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避免COVID-19感染:ACE2和TMPRSS2在多种供体来源的人脐带间充质干细胞系中低表达和定位

摘要

背景

来自人脐带的间充质干细胞(hUC-MSCs)具有免疫调节特性,可用于治疗2019年新型冠状病毒病(COVID-19)。Leng等人最近报道了来自一个供体的hUC-MSCs呈负表达的血管紧张素转换酶2 (ACE2),它与跨膜丝氨酸蛋白酶2 (TMPRSS2)一起是病毒感染的关键蛋白。本研究的目的是利用分子技术量化ACE2和TMPRSS2在来自多个供体的hUC-MSCs批中的表达,以证明它们不能成为SARS-CoV-2的宿主。

方法

采用定量聚合酶链式反应(qPCR)、Western Blot、免疫荧光和流式细胞术分析24批沃顿果冻hUC-MSCs中ACE2和TMPRSS2的表达。

结果

在Western blot分析中,hUC-MSCs与人肺组织匀浆相比ACE2 (p = 0.002)和TMPRSS2 (p = 0.008)表达显著降低。qPCR检测到hUC-MSC中ACE2表达量极少或未表达,免疫荧光检测在hUC-MSCs细胞膜上未观察到ACE2表达。经流式细胞仪检测,hUC-MSCs ACE2和TMPRSS2均为阴性(95.3%±15.55),ACE2和TMPRSS2分别为4.6%和29.5%。

结论

我们在24批hUC-MSCs中发现ACE2阴性表达,TMPRSS2低表达。这对未来COVID-19治疗方案的设计具有至关重要的意义,因为hUC-MSCs将具有“躲避”病毒感染的能力,以发挥其免疫调节作用。

背景

随着新型冠状病毒疾病2019 -19 (COVID-19)全球传播引起的公共卫生紧急情况的恶化,迫切需要了解驱动体内感染的分子机制[1].导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒的刺突糖蛋白一旦被细胞丝氨酸蛋白酶TMPRSS2启动,就可以通过人类血管紧张素转换酶II (ACE2)进入细胞[23.4].因此,细胞膜ACE2和TMPRSS2是病毒传播和传播的组成部分[2].

在COVID-19肺炎危重患者的肺部,会出现白细胞介素(IL)-2R、IL-6、IL-8、IL-10和肿瘤坏死因子(TNF)-α等炎症细胞因子和趋化因子的高诱导:一场“细胞因子风暴”[567].细胞因子风暴可导致肺水肿、空气交换功能障碍、急性呼吸窘迫综合征、急性心力衰竭、继发感染和死亡[8].鉴于目前对COVID-19重症病例的治疗结果好坏参半或出现严重不良事件[91011],寻找安全有效的治疗途径仍是全球关注的问题。

间充质干细胞[1213]施加抗炎作用[141516]、抗菌、抗原生动物及抗病毒[17181920.使其成为covid -19相关并发症的可能治疗方法[21222324].间充质干细胞通过旁分泌产生多种类型的细胞因子或与免疫细胞直接相互作用,导致免疫调节[25].源自人脐带沃顿果冻组织的间充质干细胞(hUC-MSCs)具有很高的增殖和免疫调节能力[262728].在一项对150名确诊COVID-19病例的研究中,非幸存者的炎症细胞因子IL-6水平明显高于疾病幸存者[29].此外,在COVID-19致命病例中IL-6的上调表明死亡可能是由过度炎症驱动的[30.].UC-MSCs已被用于调节体内的IL-6:例如,在一项172例类风湿性关节炎患者的研究中,IL-6水平在治疗3个月后下降了约50% [31].

