Безфидерная культура эпителия слизистой губы человека для тканевой инженерии и регенеративной медицины

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Культивированный эпителий слизистой щеки (буккальный эпителий, БЭ) используется для создания аутологичных трансплантатов и тканевой инженерии. Альтернативным источником клеток для этих целей может являться слизистая губы, покрытая, как и БЭ, неороговевающим многослойным плоским эпителием, но имеющая некоторые гистологические отличия. Цель исследования — охарактеризовать эпителий слизистой губы человека как перспективный источник эпителиальных клеток для аутологичной трансплантации и тканевой инженерии. Методы. Цитофлуориметрия соскобов слизистой губы, щеки и десны была выполнена по оригинальному протоколу у 5 здоровых добровольцев для определения уровня десквамации поверхностных клеток и экспрессии цитокератинов (CK) 10 и 13. Слизистая губы от двух пациентов была охарактеризована с помощью рутинной гистологической окраски и флуоресцентной иммуногистохимии на CK 3, 4, 10, 13 и пролиферативный маркер p63. 35 образцов полнослойного лоскута слизистой губы от пациентов были использованы для постановки эксплантной (n = 18) и ферментативной (n = 17) техник выделения первичной культуры эпителия. Культуральные системы с 1,05 и 0,06 мМ кальция содержали 5% фетальной бычьей сыворотки, 5 мкг/мл инсулина растворимого человеческого, 5 мкг/мл гидрокортизона и 10 нг/мл человеческого эпидермального фактора роста. Стабильные культуры эпителия были окрашены на маркер p63, виментин, белок плотных межклеточных контактов (ZO-1) и CK 10, уровни экспрессии которых были определены программными средствами. Результаты. По данным цитофлуориметрии число клеток в соскобах с губы и десны было достоверно ниже, чем со щеки. Число CK13-позитивных клеток по медиане достоверно отличалось для соскобов с десны (6,4%) и со щеки (64,8%, р = 0,0089). Достоверных отличий по CK10-позитивным клеткам в соскобах не отмечали. Эпителий слизистой губы толщиной 72,1 ± 3,6 мкм был представлен неороговевающим многослойным плоским, без участков кератинизации и положительно окрашивался на маркеры СК 4 и 13 в отсутствие экспрессии СК 3 и 10. Первичная культура клеток эпителия, полученная путем культивирования эксплантов, была достоверно более результативна (p = 0,001) в сравнении с ферментативным способом. Стабильные культуры имели характерную морфологию в обеих культуральных системах. Уровень экспрессии виментина и ядерного транскрипционного фактора р63 в культуральных системах достоверно не отличался. Маркер ZO-1 был в 3,6 раза более выражен при культивировании в среде с 1,05 мМ Ca++ (p = 0,0006). Заключение. Культура клеток эпителия слизистой губы может быть получена путем культивирования эксплантов без фидерного слоя. Разработаны этапы контроля качества для культивированных клеток и участка биопсии.

Об авторах

Сергей Анатольевич Борзенок

Национальный медицинский исследовательский центр «Межотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова»; Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: mdborzenok@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9160-6240
SPIN-код: 1054-0164

д.м.н., профессор 

Россия, Москва

Борис Эдуардович Малюгин

Национальный медицинский исследовательский центр «Межотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова»; Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: boris.malyugin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5666-3493
SPIN-код: 8906-2787

д.м.н., профессор 

Россия, Москва

Максим Юрьевич Герасимов

Национальный медицинский исследовательский центр «Межотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова»

Автор, ответственный за переписку.
Email: gerasimovmy@mntk.ru
ORCID iD: 0000-0003-3433-8352
SPIN-код: 7539-1262

врач-окулист

Россия, Москва

Дмитрий Сергеевич Островский

Национальный медицинский исследовательский центр «Межотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова»

Email: dmitriy.ostrovskiy@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2817-7102
SPIN-код: 9947-6481

к.б.н.

Россия, Москва

Анна Викторовна Шацких

Национальный медицинский исследовательский центр «Межотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова»

Email: avsatik07@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3437-8162
SPIN-код: 1751-9815

к.м.н.

