質量分析でヒト軟骨性前駆細胞のセクレトームをマッピングする

組織工学は、変形性関節症の治療において有望な視点を提供します。細胞ベースの治療の文脈では、軟骨組織の欠陥を再生するために、軟骨形成前駆細胞（CPC）を使用することができます。CPCSのセクレトームの詳細な特性評価は、このアプローチの前提条件です。この研究では、未分化および分化したCPCのセクレトームの定性的および定量的分析のための方法が開発されました。2次元および3次元アルギン酸培養で成長した細胞からの分泌タンパク質を抽出し、液体クロマトグラフィー/タンデム質量分析（LC-MS/MS）によって分析しました。定量化は、細胞培養（SILAC）における安定同位体標識アミノ酸を使用した内部標準化によって達成されました。CPCセクレマスの定性分析により、ECMコンポーネント、シグナルタンパク質、および成長因子が明らかになりましたが、そのほとんどは健康な軟骨でも見られました。定量的な比較により、分化中に再生能を備えた有意に上方制御されたタンパク質が明らかになりましたが、異化代謝に関与するタンパク質は有意にダウンレギュレートされました。質量分析によるCPCのセクレトームの定性的および定量的分析のための方法の開発は、他のソースからの前駆細胞または幹細胞の調査の基礎を提供します。

Tissue engineering offers promising perspectives in the therapy of osteoarthritis. In the context of cell-based therapy, chondrogenic progenitor cells (CPCs) may be used to regenerate defects in cartilage tissue. An in-depth characterization of the secretome of CPCs is a prerequisite to this approach. In this study, a method was developed for the qualitative and quantitative analysis of the secretome of undifferentiated and differentiated CPCs. Secreted proteins from cells grown in two-dimensional as well as three-dimensional alginate cultures were extracted and analyzed by liquid chromatography/tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Quantitation was achieved by internal standardization using stable isotope-labeled amino acids in cell culture (SILAC). Qualitative analysis of CPC secretomes revealed ECM-components, signal proteins and growth factors most of which were also found in healthy cartilage. A quantitative comparison revealed significantly upregulated proteins with regenerative potential during differentiation, while proteins involved in catabolic metabolism were significantly downregulated. The development of methods for qualitative and quantitative analysis of the secretome of CPCs by mass spectrometry provides a foundation for the investigation of progenitor or stem cells from other sources.