中枢神経系における細胞シート移植におけるミクログリア/マクロファージと抗体の役割

背景：以前、栄養因子を発現するように修正されたヒト間葉系幹細胞（MSC）系統を確立しました。筋萎縮性側索硬化症マウスモデルでこのラインから生成された細胞シートを移植することは、マウスの寿命に有益な傾向を示しました。しかし、シートは14日未満で生き残り、多くのミクログリアとマクロファージがシート内および隣接する内部と隣接して観察されました。ここでは、細胞シート移植における後天性抗体と同様に、ミクログリアとマクロファージの役割を調べました。 方法：in vitroでのマクロファージに対するいくつかのMSC系統の影響、つまり表現型偏光（M1またはM2）と移動を観察しました。次に、抗体依存性細胞毒性（ADCC）および食作用（ADCP）を使用して、表現型偏光がMSC生存にどのように影響したかを調査しました。また、細胞毒性に対する補体の役割を確認しました。最後に、in vivoでミクログリアとマクロファージを選択的に排除して、これらの細胞がドナーシートに細胞保護されているかどうかを判断しました。 結果：MSCとのin vitroの共培養は、マクロファージでM2偏光を誘導し、in vitroでのMSCへの移行を促進しました。ADCCとADCPでM1とM2の表現型に違いはありませんでした。補体がない場合でも、細胞毒性が観察されました。in vivoでミクログリア/マクロファージ集団を除去すると、移植後のドナー細胞の生存率が増加しました。 結論：後天性抗体がADCCとADCPで役割を果たしました。MSCはマクロファージでM2偏光を誘導し、in vitroでMSCへの移行を促進しました。ミクログリアとマクロファージのこれらの好ましい特性にもかかわらず、これらの細胞の削除は、in vivoでのドナー細胞の生存にとって有利でした。

BACKGROUND: We previously established a human mesenchymal stem cell (MSC) line that was modified to express trophic factors. Transplanting a cell sheet produced from this line in an amyotrophic lateral sclerosis mouse model showed a beneficial trend for mouse life spans. However, the sheet survived for less than 14 days, and numerous microglia and macrophages were observed within and adjacent to the sheet. Here, we examined the roles of microglia and macrophages as well as acquired antibodies in cell sheet transplantation. METHODS: We observed the effects of several MSC lines on macrophages in vitro, that is, phenotype polarization (M1 or M2) and migration. We then investigated how phenotypic polarization affected MSC survival using antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) and phagocytosis (ADCP). We also confirmed the role of complement on cytotoxicity. Lastly, we selectively eliminated microglia and macrophages in vivo to determine whether these cells were cytoprotective to the donor sheet. RESULTS: In vitro co-culture with MSCs induced M2 polarization in macrophages and facilitated their migration toward MSCs in vitro. There was no difference between M1 and M2 phenotypes on ADCC and ADCP. Cytotoxicity was observed even in the absence of complement. Eliminating microglia/macrophage populations in vivo resulted in increased survival of donor cells after transplantation. CONCLUSIONS: Acquired antibodies played a role in ADCC and ADCP. MSCs induced M2 polarization in macrophages and facilitated their migration toward MSCs in vitro. Despite these favorable characteristics of microglia and macrophages, deletion of these cells was advantageous for the survival of donor cells in vivo.