために十分である。このレポートでは、CREBとプローブ脂肪細胞の後期段階におけるCREBの機能の不在下で脂肪細胞を促進するためのマスター脂肪細胞レギュレータの能力を探求するCREBと密接に関連する要因ATF1を枯渇させる低分子干渉RNAを使用していました。 CREB/ATF1の損失は、無胸腺マウスに移植文化や3T3-F442A細胞で3T3-L1細胞の脂肪細胞の変換をブロックされています。 CREB/ATF1の損失はPPARgamma、C / EBPαの発現は、アディポネクチンを防止し、県-1の損失を抑制した。 CREB/ATF1の損失があっても異所的にC / EBPα、C / EBPβ、または個別にPPARgamma2を発現する細胞に脂肪細胞の変換を阻害した。 CREB/ATF1枯渇はPPARgamma2およびC / EBPαの両方を発現する細胞において脂質蓄積を減衰させませんでしたが、アディポネクチンの発現が大幅に減少した。構成的に活性なCREBのは逆に異所性発現は、C / EBPβの枯渇に起因する脂肪細胞の封鎖を克服しなくPPARgamma2またはC / EBPαの損失によるものではない。我々は以前にCREBのドミナントネガティブフォームを使用して観察していたとしてCREB/ATF1の枯渇は、C / EBPβの発現を抑制しなかった。最後に、結果はCREBはPPARgamma2遺伝子の転写を促進することを示す表示されます。結果は、個々の脂肪細胞のマスター調節因子の発現は、その損失を補うことができませんので、CREBとATF1は、脂肪細胞分化において中心的な役割を果たすことを示しています。データは、脂肪生成、変換の開始時だけでなく、後の段階でCREBだけでなく、機能していることを示しています。
ロシグリタゾンは、骨髄由来循環前駆細胞から脂肪細胞新規人口の発展を促進
肥満と体重増加は、個々の脂肪細胞と脂肪細胞の新たな世代のサイズの増加に伴い増加した脂肪組織量によって特徴付けられる。新たな脂肪細胞は、居住者の脂肪組織脂肪細胞と間葉系前駆細胞から生じると考えられている。しかし、それは他の組織から前駆細胞は、特定のBMで、また脂肪組織で、新しい脂肪細胞の発展に寄与する可能性があります。我々は、野生型C57BL / 6マウスにGFPを発現するトランスジェニックマウス由来の全骨髄細胞を移植し、高脂肪食またはチアゾリジンジオンによる治療にそれらを施すことによりこの仮説を検証した（TZD）数週間のためにロシグリタゾン（ROSI）。脂肪組織や脂肪細胞のFACSの組織学的検査では、GFP（+）の数が大幅ROSI処理や高脂肪食によって増加した多（ML）脂肪細胞の存在を明らかにした。これらのML脂肪細胞はアディポネクチン、レプチンperilipin、脂肪酸結合タンパク質（FABP）、C / EBPalpha、とPPARgammaのが、タンパク質-1を脱共役しない（UCP-1）、CD45造血系マーカー、またはCDllb単球マーカーを発現した。彼らはまた、増加したミトコンドリアの含有量を示した。 GFP（+）MLの脂肪細胞の外観は、ROSIで処置した動物では間葉系と造血前駆細胞の循環レベルの増加に伴って同時期であった。我々は、TZDは、高脂肪食は、MLの脂肪細胞への脂肪組織とその分化に骨髄由来循環前駆細胞の人身売買を促進すると結論付けている。
シンデカン-4を発現する筋肉の再生中にサテライト細胞としてはSPの生着における筋前駆細胞
