マトリゲルは、一次ヒト唾液腺細胞の機能的特性を改善します

現在、シェーグレン症候群によって引き起こされる機能的唾液アシニの不可逆的な喪失または頭頸部がんの放射線療法後の患者には効果的な治療法はありません。組織で設計された人工唾液腺は、これらの患者に役立ちます。このデバイスの移植片細胞は、流体分泌性の性質であることに加えて、緊密な接合部を確立する必要があります。この研究では、マトリゲルで培養されたヒト唾液腺（HUSG）の移植片源を分析しました。細胞は、耳下腺および顎下腺から得られ、in vitroで拡張され、マトリゲルコーティング（2 mg/ml）またはコーティングされていない培養皿のいずれかにメッキされました。免疫組織化学、透過型電子顕微鏡、定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応、ウエスタンブロット、およびトランセピセリアル電気抵抗が採用されました。マトリゲルでは、Husg細胞は、細胞の単層と同様に、3次元の腺房様ユニット（めっきから24時間以内）を形成することにより、腺房表現型を採用しました。コーティングされていない表面（プラスチック）では、Husg細胞は乳管細胞の単層のみを形成しました。両方のタイプの培養条件により、Husg細胞はタイト接合タンパク質（Claudin -1、-2、-3、-4、-4; Occludin; Jam -A;およびZo -1）および適切な後皮皮耐性耐性を発現することができました。重要なことに、マトリゲル上のHusg細胞の99％は、プラスチック上のHusg細胞の5％未満と比較して、α-アミラーゼと水チャネルタンパク質Aquaporin-5を発現しました。透過型電子顕微鏡では、多くの分泌顆粒を伴う腺房表現型が確認されました。マトリゲルは、α-アミラーゼの2〜5倍の分泌を培地に増加させ、特定の唾液遺伝子をダウンレギュレートし、腺房タンパク質の翻訳を調節しました。この3次元でのin vitro血清を含まない細胞培養法により、腺房表現型を持つHusg細胞を唾液細胞に組織化し、分化させることができます。

Currently, there is no effective treatment available to patients with irreversible loss of functional salivary acini caused by Sjogren's syndrome or after radiotherapy for head and neck cancer. A tissue-engineered artificial salivary gland would help these patients. The graft cells for this device must establish tight junctions in addition to being of fluid-secretory nature. This study analyzed a graft source from human salivary glands (huSG) cultured on Matrigel. Cells were obtained from parotid and submandibular glands, expanded in vitro, and then plated on either Matrigel-coated (2 mg/mL) or uncoated culture dish. Immunohistochemistry, transmission electron microscopy, quantitative real-time-polymerase chain reaction, Western blot, and transepithelial electrical resistance were employed. On Matrigel, huSG cells adopted an acinar phenotype by forming three-dimensional acinar-like units (within 24 h of plating) as well as a monolayer of cells. On uncoated surfaces (plastic), huSG cells only formed monolayers of ductal cells. Both types of culture conditions allowed huSG cells to express tight junction proteins (claudin-1, -2, -3, -4; occludin; JAM-A; and ZO-1) and adequate transepithelial electrical resistance. Importantly, 99% of huSG cells on Matrigel expressed α-amylase and the water channel protein Aquaporin-5, as compared to <5% of huSG cells on plastic. Transmission electron microscopy confirmed an acinar phenotype with many secretory granules. Matrigel increased the secretion of α-amylase two to five folds into the media, downregulated certain salivary genes, and regulated the translation of acinar proteins. This three-dimensional in vitro serum-free cell culture method allows the organization and differentiation of huSG cells into salivary cells with an acinar phenotype.