实验应用hUC-MSCs治疗中国7例确诊COVID-19肺炎患者[32].所有患者在hUC-MSC移植后2天内肺功能明显改善,TNF-α水平明显降低。此外,本研究的基因表达谱显示MSCs为ACE2-和TMPRSS2-。然而,用于治疗的hUC-MSCs仅来自一个供体,这对这些结果进行更广泛的外推存在局限性。

在本研究中,我们利用定量聚合酶链反应(qPCR)、Western Blot、免疫荧光和流式细胞术研究了ACE2和TMPRSS2在不同供体hUC-MSCs系中的表达。以转染ACE2表达质粒的人肺泡I型细胞、人肺匀浆、人肺RNA和一批hUC-MSCs作为对照。

方法

细胞培养

原代人支气管上皮细胞(HBEpC)来源于PromoCell (Cat。# c - 12640)。从人支气管表面上皮中分离出HBEpC,细胞角蛋白染色阳性。HBEpC有助于研究呼吸系统的功能和病理,并用作对照。人肺泡上皮细胞I型(AT1)来自AcceGen Biotechnology (Cat。# ABC-TC3770),并按照制造商的指导方针进行培养,并用作对照。

本研究使用了24批培养扩增的人hUC-MSCs,从正常、健康分娩的人脐带组织中分离出来,自愿捐献,并签署了完全执行的知情同意书。其中16个批次来自一家生产hUC-MSCs用于临床试验的生物技术公司(Medistem Panama,巴拿马共和国知识之城,巴拿马卫生部许可的实验室,遵循良好组织规范21 CFR 1271)。细胞批次为倍增时间< 24 h的第5代,并在干容器中冷冻,在−150°C保存,直到研究。在使用hUC-MSCs进行治疗的临床试验出版物中详细描述了制造方法[3334].

对于其他8批次,脐带来自美国AATB授权的fda注册组织库(FEI 300367004),根据当前的良好组织规范,来自健康、足月、预定的无并发症剖腹产。获得捐赠者的书面知情同意。分离、选择和培养由Aidan Research and Consulting LLC进行,仅用于研究目的。分离过程使用脐带分离试剂盒,人(Miltenyi Biotec Cat。# 130-105-737)遵循制造商的指导方针。细胞通过传代5进行扩增,并用于本文报道的测量。

所有细胞的预期用途仅用于研究,而不是用于人类参与者的临床应用。研究人员无法获得生物标本的任何识别信息。本研究中使用的所有细胞批次均符合释放标准,即:流式细胞术测定75%的存活率和> 95%的CD90、CD73、CD105细胞表面标志物阳性(附加文件)1:图S2)。这24个批次均作为后续实验的样本,其中一个Aidan Research and Consulting批次被转染作为阳性对照。

Trilineage分化

为了确定hUC-MSCs的多能性,我们按照PromoCell MSC differentiation Media (Cat)的指导进行了成脂、成骨和软骨分化实验。# 28016, 28012, 28014, 28013, 28015)对于成脂分化,使用油红染色检测结果分化细胞的脂滴(Sigma-Aldrich, Cat。# MAK194)。为了评估成骨分化,茜素红S染色(Sigma-Aldrich, Cat。对富钙细胞外基质进行# TMS-008)。对于软骨细胞分化,3周后收获一个软骨细胞小球并固定在4%多聚甲醛(PFA)中,用阿利新蓝染色(Sigma-Aldrich, Cat)。(附加文件1:图S2b)。

瞬时转染

转染时,每厘米6000 hUC-MSCs2被镀在100厘米2细胞培养皿。当它们达到70%的融合度时,20µg的ACE2和TMPRSS2双表达载体pDUO2-hACE2-TMPRSS2 (InvivoGen Cat。# pduo2-hace2tpsa)使用Lipofectamine™Stem转染试剂(Thermo Fisher Scientific Cat)进行转染。# STEM00015)遵循制造商的说明。转染48小时后,使用Image-iT™固定试剂盒(Thermo Fisher Scientific Cat)固定细胞。# R37602)用于成像或使用RIPA缓冲液(赛默飞世尔科学猫。# 89,901)与1X蛋白酶和磷酸酶抑制剂(赛默飞世尔科学猫。# 78,444)用于Western Blot分析。