筋線維の基底膜と細胞膜の間に位置する骨格筋衛星細胞は、骨格筋の再生に必要とされる。筋肉の再生に貢献する衛星細胞の能力だけでなく、mesoangioblasts、間葉系幹細胞、および側面の人口（SP）細胞を含む他の細胞系統としては、衛星幹細胞の同定を複雑にしています。我々は、筋肉のSPのまれなサブセットを特徴づけてきたそのホストの衛星細胞ニッチに効率的にengraftsそれぞれ衛星細胞集団の75％とmyonuclear人口の30％を提供する、再生筋肉に移植した。これらの細胞は衛星細胞の位置で発見され、隔離された筋線維に付着し、自発的に文化の中で筋形成を受けています。我々は、SP細胞のこのサブセット（衛星SP細胞）は、ABCG2によって特徴づけすることを提案、シンデカン-4、Pax7式は、両方の衛星細胞およびin vivoでのmyonuclear子孫を生成することができる自己再生筋幹細胞を構成しています。
間葉系中間体経由で骨髄系から白色脂肪細胞のde Novo発生は、年齢、脂肪デポ、および特定の性別です。
それは一般的に白色脂肪細胞が常駐脂肪組織間葉系前駆細胞から生じることを想定しています。我々は、成人の白色脂肪細胞のサブセットのde novoの開発と間葉系前駆細胞集団を常駐以前に未知の脂肪組織の両方の造血の起源を定義することにより、このパラダイムに挑戦しています。系統および細胞遺伝学的分析は、骨髄前駆細胞（BMP）由来の脂肪細胞と脂肪細胞前駆細胞は細胞融合の存在下で骨髄細胞系列を介して造血細胞から生じることを明らかにした。グローバルな遺伝子発現解析は、BMP由来の脂肪細胞は、善意の脂肪細胞であるが、ミトコンドリア生合成と脂質酸化に関与する遺伝子の発現低下は、従来の白色または褐色脂肪細胞とは異なり、炎症性遺伝子発現を増加させることが示された。 BMP由来の脂肪細胞は年齢とともに蓄積し、皮下脂肪よりも内臓で高い数値で発生し、女性対男性のマウスで。 BMPから派生した脂肪細胞の脂肪デポの不均一性と老化と肥満と脂肪代謝と炎症の有害な変化のために一部のアカウントしたがって、かもしれない。
誘導多能性幹細胞由来の骨芽細胞は、in Vitroおよびin Vitroの両方の足場に石灰化構造を形成する
、胚性幹（ES）細胞のような状態、または人工多能性幹（iPS）細胞に体細胞を再プログラミングするカスタマイズされた細胞治療のための有望な新しい会場として浮上している。そこで、本研究では、in vitroで骨、軟骨、脂肪に分化すると、in vitroおよびin vivoでの足場に骨芽細胞表現型を維持するために、マウスiPS細胞の能力を評価するように指示分化を行った。マウスiPS細胞由来の胚様体は、8〜12週間の分化培地で培養した。分化は系統固有の形態、遺伝子発現、組織学的染色とマトリックス沈着を検出するために免疫染色により評価した。拡大の12週間後、iPS細胞由来の骨芽細胞は同系のICRマウスに皮下移植に続いてgelfoamマトリックスに播種した。インプラントは12週で採取し、細胞、ミネラルおよびマトリックスのコンテンツの組織学的分析を行った。骨の間葉系系統へのiPS細胞の分化は、軟骨、脂肪は、形態、系統特異的遺伝子の発現が確認された。 iPS細胞由来の骨芽細胞の分離されたインプラントは、オステオカルシンおよび骨シアロタンパク含む、骨の特性行列を表明した。インプラントは、骨芽細胞表現型の鉱化作用と持続性を発揮し、アリザリンレッドとフォン·コッサ染色した。インプラントの血管および微小血管新生の募集も検出された。一緒に、これらのデータは、in vitroおよびin vivoの両方でのiPS細胞から機能的な骨芽細胞の分化を示し、整形外科医学と整形外科疾患の分子機構を理解する上での潜在的な用途のために評価に値する細胞の供給源を明らかにした。
ブレオマイシン誘発線維症の病理は、エフェクターT細胞増殖を調節常駐肺間葉系幹細胞の損失に関係している
