Endotheliale Vorläuferzellen (EPCs) im menschlichen Blut zirkulierende und haben die Fähigkeit , sich in Endothelzellen zu differenzieren 2. Sie nehmen an der Vaskulogenese und sind in der Lage , den Schaden durch eine Entzündung und Ischämie / Reperfusions (I / R) Verletzungen auf verschiedene Weisen 3, 4 verursacht minimieren. Zum Beispiel zeigen EPCs erhöhten Mengen an intrazellulärem antioxidative Enzyme wie Katalase, Glutathionperoxidase oder Mangan - Superoxid - Dismutasen (MnSOD) 5. Die erhöhte Beständigkeit gegenüber oxidativem Stress ermöglicht EPCs 6 in Mikroumgebungen mit erhöhten reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) nach ischämischer Verletzung zu funktionieren. Frühere Studien zeigten auch , dass die Anzahl von EPCs könnte vaskulären Reparatur korreliert werden , und dass eine reduzierte Anzahl von EPCs zirkulierende das Auftreten kardiovaskulärer Ereignisse vorhersagt 7,class = "xref"> 8. Allerdings hat eine klare Definition eines EPC noch nicht gefunden worden. Bis jetzt gibt es keine spezifische Zelloberflächenmarker oder konsistenten Phänotyp für EPCs und diese Zellen sind sehr selten im peripheren Blut 9. Eine menschliche EPC sollte als Umlaufzelle mit der Fähigkeit, in Betracht gezogen werden, um die Rekonstruktion des verletzten Endothel und neue Gefßstrukturen beizutragen.
Ein Weg zur Isolierung und Charakterisierung von EPCs ist durch Adhäsion an Fibronektin. Dadurch wird die Kapazität dieser Zellen verwendet , um eine bessere Haftung zu zeigen beschichteten Schalen an Fibronectin im Vergleich zu Typ 1 - Kollagen, beispielsweise 3, 10, 11. Jedoch fand andere , dass Zellen auf Fibronektin-beschichteten Schalen ohne vorherige oder weiteren Reinigungsschritt führt zu Kolonien einschließlich myeloiden Vorläuferzellen, Monozyten und T - Lymphozyten mononukleären Plattieren 12, 13, 14. Darüber hinaus wird in diesem Fall die Thrombozyten die mononukleären Zellen (MNC) Fraktion verunreinigen und somit die Plasmamembranproteine auf alle anhaftenden Zellen 15 übertragen.
Neben der Charakterisierung durch in vitro Adhäsionsassays, wird eine Kombination von verschiedenen Zelloberflächenmarker verwendet , um einen Zelltyp als EPC betrachtet zu beschreiben. In diesem Fall wird nach Fibronectin vermittelten Adhäsion werden die Zellen ihre endothelial-ähnlichen Eigenschaften analysiert betreffen. In diesem Verfahren werden die beiden endothelialen zellassoziierten Markern, acetylierte-low density lipoprotein (acLDL) und vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor-Rezeptor 2 (VEGFR-2, KDR), eine Rolle spielen. Endothelial - Zellen und Makrophagen wurden "Scavenger - Zellen - Weg" 16 genannt gezeigt , speziell acLDL in einem Prozess in Anspruch nehmen. Ein weiterer Markerprotein ist KDR als Haupt VEGF-Rezeptor auf EndothelzellenZellen 17. Wie jedoch EPCs im allgemeinen kultiviert werden in Medien mit endothelialen Wachstumsfaktoren und fötalem Kälberserum ergänzt, ist es möglich, dass Makrophagen, die auch eine Endothel-ähnlichen Marker könnte wurden Profil irrtümlicherweise isoliert, zeigen. Wie zuvor gezeigt, kultiviert , wenn in einem Endothel-konditioniertes Medium, exprimieren Makrophagen "Endothel-spezifischen" Proteine 18.
Im allgemeinen gibt es zwei Kategorien von EPCs in mehrere Subtypen, die im Blut gefunden werden kann oder in vitro kultiviert werden. Spät Auswuchs EPCs (late-EPCs) erscheinen nach 2-3 Wochen der Kultur. Diese Zellen sind integriert schneller in eine Monoschicht aus menschlichen Nabelvenen - Endothelzellen und kann Kapillarröhrchen 19 bilden. Außerdem "early-EPCs" so genannte etwa eine Woche und handeln in einer passiven Weise durch Bereitstellung von angiogenen Molekülen, wie vaskulären endothelialen Wachstums im Blut zirkulierenFaktor (VEGF) oder CXCL8 19. Patienten mit koronarer Herzkrankheit (KHK) , zeigten eine signifikant geringere Mengen an early-EPCs im Vergleich zu einer Kontrollgruppe ohne CAD 20. Interessanterweise zeigte die gleiche Gruppe höhere Mengen an late-EPCs im Vergleich zu einer Kontrollgruppe. Eine andere Studie zeigte , dass eine frühe-EPCs differenzierte EPCs von Apoptose unter oxidativen Bedingungen in einer parakrinen Weise 6 schützen. Deshalb ist der frühe EPCs könnten relevante Schutzwirkungen durch die Migration von anderen Zellen in einer Auto- oder parakrine Weise im peripheren Blut zur Verfügung stellen.
