幹細胞バンキングの潜在的な使用に向けたヒト臍帯間間葉系幹細胞の凍結保存条件の評価

ヒト臍帯間間葉系幹細胞（HUCS-MSC）は、細胞療法で潜在的に使用される驚くべき有望な幹細胞源と考えられています。ゼノ移植研究でもレシピエント生物で移植片拒絶は報告されていませんが、腫瘍細胞の成長を減衰させ、遺伝子移動が実験的に示されています。この研究では、HUCS-MSCの信頼できる、再現性があり効率的な凍結保存法を実証し、これまでに報告されている最高の細胞生存率の1つをもたらしました。従来のコンピューター制御マルチステップスローフリージング（MSSF）、およびガラス化方法は、細胞透過性[ジメチルスルホキシド（DMSO）、エチレングリコール]および不浸透性[トレハロース、スクロース、ヒドロキシエチル澱粉（HES）、ヒト血清アルブミン]クレオテクタントエージェント（CPAS）。各溶液の氷の核生成点を決定した後、凍結中に潜熱進化を抑制し、その後、1°C/minまたは0.3°C/minで-40°Cまでの冷却プロセスを続けました。使用された凍結保存技術の効率は、細胞生存率と増殖アッセイ、細胞表面マーカーの発現、細胞骨格タンパク質、および染色体アライメントによって決定されました。細胞生存率は、1°C/分凍結速度でスクロース（0.1 M） +DMSO（10％）でMSSFによって最高（87±5％）であることがわかりました。このグループでは、細胞形態の凍結保存、サイトケラチン、ビメンチン、およびα-スムースの筋肉アクチンプロファイルおよびCD105、CD90、CD73、CD29、およびHLA-DRの発現の前後に有意差は認められませんでした。2番目に高い細胞生存率（85±6％）は、DMSO（10％）のみで1°C/min凍結速度で得られました。興味深いことに、ガラス化後に貧弱な（18±15％）細胞生存率が得られました。累積的に、結果は、MSSFが、使用される凍結速度に応じてスクロースまたはDMSOのみを添加することで他の凍結プロトコルを好むことを示しました。

Human umbilical cord stroma-derived mesenchymal stem cells (hUCS-MSCs) are considered as a remarkable and promising stem cell source to be potentially used in cellular therapies. While no graft rejection has been reported in the recipient organism even in xeno-transplantation studies, attenuate tumor cell growth and gene transfers have been experimentally shown. In this study, we have demonstrated a reliable, reproducible and efficient cryopreservation method of hUCS-MSCs resulting in one of the highest cell survival rates reported so far. Conventional, computer-controlled multistep slow freezing (MSSF), and vitrification methods were comparatively tested using cell permeable [dimethylsulfoxide (DMSO), ethylene glycol] and impermeable [trehalose, sucrose, hydroxyethyl starch (HES), human serum albumin] cryoprotectant agents (CPAs). After determining the ice nucleation point for each solution, latent heat evolution was suppressed during freezing, followed by a cooling process to -40°C at 1°C/min or 0.3°C/min. The efficiency of the cryopreservation techniques used was determined by cell viability and proliferation assays, the expression of cell surface markers, cytoskeletal proteins and chromosome alignments. The cell survival rate was found to be highest (87 ± 5%) by MSSF with sucrose (0.1 M) +DMSO (10%) at 1°C/min freezing rate. In this group, no significant difference was noted before and after the cryopreservation in cell morphology, cytokeratin, vimentin, and α-smooth muscle actin profiles and the expressions of CD105, CD90, CD73, CD29 and HLA-DR. Second highest cell survival ratio (85 ± 6%) was obtained in DMSO (10%) alone at 1°C/min freezing rate. Interestingly, poor (18 ± 15%) cell survival rates were obtained after vitrification. Cumulatively, results indicated that MSSF favors the other freezing protocols with an addition of sucrose or DMSO alone depending on the freezing rate used.