組織常駐間葉系幹細胞（MSC）は、組織の修復や再生、線維症、炎症、血管新生と腫瘍形成の重要な調節因子である。ここでは、T細胞応答の調節を介してブレオマイシン傷害の重症度を調節するために、その関数常駐肺のMSC（luMSCs）の人口を定義します。ブレオマイシン誘発これらの内因性luMSCsの損失および線維症（肺線維症）、炎症を誘発し、肺動脈性肺高血圧症（PAH）。孤立luMSCs減衰ブレオマイシン関連病理の投与による居住性幹細胞の交換およびPAHの開発を軽減する。また、気管支肺胞洗浄液のリンパ球と顆粒球数の減少変調luMSCおよびin vitroでのエフェクターT細胞増殖の阻害を示した。グローバルな遺伝子発現解析は、luMSCsは、炎症性メディエーターとprofibrotic経路の面で肺線維芽細胞とは異なるユニークな間質集団であることが示された。我々の結果はluMSCsが傷害後の肺の整合性を保護するために機能することを示しているが、内因性のMSCが失われた場合、この関数は、肺障害の間にこの小説の人口の重要性を示す危険にさらされます。マウスとヒトの両方の肺組織のin vivoにおけるこの集団の定義は、負傷時の肺の修復を容易にするために、内因性の細胞の救出に向けた治療戦略の開発を容易にします。
簡潔なレビュー：脂肪細胞の起源：可能性を計量
脂肪組織は、体内の一次エネルギー貯蔵およびエネルギー恒常性、摂食、インスリン感受性、炎症の役割を果たしている重要な内分泌器官である。それは暗黙のうちに別の解剖学的部位に脂肪が共通の起源と均質な機能を持っていたと仮定したが、それは地域差が脂肪組織の特性や機能に存在していることが明らかです。これは、増加した深い腹部や内臓脂肪、末梢ない脂肪組織と肥満に関連付けられている代謝障害との間のリンクが例示される。脂肪関数内の地域差が大部分で別の脂肪デポを構成する個別の脂肪細胞集団によるものである。過去10年間で主に発生した証拠は、個別の脂肪細胞集団が開発中と後のプロセスの数によって生成されることを示しています。これらは、異なる生殖細胞層、中胚葉由来の間葉系前駆細胞から脂肪細胞の異なる集団の形成、骨髄から造血幹細胞から脂肪細胞の生産から脂肪細胞の生産が含まれています。このレビューは、これらのプロセスの各、通常の脂肪組織の形成と肥満関連疾患への貢献との関連性を調べます。
活性酸素種の減少は、肺動脈平滑筋細胞における低酸素誘導性CREBの枯渇を防止
低酸素誘導性肺動脈性肺高血圧症（PAH）は進行性のモデリングと肺動脈系の持続的な収縮によって特徴付け致命的な疾患である。肺動脈（PA）の改造は、低酸素傷害に応答して産生さマイトジェン、酸化剤によって誘発される平滑筋細胞（SMC）の増殖、肥大、移行、および高架細胞外マトリックス（ECM）の生産を含みます。我々はこれまでに転写因子cAMP応答エレメント結合タンパク質（CREB）は慢性的な低酸素に暴露したラットや子牛の改造、高血圧血管の内側のPA平滑筋細胞に枯渇していることを報告した。文化では、CREBの損失は、外因性の酸化剤または血小板由来増殖因子によってPAの平滑筋細胞に誘導することができる。 PA平滑筋細胞における低分子干渉RNA（siRNA）とCREBの強制的な枯渇は、その増殖、肥大、遊走、分化、およびECMの産生を誘導するのに十分である。これは内側平滑筋細胞におけるCREBのその酸化剤および/またはマイトジェン誘発性損失は、一部には、PAの肥厚の責任であることを示唆している。ここでは、酸化剤のスカベンジャーは、PAの平滑筋細胞におけるCREBの損失を防止し、in vitroおよびin vivoモデルを使用してSMCの増殖、遊走、およびECMの産生を抑制することができるかどうかをテストされています。低酸素誘導過酸化水素（H2O2）の生産とCREBの損失のPA SMCの露出。