蛋白制备和western blot

人类肺匀浆均购自OriGene组织库(CP565585、CP565542、CP565577、CP565443、CP565542和CP565586)。通过超声检测hUC-MSCs(转染和未转染)、AT1和HBEpC,并辅以1X蛋白酶和磷酸酶抑制剂的RIPA缓冲液,获得全蛋白,并使用Pierce™Rapid Gold BCA蛋白检测试剂盒(Thermo Fisher Scientific Cat)定量。# A53226)。将25µg蛋白质添加到4 × LDS加载缓冲液中,在50°C下孵养5分钟。SDS-PAGE使用Criterion TGX stainfree 4 - 20% Gel (Bio-Rad Cat。# 5678093)和转移到PVDF膜使用ilot™2凝胶转移装置(赛默飞世尔科学猫。# IB21001)。在StartingBlock™T20 (TBS)阻塞缓冲液(Thermo Fisher Scientific Cat)中,膜被阻塞1小时。# 37543)在室温下,并在4℃与1:500兔抗ace2(赛默飞世尔科学猫)孵育过夜。# MA5-32307), 1:500的一抗TMPRSS2制备于兔(Abcam Cat)。# ab92323),并与1:10 000小鼠抗gapdh在室温下1小时(Millipore, MAB374)。 Membranes were incubated in secondary antibodies, 1:5000 Alexa Fluor 680 goat anti-rabbit (Thermo Fisher Scientific Cat. # A21076) and 1:5000 Alexa Fluor 488 donkey anti-mouse (Thermo Fisher Scientific Cat. # A21202), for one hour at room temperature. Detection of relevant proteins and images were taken using iBright FL1500 Imaging System (Thermo Fisher Scientific). For relative quantification, the volume intensity of the bands was obtained using iBright software. The relative expression was calculated by dividing the values to GAPDH.

实时定量聚合酶链反应(qPCR)

使用Trizol™Plus RNA纯化试剂盒(Thermo Fisher Scientific Cat)从细胞中分离总RNA。# 12183555)和DNA使用TURBO DNA free Kit Thermo Fisher Scientific Cat去除。# AM1907来自所有hUC-MSC lot, AT1和HBEpC。此外,从人类肺组织中分离出的RNA (OriGene Technologies;猫。CR559346, CR559185, CR560789, CR562469和CR561266)作为阳性对照(n = 5)。然后使用Varioskan LUX™(赛默飞世尔)对所有RNA提取进行量化,并使用1% E-Gel™EX琼脂糖凝胶(赛默飞世尔科学猫)检查其完整性。# G401001)。随后,使用iScript™cDNA Synthesis Kit (Biorad Cat)将1µg纯化的RNA逆转录为cDNA。# 1708890)遵循制造商协议。 Then, 20 ng of cDNA was amplified by qPCR using the TaqMan™ Fast Advanced Master Mix along with TaqMan™ Gene Expression Assays for ACE2 (Hs01085333_m1), TMPRSS2 (Hs01120965_m1), and for the reference gene PPIA (Hs99999904_m1). All qPCR reactions were performed in triplicates on a QuantStudio™ 3 Real-Time PCR System (Thermo Fisher Scientific). Raw cycle thresholds values were calculated using the QuantStudio™ Design and Analysis Software v.1.5.1 using automatic baseline settings and a threshold of 0.3. The relative expression of genes of interest was normalized to the expression of PPIA. A Mann–Whitney Rank Sum Test was used to calculate statistically significant differences between expression of ACE2 and TMPRSS2 in human lung RNA, AT1 cells, HBEpC and hUC-MSCs.

免疫荧光

细胞被镀在12孔MatTek玻璃底板(P12G-1.5-14-F)上,仅使用Image-iT™固定试剂盒(Thermo Fisher Scientific Cat)固定。#R37602)按照制造商的说明。一抗ACE2抗小鼠(赛默飞世尔科学猫。# MA5-31395),以1:50的稀释率添加到指定的孔中,在4°C下放置过夜。一抗TMPRSS2在兔(Abcam Cat。# ab92323),以1:50稀释,在4°C下孵育过夜。二抗Alexa Fluor 488驴抗小鼠(赛默飞世尔科学猫。# A21202)和Cyanine3山羊抗兔(赛默飞世尔科学猫。# A10520),以1:2000稀释,加入孔中,室温孵育1小时。盖片使用延长DAPI(赛默飞世尔科学猫)安装在载玻片上。 # P36935) and images were taken using a Lionheart FX automated microscope (BioTek) using the same exposure settings in all the groups.

