Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Murines Insulinomzellen-konditioniertes Medium mit ΒETA2/Neurod1-Transduktion induziert effizient die Differenzierung von aus Fettgewebe stammenden mesenchymalen Stammzellen in β-ähnliche Zellen sowohl in vitro als auch in vivo

Koichi Kawamoto, Shigeharu Yabe, Masamitsu Konno, Hideshi Ishii, Naohiro Nishida, Jun Koseki, Satsuki Fukuda, Yoshito Tomimaru, Naoki Hama, Hiroshi Wada, Shogo Kobayashi, Hidetoshi Eguchi, Masahiro Tanemura, Toshinori Ito, Eun Young Lee, Eri Mukai, Takashi Miki, Yuichiro Doki, Masaki Mori, Tatsuo S. Hamazaki, Hiroaki Nagano und Hitoshi Okochi

Hintergrund: Mesenchymale Stammzellen (MSCs), einschließlich aus Fettgewebe stammender mesenchymaler Stammzellen (ADSCs), sind multipotent und können sich in verschiedene Zelltypen differenzieren, einschließlich pankreatischer β-Zellen. Daher stellen ADSCs eine potenzielle Zellquelle für die Behandlung von Typ-1- Diabetes mellitus (T1DM) dar. Aktuelle In-vitro-Protokolle reichen jedoch nicht aus, um vollständig ausgereifte insulinproduzierende β-Zellen zu induzieren. In dieser Studie untersuchten wir die Wirksamkeit der Überexpression von ΒETA2 (NeuroD1), einem Mitglied der Familie der grundlegenden Helix-Loop-Helix-Transkriptionsfaktoren, mit konditioniertem Medium (MIN6-CM) aus murinen Insulinomzelllinien, um die Differenzierungsfähigkeit von ADSCs in insulinproduzierende Zellen zu verbessern.
Methode: Murine ADSCs wurden aus C57BL/6-Mäusen isoliert, mit mehreren Transkriptionsfaktoren (TFs) transduziert und stabile Transfektanten etabliert. MIN6-CM wurde hergestellt. Syngene Empfängermäuse wurden durch eine einzige Injektion von Streptozotocin diabetisch gemacht und differenzierte Zellen wurden unter die Nierenkapsel der Empfängermäuse transplantiert. Anschließend wurden die Blutzuckerwerte überwacht.
Ergebnisse: CM allein war ausreichend, um die Insulin-mRNA-Expression in vitro zu induzieren. Andere TFs wurden jedoch nicht nachgewiesen. Mit MIN6-CM kultivierte ADSCs induzierten in vitro die Insulinexpression , es wurden jedoch andere mit β-Zellen verwandte TFs nachgewiesen. Die BETA2-Transduktion in MIN6-CM führte jedoch zu einer robusten Expression mehrerer phänotypischer Marker von β-Zellen. Darüber hinaus ergab die Analyse des Insulingehalts eine Insulinproteinexpression in vitro. Darüber hinaus zeigten Transplantationsstudien in vivo die Wirksamkeit der gleichzeitigen Verwendung der BETA2-Transduktion mit CM.
Schlussfolgerung: Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass das Gleichgewicht von Zytokinen und Wachstumsfaktoren zusätzlich zur Genmanipulation der effizienten Differenzierung von ADSCs in pankreatische β-Zellen zugute kommen würde. Unsere Technologie könnte einen Weg zur β-Zelldifferenzierung und zu neuartigen, auf Zellersatz basierenden Therapien für Typ-1-Diabetes ebnen.