外因性の過酸化水素または第二の酸化剤、SIN-1、と平滑筋細胞の治療は、正常酸素条件下でCREBの枯渇を誘発した。外因性の過酸化水素はまた、SMCの増殖、遊走を誘導し、CREBの枯渇を余儀なくされなかったとしてエラスチンレベルを増加させた。 in vivoで、PAの壁の低酸素誘導性肥厚も内側平滑筋細胞におけるCREBの損失を防止するスーパーオキシドジスムターゼ模倣、テンポールによって抑制された。テンポールはまた、ペンシルバニア州の低酸素誘導性SMCの増殖とエラスチンの沈着を減少させた。データは、動脈壁におけるCREBのレベルが低酸素状態に応答してCREBは、SMC表現型とPAのリモデリングの調節に重要な役割を果たしている生産酸化剤によって部分的に規制されていることを示しています。
誘導多能性幹細胞由来の骨芽細胞はin Vitroおよびin Vivoの両方の足場に石灰化構造を形成する
ESCのような状態、または人工多能性幹（iPS）細胞に体細胞を再プログラミング、カスタマイズされた細胞治療のための有望な新しい会場として浮上している。本研究では、骨、軟骨、in vitroでの脂肪細胞に分化し、in vitroおよびin vivoでの足場に骨芽細胞表現型を維持するために、マウスiPS細胞の能力を評価するように指示分化を行った。マウスiPS細胞由来の胚様体は8-12週間の分化培地で培養した。分化は、系統特異的形態、遺伝子発現、組織染色、およびマトリックス沈着を検出するために免疫染色により評価した。拡大の12週間後、iPS細胞由来の骨芽細胞は同系の刷り込み制御領域（ICR）マウスの皮下移植に続いてgelfoamマトリックスに播種した。インプラントは12週で採取し、細胞やミネラルやマトリックスの内容の組織学的分析を行った。骨、軟骨、脂肪の間葉系系統へのiPS細胞の分化は、系統特異的遺伝子の形態と発現が確認された。 iPS細胞由来の骨芽細胞の分離されたインプラントは、オステオカルシンおよび骨シアロタンパク含む、骨の特性行列を表明した。インプラントは、骨芽細胞表現型の鉱化作用と持続性を発揮し、アリザリンレッドとフォン·コッサ染色した。インプラントの血管および微小血管新生の募集も検出された。一緒に、これらのデータは、in vitroおよびin vivoの両方でのiPS細胞から機能的な骨芽細胞の分化を示し、整形外科疾患の分子メカニズムの整形外科医学と理解の潜在的な用途のために評価に値する細胞の源を明らかにした。
プログラム的な変更：誘導多能性の時代における肺疾患の研究
ヒト肺の研究は、主に疾患の動物モデルを使用して最後の世紀にわたって著しい進歩を遂げた。今後の課題は、ヒトの疾患にこれらの調査結果を翻訳し、治療にも有意義な疾患修飾をもたらすかにすることです。将来の変革治療を生成する能力は、最良の環境下では、現在希少なヒト組織を必要とします。残念なことに、患者由来の体細胞は、しばしば不十分な特徴や文化の中で限られた寿命を持っています。さらに、これらの細胞は、頻繁に彼らの発見は、疾患の開始プロセスまたは単に薬理学的介入またはそれ以降の宿主応答の結果であるを再現するかどうかについて疑問を研究者に残して、複数の薬物療法にさらされ、末期疾患の患者から得られます。複数の細胞や組織型で早期に病気を勉強の目標は、モデルの肺疾患への誘導多能性幹細胞（性IPSC）の使用に興味を駆動しています。これらの細胞は、関連する肺の研究のための代替モデルを提供し、そのような肺動脈性肺高血圧症など他の肺疾患を遺伝として遺伝的条件の病気のプロセスの開始を研究するための特定の約束を保持します。このような観点では、我々は高度な肺疾患の多くの種類のIPSC用のモデルとして肺血管疾患の研究の潜在的なIPSCの使用に焦点を当てています。