Россия, Москва

Список литературы

  1. Oliva J, Bardag-Gorce F, Niihara Y. Clinical Trials of Limbal Stem Cell Deficiency Treated with Oral Mucosal Epithelial Cells. Int J Mol Sci. 2020;21(2):411. doi: https://doi.org/10.3390/ijms21020411
  2. Takagi R, Yamato M, Kanai N, et al. Cell sheet technology for regeneration of esophageal mucosa. World J Gastroenterol. 2012;18(37):5145–5150. doi: https://doi.org/10.3748/wjg.v18.i37.5145
  3. Yamaguchi N, Isomoto H, Kobayashi S, et al. Oral epithelial cell sheets engraftment for esophageal strictures after endoscopic submucosal dissection of squamous cell carcinoma and airplane transportation. Sci Rep. 2017;7(1):1–12. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-17663-w
  4. Amemiya T, Nakamura T, Yamamoto T, et al. Autologous transplantation of oral mucosal epithelial cell sheets cultured on an amniotic membrane substrate for intraoral mucosal defects. PLoS One. 2015;10(4):1–13. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0125391
  5. Ram-Liebig G, Barbagli G, Heidenreich A, et al. Results of Use of Tissue-Engineered Autologous Oral Mucosa Graft for Urethral Reconstruction: A Multicenter, Prospective, Observational Trial. EBioMedicine. 2017;23:185–192. doi: https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2017.08.014
  6. De Kemp V, De Graaf P, Fledderus JO, et al. Tissue engineering for human urethral reconstruction: Systematic review of recent literature. PLoS One. 2015;10(2):1–14. doi: 10.1371/journal.pone.0118653
  7. Sceberras V, Attico E, Bianchi E, et al. Preclinical study for treatment of hypospadias by advanced therapy medicinal products. World J Urol. 2019. doi: https://doi.org/10.1007/s00345-019-02864-x
  8. Юдинцева Н.М., Нащекина Ю.А., Шевцов М.А., и др. Использование тканеинженерной конструкции, заселенной клетками буккального эпителия, для заместительной уретропластики // Цитология. — 2020. — Т. 62. — № 4. — С. 266−277. [Yudintceva NM, Nashchekina YA, Shevtsov MA, et al. Application of the tissue-engineering construction seeded with buccal cells for substitute uretroplasty. Tsitologiya. 2020;64(7):266−277. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.31857/S0041377120040082
  9. Yadev NP, Murdoch C, Saville SP, Thornhill MH. Evaluation of tissue engineered models of the oral mucosa to investigate oral candidiasis. Microb Pathog. 2011;50(6):278–285. doi: https://doi.org/10.1016/j.micpath.2010.11.009
  10. Jennings LR, Colley HE, Ong J, et al. Development and Characterization of In Vitro Human Oral Mucosal Equivalents Derived from Immortalized Oral Keratinocytes. Tissue Eng Part C Methods. 2016;22(12):1108–1117. doi: https://doi.org/10.1089/ten.tec.2016.0310
  11. Dobrowolski D, Orzechowska-Wylegala B, Wowra B, et al. Cultivated Oral Mucosa Epithelium in Ocular Surface Reconstruction in Aniridia Patients. Biomed Res Int. 2015;2015:1–7. doi: https://doi.org/10.1155/2015/281870
  12. Nakamura T, Takeda K, Inatomi T, et al. Long-term results of autologous cultivated oral mucosal epithelial transplantation in the scar phase of severe ocular surface disorders. Br J Ophthalmol. 2011;95(7):942–946. doi: https://doi.org/10.1136/bjo.2010.188714
  13. Rama P, Matuska S, Paganoni G, et al. Limbal Stem-Cell Therapy and Long-Term Corneal Regeneration. N Engl J Med. 2010;363(2):147–155. doi: https://doi.org/10.1056/NEJMoa0905955
  14. Paaske Utheim T, Aass Utheim Ø, Khan Q-E-S, Sehic A. Culture of Oral Mucosal Epithelial Cells for the Purpose of Treating Limbal Stem Cell Deficiency. J Funct Biomater. 2016;7(1):5. doi: https://doi.org/10.3390/jfb7010005
  15. Kasai Y, Sugiyama H, Takagi R, et al. Brush biopsy of human oral mucosal epithelial cells as a quality control of the cell source for fabrication of transplantable epithelial cell sheets for regenerative medicine. Regen Ther. 2016;4:71–77. doi: https://doi.org/10.1016/j.reth.2016.02.008
  16. Utheim TP. Concise Review: Transplantation of Cultured Oral Mucosal Epithelial Cells for Treating Limbal Stem Cell Deficiency-Current Status and Future Perspectives. Stem Cells. 2015;33(6):1685–1695. doi: https://doi.org/10.1002/stem.1999
  17. Baradaran-Rafii A, Delfazayebaher S, Aghdami N, et al. Midterm outcomes of penetrating keratoplasty after cultivated oral mucosal epithelial transplantation in chemical burn. Ocul Surf. 2017;15(4):789–794. doi: https://doi.org/10.1016/j.jtos.2017.08.006
  18. Kim YJ, Lee HJ, Ryu JS, et al. Prospective Clinical Trial of Corneal Reconstruction With Biomaterial-Free Cultured Oral Mucosal Epithelial Cell Sheets. Cornea. 2018;37(1):76–83. doi: https://doi.org/10.1097/ICO.0000000000001409
  19. Squier С, Brogden KA. Human Oral Mucosa: Development, Structure, and Function. John Wiley & Sons, Inc.; 2011. P. 23.
  20. Eroschenko VP. Di Fiore’s atlas of histology with functional correlations. 11th ed. Lippincott Williams & Wilkins; 2005. P. 235–261.
  21. Formanek M, Millesi W, Willheim M, et al. Optimized growth medium for primary culture of human oral keratinocytes. Int J Oral Maxillofac Surg. 1996;25(2):157–160. doi: https://doi.org/10.1016/s0901-5027(96)80064-6
  22. Murakami D, Yamato M, Nishida K, et al. Fabrication of transplantable human oral mucosal epithelial cell sheets using temperature-responsive culture inserts without feeder layer cells. J Artif Organs. 2006;9(3):185–191. doi: https://doi.org/10.1007/s10047-006-0342-3
  23. Bauer H-K, Flesch D, Walenta S, et al. Primary Mucosal Epithelial Cell Cultivation: A Reliable and Accelerated Isolation. Tissue Eng Part C Methods. 2019;25(2):82–92. doi: https://doi.org/10.1089/ten.tec.2018.0327

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Результаты цитофлуориметрии соскобов из трех зон слизистой полости рта

Скачать (106KB)
3. Рис. 2. Гистологическая характеристика эпителия слизистой губы

Скачать (963KB)
4. Рис. 3. Морфология культуры клеток эпителия губы в культуральных системах

Скачать (824KB)
5. Рис. 4. Иммунофенотип первичной культуры эпителия слизистой губы

6. Рис. 5. Уровень экспрессии маркеров по данным флуоресцентной иммуноцитохимии в культуральных системах

Скачать (106KB)

© Издательство "Педиатръ", 2020

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».