Sox10+ adult stem cells contribute to biomaterial encapsulation and microvascularization

doi:10.1038/srep40295

.2017年1月10:7:40295。

doi:10.1038/srep40295。

Sox10型⁺成人干细胞有助于生物材料包裹和微血管化

董旺（Dong Wang）^1 2 三, 王爱君^1 4, 范武¹, 邱雪峰^1 三 5, 叶莉^6 7, 朱莉娅·朱¹, 黄文钦¹, 康旭^1 三, 龚晓华², 宋丽^1 三

附属机构

¹美国加州大学伯克利分校生物工程系，邮编94720。
²美国加州大学伯克利分校验光与视觉科学项目学院，邮编94720。
^三美国加州大学洛杉矶分校生物工程系，加利福尼亚州90095。
⁴美国加利福尼亚州萨克拉门托市戴维斯加州大学外科，邮编：95817。
⁵华中科技大学同济医学院联合医院心血管外科，武汉430022。
⁶美国加州大学伯克利分校霍华德·休斯医学研究所海伦·威尔斯神经科学研究所分子和细胞生物学系神经生物学分部，邮编94720。
⁷浙江大学神经科学与技术跨学科研究所，中国浙江杭州310016。

PMID： 28071739
预防性维修识别码： PMC5223127项目
内政部： 10.1038/srep40295

Sox10型⁺成人干细胞有助于生物材料包裹和微血管化

董旺（Dong Wang）等。科学代表. 2017.

.2017年1月10:7:40295。

doi:10.1038/srep40295。

作者

董旺（Dong Wang）^1 2 三, 王爱君^1 4, 范武¹, 邱雪峰^1 三 5, 叶莉^6 7, 朱莉娅·朱¹, 黄文钦¹, 康旭^1 三, 龚晓华², 宋莉^1 三

附属机构

¹美国加州大学伯克利分校生物工程系，邮编94720。
²美国加州大学伯克利分校视光与视觉科学学院，邮编94720。
^三美国加州大学洛杉矶分校生物工程系，邮编90095。
⁴美国加利福尼亚州萨克拉门托市戴维斯加州大学外科，邮编：95817。
⁵华中科技大学同济医学院联合医院心血管外科，武汉430022。
⁶美国加州大学伯克利分校霍华德·休斯医学研究所海伦·威尔斯神经科学研究所分子和细胞生物学系神经生物学分部，邮编94720。
⁷浙江大学神经科学与技术跨学科研究所，浙江杭州，310016，中国。

PMID： 28071739
预防性维修识别码： PMC5223127项目
内政部： 10.1038/srep40295

摘要

植入的生物材料和生物医学设备通常会引发异物反应，并最终被富含细胞外基质的致密无血管纤维层包裹。成纤维细胞/肌成纤维细胞被认为是包裹的主要细胞类型，但尚不清楚干细胞是否以及如何参与这一过程。这里我们首次展示了Sox10⁺成体干细胞有助于包膜和微血管的形成。Sox10型⁺成体干细胞稀疏分布于皮下疏松结缔组织基质中。皮下生物材料植入后，Sox10⁺干细胞被激活并招募到生物材料支架上，然后分化为成纤维细胞和肌成纤维细胞。Sox10的差异化过程⁺干细胞向肌成纤维细胞的转化可以在体外进行。另一方面，Sox10⁺干细胞可以分化为血管周细胞以稳定新形成的微血管。Sox10型⁺干细胞和内皮细胞在三维共培养中自组装成微血管，血小板衍生生长因子对Sox10有趋化作用⁺干细胞。移植Sox10⁺干细胞分化为平滑肌细胞以稳定功能性微血管。这些发现证明了成人干细胞在组织重塑中的关键作用，并揭示了干细胞命运决定的复杂性。

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数字

**图1。Sox10的激活和招募⁺皮下支架植入后的细胞。**
(一)静电纺丝PLLA支架膜的扫描电镜图像。比例尺，100 微米。(b条)大鼠体内多个皮下支架植入部位的图示。(**c（c）**,d日)正常皮下组织的横截面(**c（c）**)和植入的支架(d日)用抗干细胞标记物Sox10和成纤维细胞标记物FSP1的抗体进行免疫染色。细胞核用DAPI染色。箭头，Sox10⁺细胞。箭头，FSP1⁺细胞。空心箭头，Sox10⁺/金融服务P1⁺细胞。白色虚线表示植入支架和周围自然组织之间的边界。比例尺，10 微米。(**e（电子）**)Sox10的百分比⁺对支架植入前后的细胞进行定量。平均值 ± SD，共n个 = n的3个独立实验 = 每组9节。学生的t吨-进行测试以分析各组之间的显著差异***P（P）* < 0.01.

**图2。Sox10型⁺细胞作为成纤维细胞的前体。**
(一,b条)将大鼠皮下结缔组织的原代细胞培养在含10%FBS的培养基中(一)和CEE(b条)并用抗Sox10和FSP1抗体进行免疫染色。(**c（c）**)FSP1的百分比⁺在10%FBS和CEE的培养基中，原代细胞中的细胞。(d日,**e（电子）**)用抗Sox10和FSP1抗体对CEE培养基中培养的集落细胞进行免疫染色。(**（f）**)FSP1的百分比⁺细胞从菌落中心到外围。箭头，Sox10⁺细胞。箭头，FSP1⁺细胞。空心箭头，Sox10⁺/金融服务P1⁺细胞。平均值 ± n的SD = n的3个独立实验 = 每组9个字段。学生的t吨-进行测试以分析各组之间的显著差异***P（P）* < 0.01之间。比例尺，20 微米。