流式细胞术

hUC-MSCs的免疫表型[35],当菌落形成单位达到70%合流时,使用MSC表型试剂盒选择hUC-MSCs,人(Miltenyi Biotec Cat。# 130-125-285)。所有CD34、CD45、CD11b或CD14、CD19和HLA-DR阴性的单细胞(均在PerCP通道中),以及CD73、CD90和CD105 95%阳性的>细胞,使用SH800细胞分选机进行排序(索尼生物技术)(附加文件)1:图S2)。

24个hUC-MSC, 1个HBEpC和1个AT1的单细胞悬液用兔(Abcam Cat)一抗TMPRSS2单染色。# ab92323)或Rabbit anti-ACE2 (InvitrogenThermo Fisher Scientific, Cat。# MA5-32307)与二级PE-Cy5.5山羊抗兔抗体(InvitrogenThermo Fisher Scientific, Cat。# L42018)。使用非染色对照和非特异性结合(仅用PE-Cy5.5山羊抗兔染色)来鉴定假阳性群体,并从所有样本组中减去这些值。将细胞重悬在300µL的分选缓冲液(PBS中0.05% FBS)中,并使用Sony SH800S细胞分选仪(Sony Biotechnology)上的流式细胞仪功能进行分析。

统计分析

所有统计分析均使用sigmapplot 12.5 (Systat软件)。计算所有相关量的均值和均值的标准误差。所有比较均采用单因素方差分析(Mann-Whitney秩和检验)。以p值≤0.05为有统计学意义水平。

结果

Western blot显示ace2在hUC-MSCs细胞裂解物中表达较少,TMPRSS2表达水平较低

在Western blot分析中,hUC-MSCs (n = 24)与肺组织匀浆(n = 6)相比,ACE2表达明显低于GAPDH (p = 0.002)。1).与转染ACE2表达质粒的hUC-MSCs相比,在hUC-MSCs中ACE2表达有降低的趋势(n = 1)。HEBpC和AT1 (n = 1) ACE2低表达,TMPRSS2高表达。与肺组织相比,hUC-MSCs中的TMPRSS2水平显著降低(p = 0.008)。虽然TMPRSS2表达低,但不同供体hUC-MSCs之间的TMPRSS2水平存在差异(变异系数为52.3%)。ACE2的分子量为120 kDa,而TMPRSS2的分子量为50 kDa左右。两种蛋白的表达都归一化为GAPDH,在37 kDa处观察到。

图1
图1

一个代表的屁股。bACE2和TMPRSS2相对于GAPDH在人肺、原代人支气管上皮细胞(HBEpC)、人肺泡1型细胞(AT1)、转染hUC-MSCs和hUC-MSCs蛋白匀浆中的表达水平与肺匀浆相比,hUC-MSCs ACE2 (p = 0.002)和TMPRSS2 (p = 0.008)的表达显著降低。hUC-MSC肺组织的方差系数分别为46.9%和52.3%

ACE2和TMPRSS2基因表达低

所有人肺RNA样本中ACE2和TMPRSS2均有表达(n = 5), qPCR检测hUC-MSC (n = 24)、AT1 (n = 1)和HBEpC均无表达。AT1比肺组织表达TMPRSS2少,不表达ACE2。对于每个样本,基因的相对表达被平均,以表示样本组之间的差异。ACE2和TMPRSS2在人肺RNA和hUC-MSCs中的表达有显著差异(p≤0.001)根据曼-惠特尼秩和检验(图。2).总的来说,TMPRSS2的表达在所有组中都较高。不同供体hUC-MSCs间TMPRSS2水平存在差异(qPCR变异系数为69.54%)。

