間葉系幹細胞を線維芽細胞と区別するマーカーは、継代でダウンレギュレートされています

プラスチックアドヒアの骨髄由来間葉系幹細胞（MSC）の拡大は、5-6通過後に骨形成能を徐々に喪失します。1つの説明は、線維芽細胞を含む成熟した細胞によるMSC培養の汚染です。MSC培養からの線維芽細胞の同定と除去は、MSC収量と分化の可能性を改善し、MSC移植後の腫瘍形成を防ぐことができます。ただし、MSCと線維芽細胞を確実に区別できる特定のマーカーは現在存在しません。フローサイトメトリー分析により、CD105、CD166、CD90、CD44、CD29、CD73、CD9などのMSCの定義に現在使用されているマーカーも、ヒト皮膚または肺線維芽細胞で発現することが実証されました。ただし、CD166の発現レベルは有意に高く、CD9の発現レベルは線維芽細胞よりもMSCで有意に低かった。CD146はMSCでのみ発現しました。小さな焦点を絞ったマイクロアレイを使用して、MSCおよび線維芽細胞で差別的に発現した新しいマーカーが同定されました。リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応により、MSCにおけるCD106、インテグリンアルファ11、およびインスリン様成長因子-2の発現が線維芽細胞より少なくとも10倍高いことが確認されました。一方、マトリックスメタロプロテイナーゼ1およびマトリックスメタロプロテイナーゼ3の発現はほぼ100倍低かった。フローサイトメトリーと免疫染色は、細胞表面でのCD106タンパク質発現がMSCで上方制御される可能性があるが、腫瘍壊死因子αでの治療により線維芽細胞では上方制御されないことを実証しました。通過2および通過6のMSC培養における一般的に使用され、新しく同定されたMSCマーカーの表面発現の比較により、CD106（腫瘍壊死因子α治療を伴う場合とはありません）、インテグリンアルファ11、およびCD146は、通過6のMSCでダウンレギュレートされたことが示されました。CD9はアップレギュレートされました。一方、他のすべてのマーカーは変化しませんでした。遺伝子およびタンパク質レベルでのMSCおよび線維芽細胞での発現の堅牢な違いがある新たに同定されたマーカーは、拡大、凍結保存、遺伝子トランスフェクション、およびその他の操作後のMSC培養の品質制御に使用できます。

Expansion of plastic-adherent bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs) results in gradual loss of osteogenic potential after passage 5-6. One explanation is contamination of MSC cultures with mature cells including fibroblasts. Identification and elimination of fibroblasts from MSC cultures could improve MSC yield and differentiation potential and also prevent tumor formation after MSC transplantation. However, no specific markers currently exist that can reliably discriminate between MSCs and fibroblasts. Flow cytometry analysis demonstrated that markers currently used to define MSCs, such as CD105, CD166, CD90, CD44, CD29, CD73, and CD9, are also expressed on human skin or lung fibroblasts. However, the level of expression of CD166 was significantly higher and that of CD9 was significantly lower in MSCs than in fibroblasts. CD146 was expressed only in MSCs. Using small focused microarrays, new markers differentially expressed in MSCs and fibroblasts were identified. Real-time polymerase chain reaction confirmed that expression of CD106, integrin alpha 11, and insulin-like growth factor-2 in MSCs was at least 10-fold higher than in fibroblasts; whereas expression of matrix metalloproteinase 1 and matrix metalloproteinase 3 was almost 100-fold lower. Flow cytometry and immunostaining demonstrated that CD106 protein expression on cell surface could be upregulated in MSCs but not in fibroblasts by the treatment with tumor necrosis factor-alpha. Comparison of surface expression of commonly used and newly identified MSC markers in MSCs cultures of passage 2 and passage 6 demonstrated that CD106 (with and without tumor necrosis factor-alpha treatment), integrin alpha 11, and CD146 were downregulated in MSCs of passage 6, and CD9 was upregulated; whereas all other markers did not change. Newly identified markers that have robust differences of expression in MSCs and fibroblasts on gene and protein level could be used for quality control of MSC cultures after expansion, cryopreservation, gene transfection, and other manipulations.