**图3。Sox10的多能性⁺细胞。**
(一)对自然皮下组织（对照组，无损伤）、损伤组织和原代细胞进行端粒酶活性测定。平均值 ± n的SD = 每组3个独立实验。学生的t吨-进行测试以分析各组之间的显著差异**P（P）* < 0.05. (b条)初级Sox10的流式细胞术分析⁺具有CD29、CD44、CD73、CD90、P75、c-Kit、ADAM12、CD146和CD45抗体的细胞。(**c（c）**–**e（电子）**)主Sox10⁺用抗NG2的抗体对细胞进行免疫染色(**c（c）**)、雀巢(d日)和蜗牛(**e（电子）**). (**（f）**–n个)在特定分化培养基中培养后，细胞被阿尔西安蓝染色(**（f）**)，茜素红(克)，油红色(小时)和抗波形蛋白抗体(我)、ACTA2(j)，CNN1(k个)、肌卡蛋白(我)，平滑蛋白(米)和MYH11(n个). 细胞核用DAPI染色。比例尺，20 微米。

**图4。Sox10型⁺成体干细胞有助于包裹和微血管形成。**
(一)带有GFP的Matrigel塞的横截面⁺用抗ACTA2抗体对细胞进行免疫染色。细胞核用DAPI染色。虚线曲线概述了Matrigel塞周围的胶囊层。(b条,**c（c）**)中两个虚线方块的放大图像(**c（c）**，正交视图）。比例尺，10 微米。

**图5。Sox10型⁺细胞有助于微血管的形成*在体外*.**
(一)GFP公司⁺/索氏10⁺/第75页⁺干细胞和血管内皮细胞在Matrigel上共同培养，并用CD31抗体进行免疫染色。GFP箭头⁺细胞。(b条)GFP的趋化性分析（跨孔细胞迁移）⁺/索氏10⁺/第75页⁺干细胞转化为bFGF、PDGF-BB和VEGF。平均值 ± n的SD = n的3个独立实验 = 每组9口井。学生的t吨-进行测试以分析各组之间的显著差异***P（P）* < 0.01之间。(**c（c）**)体外组织块培养样本用抗Sox10和CD31抗体染色。箭头，Sox10⁺细胞。细胞核用DAPI染色。比例尺，10 微米。

**图6。Sox10型⁺成体干细胞有助于形成功能性微血管。**
(一–**c（c）**)带GFP的Matrigel塞的横截面⁺用CD31抗体对细胞进行免疫染色(一)，NG2(b条)和MYH11(**c（c）**). (d日)GFP移植小鼠背皮褶腔的双光子图像⁺/Sox10型⁺干细胞。成像前通过尾静脉将右旋糖酐-罗丹明注射到小鼠体内。细胞核用DAPI染色。GFP箭头⁺细胞。箭头，双阳性细胞。比例尺，10 微米。

**图7。微血管形成过程中FSP1的表达。**
(一,b条)带有GFP的Matrigel塞横截面的正交视图⁺细胞，用抗ACTA2和FSP1抗体进行免疫染色。比例尺，10 微米。箭头，绿色荧光蛋白⁺/ACTA2公司⁺/金融服务P1⁺细胞。GFP箭头⁺/ACTA2公司⁺细胞。(**c（c）**)索氏10⁺干细胞在含有10%FBS和10 ng/ml TGFβ1的培养基中培养3天和14天，并用抗ACTA2和FSP1抗体进行免疫染色。细胞核用DAPI染色。比例尺，100 微米。空心箭头，FSP1⁺细胞。箭头，ACTA2⁺/金融服务P1⁺细胞。箭头，ACTA2⁺细胞。(d日)对不同细胞群的百分比进行量化。平均值 ± n的SD = n的3个独立实验 = 每组12个字段。学生的t吨-进行测试以分析各组之间的显著差异***P（P）* < 0.01.

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1. Ratner B.D.减少囊膜厚度并增强植入药物释放系统周围的血管生成。J控制发布78211-218（2002）。-公共医学
1. Wang H.等人……一种用于封装和精确控制热释药递送的仿生混合纳米平台。[已更正]。Nat Commun 6，10081，doi:10.1038/ncomms10081（2015）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学
1. Nichols S.P.、Koh A.、Storm W.L.、Shin J.H.和Schoenfisch M.H.连续葡萄糖监测装置的生物相容性材料。《化学评论》113，2528–2549，doi:10.1021/cr300387j（2013）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学
1. Hashi C.K.等人，《小直径微纤维血管移植物的抗血栓形成修饰》。动脉硬化、血栓形成和血管生物学30，1621-1627，doi:10.1161/atvbaha.110.208348（2010）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学
1. Yu J.等人…可生物降解血管移植物的基质细胞衍生因子-1α/肝素涂层对内皮细胞和平滑肌祖细胞招募以加速再生的影响。生物材料33，8062–8074，doi:10.1016/j.Biomaterials.2012.07.042（2012）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学

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[3] Wang H.等人……一种用于封装和精确控制热释药递送的仿生混合纳米平台。[已更正]。Nat Commun 6，10081，doi:10.1038/ncomms10081（2015）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学

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[5] Nichols S.P.、Koh A.、Storm W.L.、Shin J.H.和Schoenfisch M.H.连续葡萄糖监测装置的生物相容性材料。《化学评论》113，2528–2549，doi:10.1021/cr300387j（2013）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Nichols S.P.、Koh A.、Storm W.L.、Shin J.H.和Schoenfisch M.H.连续葡萄糖监测装置的生物相容性材料。《化学评论》113，2528–2549，doi:10.1021/cr300387j（2013）。-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学

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