图2
图2

qPCR检测人肺源性组织、原代人支气管上皮细胞HBEpC、人肺泡1型细胞(AT1)和hUC-MSCs中ACE2和TMPRSS2的表达。将相关基因的相对表达归一化为PPIA的表达。以人肺RNA、AT1和HBEpC作为对照(组织和单细胞)。ACE2和TMPRSS2在hUC-MSCs中的表达明显低于人肺组织(P两者均≤0.001*),TMPRSS2的方差系数为69.54%

ACE2不定位于hUC-MSCs的细胞膜

荧光显微镜检测细胞膜(HBEpC、AT1、pDUO2-hACE2-TMPRSS2质粒转染的hUC-MSC和hUC-MSCs)中ACE2和TMPRSS2的存在和定位。在hUC-MSCs的细胞膜上未观察到ACE2(图。3.).然而,在所有组的细胞膜上均观察到TMPRSS2的表达。经质粒转染的hUC-MSCs恢复了细胞膜上ACE2的表达(图。3.).

图3
图3

原代人支气管上皮细胞(HBEpC)、人肺泡1型细胞(AT1)、转染hUC-MSCs和hUC-MSCs的ACE2、TMPRSS2和细胞核免疫荧光染色白色箭头表示ACE2表达

大多数hUC-MSCs群体ACE2和TMPRSS2阴性

流式细胞术检测HBEpC、AT1、转染hUC-MSC和hUC-MSC的细胞群,观察单个阳性细胞群,以及非特异性结合(NSB)的hUC-MSC,以丢弃试验组的假阳性细胞群(图2)。4).HBEpC人群中NSB阳性19.7%,ACE2阳性56.9%,TMPRSS2阳性74.8%。AT1人群中NSB阳性4.4%,ACE2阳性16.1%,TMPRSS2阳性40.3%。转染hUC-MSC群体的NSB阳性率为7.2%,ACE2阳性率为22.6%,TMPRSS2阳性率为25.59%。hUC-MSC人群中NSB阳性率为2.25%,ACE2阳性率为4.6%,TMPRSS2阳性率为29.6%。

图4
图4

流式细胞术检测原代人支气管上皮细胞(HBEpC)、人肺泡1型细胞(AT1)、转染hUC-MSCs和hUC-MSCs的ACE2和TMPRSS2

讨论

间充质干细胞(MSCs)目前被认为是COVID-19及其相关并发症的潜在治疗方法[2223].鉴于ACE2和TMPRSS2在病毒的传播和传播中起着至关重要的作用,我们试图研究它们在hUC-MSCs中的表达。在本研究中,我们证实了来自不同供体的24批hUC-MSCs中ACE2的阴性表达和TMPRSS2的低表达。我们通过不同的方法研究了该蛋白在细胞中的基因表达水平和定位:与人肺RNA阳性对照相比,qPCR和Western Blot在24批hUC-MSCs中均未发现基因表达;免疫荧光检测在hUC-MSCs膜上未检测到ACE2,流式细胞术显示分别只有4.6%和29.6%的MSCs阳性表达ACE2和TMPRSS2。这拓宽了Leng等人关于hUC-MSCs中这些特定基因表达的新发现[32转移到来自不同供体的大量细胞。

然而,我们清楚地观察到TMPRSS2在基因表达水平(qPCR变异系数69.54%)和蛋白质水平(Western Blot变异系数52.3%)的表达差异,以及在不同细胞类型中的定位差异,这与Leng等人的工作和另一项近期研究中报道的基因表达结果不相关[36].除了蛋白表达、定位和细胞群体外,抗体的选择对本实验的设计特别重要:某些抗体适合于例如Western blot实验,但不适合免疫荧光实验。选择兔抗ace2 (# MA5-32307)允许我们使用单一抗体进行Western blot、免疫荧光和流式细胞术,并且所有技术都证实了表达水平。此外,基因表达水平可能会因骨髓间充质干细胞来源的组织而异:例如,造血诱导多能干细胞(iPSCs)中的ACE2水平与沃顿果冻衍生的huc -骨髓间充质干细胞中的ACE2水平并不对应。

