Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Aus induzierten pluripotenten Stammzellen gewonnene Muskelvorläuferzellen lindern wirksam Muskeldystrophie durch Wiederherstellung der Dystrophinverteilung

Wen-Feng Cai, Wei Huang, Lei Wang, Jia-Peng Wang, Lu Zhang, Muhammad Ashraf, Shizheng Wu und Yigang Wang

Hintergrund: Die Muskeldystrophie Duchenne (DMD) ist eine rezessive Form der Muskelerkrankung, die durch Mutationen des Dystrophin-Gens im X-Chromosom verursacht wird. Die Anwendung embryonaler oder adulter Stammzellen hat therapeutische Wirkungen auf DMD durch sowohl zellbasierte als auch nicht-zellbasierte Mechanismen gezeigt. In dieser Studie schlugen wir vor, dass myogene Vorläuferzellen aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC-MPCs) bei der Reparatur von Muskelschäden, die durch Muskeldystrophie verursacht werden, wirksamer wären. Methoden und Ergebnisse: Maus-iPSCs wurden in myogenem Differenzierungskulturmedium kultiviert und die MPCs wurden mittels Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) und Durchflusszytometrie charakterisiert. iPSCs wurden erfolgreich in MPCs umgewandelt, was durch die eindeutige Expression myogener Gene und Zelloberflächenmarker belegt wurde. Die Muskelverletzung wurde im Tibialis-Muskel einer mdx-Maus durch Kardiotoxin-Injektion herbeigeführt und die iPSC-MPCs wurden dann in die Schadensstelle transplantiert. Der Firefly-Luciferase-Expressionsvektor wurde in iPSC-MPCs transduziert und die In-vivo-Biolumineszenzbildanalyse ergab, dass diese Vorläuferzellen sogar 30 Tage nach der Transplantation überlebten. Wichtig ist, dass die histologische Analyse ergab, dass der Prozentsatz der zentralen Kerne sowie die Fibrose im mit iPSC-MPCs behandelten Muskel signifikant reduziert waren. Darüber hinaus stellte die Transplantation der Vorläuferzellen die Verteilung der Dystrophin- und nikotinischen Acetylcholinrezeptoren wieder her und führte zu einer Hochregulierung des Pair-Box-Proteins 7 (Pax7), einem myogenen Transkriptionsfaktor. Schlussfolgerung: Aus iPSCs gewonnene MPCs üben starke therapeutische Wirkungen auf Muskeldystrophie aus, indem sie die Dystrophin-Expression und die Verteilung der Acetylcholinrezeptoren wiederherstellen.