Безфидерная культура эпителия слизистой губы человека для тканевой инженерии и регенеративной медицины
- Авторы: Борзенок С.А.1,2, Малюгин Б.Э.1,2, Герасимов М.Ю.1, Островский Д.С.1, Шацких А.В.1
-
Учреждения:
- Национальный медицинский исследовательский центр «Межотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова»
- Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова
- Выпуск: Том 75, № 5 (2020)
- Страницы: 561-570
- Раздел: АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ
- URL: https://journals.rcsi.science/vramn/article/view/125724
- DOI: https://doi.org/10.15690/vramn1357
- ID: 125724
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.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб 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, МоскваБорис 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, МоскваМаксим 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, МоскваДмитрий 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, МоскваАнна 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, МоскваСписок литературы
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Squier С, Brogden KA. Human Oral Mucosa: Development, Structure, and Function. John Wiley & Sons, Inc.; 2011. P. 23.
- Eroschenko VP. Di Fiore’s atlas of histology with functional correlations. 11th ed. Lippincott Williams & Wilkins; 2005. P. 235–261.
- 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
- 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
- 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