在报告特定蛋白质的体外表达水平时,使用多种技术而不是仅仅依赖基因表达或mRNA水平来正确评估这一点是至关重要的。当研究结果旨在作为临床应用的起点时,这一点尤其重要。mRNA的水平并不总是与蛋白质含量的水平相关[37383940].因此,单一的测量方法可能不足以充分研究表达水平;在此,我们建议qPCR、Western blot、免疫荧光和流式细胞术在ACE2和TMPRSS2表达检测中相互补充,以在细胞水平上全面了解ACE2和TMPRSS2表达。

ACE2和TMPRSS2的低表达或缺乏表达可能对COVID-19未来治疗方案的设计具有重要意义。由于病毒利用ACE2作为进入受体[41],利用细胞丝氨酸蛋白酶TMPRSS2进行穗状糖蛋白S引物[4243), ACE2低TMPRSS2表达的细胞应该不会被病毒感染(图。5).hUC-MSCs不显著表达ACE2,表达低水平的TMPRSS2,再加上它们的免疫调节、抗炎和抗菌特性,可以将它们定位为一种可行的治疗方案。在给COVID-19患者使用后,绝大多数hUC-MSCs应该能够通过分泌抗炎分子发挥其治疗作用,同时“躲避”病毒(图2)。5).迄今为止,间充质干细胞已被用于治疗肺部疾病,如特发性肺纤维化、急性呼吸窘迫综合征和慢性阻塞性肺病[14].msc来源的外泌体也能够逆转小鼠模型中的肺纤维化[44].同样,由间充质干细胞(MTF)分泌的营养因子可吸入给药,已显示出对肺部疾病的治疗益处[4546].有鉴于此,目前正在进行国际试验,利用来自各种组织的间充质干细胞治疗COVID-19 [47].

图5
图5

左:SARS-COV-2在共同宿主细胞中的感染机制,阳性表达ACE2和TMPRSS2。右:SARS-COV-2在间充质干细胞中的感染机制,ACE2和TMPRSS2呈阴性表达。用BioRender.com创建的图

研究ACE2和TMPRSS2表达的目的是确定hUC-MSCs被SARs-Cov-2感染的可能性,因为向病毒提供新的易感细胞将适得其反。在考虑用间充质干细胞治疗COVID-19时,质量控制至关重要;除了研究间充质干细胞的感染潜力外,还应注意TF/CD142在细胞间表达的可变性,这可能会引发这种高凝病理中的凝血和血栓栓塞[48].在用于治疗COVID-19的细胞上高表达TF/CD142可能会导致可怕的后果,如果这些细胞增强了病毒感染本身已经存在的促血栓作用[4950].

hUC-MSC减轻危重患者中观察到的毁灭性细胞因子风暴的能力的程度应该是进一步研究的下一个途径,特别是要确定哪些细胞因子可以在hUC-MSC分泌物的存在下被诱导回到正常水平,这可能会导致更有针对性的治疗。据报道,COVID-19危重患者的炎症细胞因子和趋化因子水平异常升高[532], hUC-MSCs对这些细胞因子的免疫调节作用,特别是在同时过表达的情况下,应立即进行研究。然而,在临床可证明的细胞因子风暴之外使用hUC-MSCs时应谨慎,因为MSC的免疫调节作用可能在感染的早期阶段自相矛盾地帮助病毒。

此外,AGTR2可能是除了ACE2和TMPRSS2之外的第三个感兴趣的标记物,因为它对病毒刺突蛋白的亲和力似乎高于ACE2 [51].在本研究过程中,我们开始研究AGTR2在hUC-MSCs中的表达,与对照组相比,发现阴性表达(数据未显示)。我们希望在未来的实验中扩展这些发现。

