iMuSCs, #5

Results(part 2)
In vitro multipotent differentiation assays showed that iMuSCs were able to fuse with MyHC+ (Myosin heavy chain) myotubes in muscle differentiation medium with a similar fusion index as control MuSCs and C2C12 myoblasts (Fig. 2a). The iMuSCs were also capable of differentiating into osteogenic lineages (Supplementary Fig. S2) within osteogenic medium with BMP2. The iMuSCs could also be easily and effectively induced into a neurogenic lineage via neurosphere formation once cultured in neural stem cell medium (see Method) for one week (Fig. 2b), whereas the control primary myoblasts and MuSCs showed no sign of forming these structures. The iMuSCs-induced neurospheres exhibited a neural phenotype and expressed Nestin, CNPase and Nefm (Neurofilament) (Fig. 2b). After three weeks, the neurospheres when re-plated in a laminin/polyornithine coated monolayer culture in neural differentiation medium, could differentiate into the three major neural lineages (neurons, astrocytes, and oligodendrocytes) and they expressed Mtap2, β-Tubulin III, Nefm, Nestin and Olig1/2 (Oligodendrocyte transcription factor 1/2) (Fig. 2b,c). To further investigate the origin of the iMuSCs, we performed in vivointramuscular transplantation studies. Equal numbers of iMuSCs and control MuSCs were injected into the TA muscles of six 6–8 week-old male mdx/SCID mice (Jackson Lab, USA). Two and three weeks after cell implantation, we detected Utrophin and Dystrophin (Fig. 2d) expression in the host TA muscles, and observed that the iMuSCs formed larger and more robust Dystrophin+ muscle grafts compared to the control MuSCs (Fig. 2d).
Figure 2: Multiple differentiation and muscle engraftment of iMuSCs.
 srep17355-f2
結果(その2)
in vitro多能性分化アッセイの結果、iMuSCsは、筋分化培地内のMyHC+ (ミオシンH鎖)ミオチューブに結合することができた。陽性コントロールとして用いたMuSCs やC2C12筋芽細胞の結合率とほぼ同様であった(図2a)。iMuSCsはまた、BMP2添加骨芽細胞培地内の骨形成系へと分化する能力を有していた(補足図S2)。iMuSCsはさらに、神経幹細胞用培地(方法参照のこと)で1週間培養すると、ニューロスフェアを形成した後、神経系へと容易かつ効果的に分化誘導することができた(図2b)。しかるに、未処理のmyoblastsやMuSCsはこのような構造を形成することはなかった。iMuSCsから誘導されたニューロスフェアは神経の表現形を有し、ネスチン、 CNPaseそしてNefm (ニューロフィラメント)を発現した(図2b)。3週間後、神経分化用培地内にラミニン/ポリオルニチンをコーティングした単層培地で培養を続けると、iMuSCsから誘導されたニューロスフェアは3つの主要な神経系組織(神経、星状膠細胞、乏突起膠細胞)へと分化した。また、この神経性細胞は、Mtap2、β-Tubulin III、ニューロフィラメント、ネスチン、Olig1/2 (乏突起膠細胞転写因子1/2)を発現した (図2b及びc)。iMuSCsの起源を調べるため、我々はin vivoでの筋肉内移植を試みた。同数のiMuSCs、またコントロールとしてMuSCsを、6匹の6~8週齢の雄mdx/SCIDマウス(Jackson Lab, USAより購入)の前脛骨(TA)筋へ注入した。細胞移植2~3週間後、移植マウス前脛骨(TA)筋内のユートロフィンとジストロフィンの発現の有無を検討してみた。iMuSCsを移植したマウスでは、コントロールであるMuSCs移植マウスに比較して、より大きく、しかも強固なジストロフィン陽性の筋移植片を形成していた(図2d)。

 

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