Dieses Protokoll beschreibt ein Verfahren early-EPCs zu reinigen , indem zuerst die PBMC-Fraktion aus menschlichem peripherem Blut isoliert und anschließend Isolieren von CD34 + Zellen aus der PBMC-Fraktion von unerwünschten Zellen dieser Zellsuspension zu entfernen. CD34 ist ein Marker, der für die Isolierung von humanen hämatopoetischen Stammzellen verwendet wird 9 . Danach werden CD34 + Zellen, die auf Fibronectin-beschichteten Gewebekulturoberflächen. Nach drei Tagen wird das Medium gewechselt, wobei alle nicht-adhärente Zellen zu verlieren. Schließlich werden isoliert EPCs gefärbt, um die Aufnahme von acLDL und die Anwesenheit von KDR als Endothelzell-Marker zu verifizieren durch fluoreszenzaktivierte Zellsortierung (FACS). Als zusätzlicher Marker, wir plättchen endothelial cell adhesion molecule (PECAM-1, CD31) analysiert, die auf Endothelzellen tritt auch auf.
Wiederherstellung von beschädigten oder myokardialen Gewebe durch verstärkte Rekrutierung von EPCs infarzierte gehört zu den intensivsten untersuchten Behandlungsstrategien bei kardiovaskulären Erkrankungen. Allerdings ist die Übersetzung von experimentellen Ergebnisse in die klinische Praxis immer noch eine Herausforderung, die komplexe zelluläre Wechselwirkungen im menschlichen Körper bei verschiedenen pathophysiologischen Bedingungen gegeben. Darüber hinaus löst der myokardialen I / R-Verletzungen eine übermäßige Sekretion verschiedener Zytokine, Hormone und Wachstums fac toren, die das Homing von EPCs in Regionen von Blutgefäßbildung 13 steuern. Wie bereits gezeigt, CXCL8, stromal cell-derived Faktor 1α (SDF-1α, CXCL12), VEGF und Makrophagen migration inhibitory factor (MIF) werden in Serumproben nach Myokard - I / R Schädigung 1 signifikant erhöht. Unter diesen Faktoren ist ein pleiotroper MIF Chemokin-ähnliche Cytokine mit überwiegend proinflammatorischen Eigenschaften. Im Gegensatz zu seinem historischen Namen, hat MIF pro-Migrationsfunktionen, als eine echte Chemokin auf verschiedenen Zelltypen handeln 1, 21, 22. MIF-vermittelten Zelleinstellungsverfahren haben zur Chemokin - Rezeptoren CXCR4 und CXCR2 in Verbindung gebracht worden, die MIF bindet an und aktiviert in einem nicht-verwandtes Weise 21. Bemerkens exprimieren EPCs beide dieser Rezeptoren auf ihrer Oberfläche, die zusätzlich unter hypoxischen Bedingungen nach oben reguliert werden,ass = "xref"> 23, 24. Darüber hinaus schlägt Ansammeln Hinweise darauf , dass MIF hat eine Gesamt Herz-schützende Wirkung während des I / R Verletzung des Herzens 22, 25, 26. In diesem Zusammenhang hat es sich ferner gezeigt , dass MIF die Neovaskularisation bei hypoxischen Stress unterstützen kann , die von besonderer Bedeutung ist, wenn die begrenzte Wiederherstellungsmechanismen des verletzten Myokard 27 berücksichtigen. Zurück in - vitro - Studien und Experimente in der präklinischen Mausmodellen 4 erste Erkenntnisse über die Rolle von MIF in EPCs Rekrutierung zur Verfügung gestellt. Zu beachten ist , MIF ist auch ein prominentes Fracht - Protein von EPCs , die 28 innerhalb ischämischen Stellen während EPCs Rekrutierung freigesetzt werden können. Doch Studien im klinischen Umfeld insbesondere im Vergleich zu anderen (angiogene) Serum Zytokine bleiben schwer zu fassen.