在本研究开始时,我们接触了多个储存库,当时我们无法获得II型肺泡细胞,这导致了本研究的重大局限性。不可能在合理的时间范围内获得所述肺泡细胞用于研究,这意味着选择人类肺和肺泡细胞类型I作为有限数量的对照。II型肺泡细胞是复制SARS-CoV-2感染的更理想的内在机制,但我们希望当这种细胞更容易用于研究时,这些结果可以扩展到这种类型的细胞。本实验只考虑了24个不同的供体,但我们预计这些结果可以在更多的hUC-MSC批上得到复制。最后,我们目前的实验室没有BSL-4设备,无法培养和测试SARS-CoV-2在hUC-MSCs中的感染率,以验证我们的发现。

ACE2的表达水平是COVID-19研究的重点,最近的一份报告表明,来自不同组织的间充质干细胞中的ACE2表达水平较低,尽管尚不清楚在这种特定情况下使用了多少细胞系[36].最近,Lazoni等人报道了一项小型临床试验的结果,该试验使用hUC-MSCs安全治疗COVID-19患者[52].我们研究了24种不同的hUC-MSCs细胞系,并通过几种技术确定了其中的ACE2和TMPRSS2水平,得出了在Wharton的凝胶来源的hUC-MSCs中没有ACE2表达和低TMPRSS2感染的可靠结论。通过使用来自多个供体的hUC-MSC批,我们已经确定hUC-MSCs中没有ACE2表达,而TMPRSS2表达可能依赖于供体。这为hUC-MSCs避免感染提供了合理的基础,使其成为COVID-19治疗的有效、非媒介的选择,从而支持了Avanzini等人的发现。[53]和冷等人。[32].

结论

hUC-MSCs有可能为COVID-19危重患者提供安全有效的治疗,这可能有助于减轻SARS-CoV-2在全球迅速传播造成的毁灭性经济和公共卫生后果。我们在24批hUC-MSCs中发现ACE2阴性表达,TMPRSS2低表达,这是SARS-Cov2感染过程中的关键蛋白,我们希望这些结果能够促进hUC-MSCs治疗COVID-19感染炎症效应的进一步研究。

数据和材料的可用性

支持本研究结果的数据可根据合理要求从通讯作者处获得。

参考文献

  1. 世界卫生组织。COVID-2019疫情报告。https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/situation-reports

  2. Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S, Krüger N, Herrler T, Erichsen S, Schiergens TS, Herrler G, Wu NH, Nitsche A, Müller MA, Drosten C, Pöhlmann S SARS-CoV-2细胞进入依赖于ACE2和TMPRSS2,并被临床证明的蛋白酶抑制剂阻断。细胞。2020;181 (2):271 - 280. - e8。https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.052

    文章中科院PubMed公共医学中心谷歌学者

  3. 葛晓云,李建林,杨晓林,Chmura AA,朱刚,Epstein JH,等。一种使用ACE2受体的蝙蝠sars样冠状病毒的分离和特征大自然。2013;503(7477):535 - 8。

    文章中科院谷歌学者

  4. 久波,今井勇,饶松,高红,郭峰,管斌,等。血管紧张素转换酶2 (ACE2)在SARS冠状病毒诱导的肺损伤中的关键作用中华外科杂志,2005;11(8):875-9。

    文章中科院谷歌学者

  5. 秦超,周琳,胡震,张松,杨松,陶勇,谢超,马凯,尚凯,王伟,田德生。中国武汉2019冠状病毒(COVID-19)患者免疫反应失调。中国生物医学工程学报(自然科学版);https://doi.org/10.1093/cid/ciaa248

    文章中科院PubMed谷歌学者

  6. 刘强,周永华,杨志强。重症流感的细胞因子风暴与免疫调节疗法的发展。细胞Mol免疫,2016;13(1):3-10。

    文章中科院谷歌学者

  7. 黄超,王勇,李霞,任玲,赵娟,胡勇,等。武汉地区新型冠状病毒感染患者临床特征分析柳叶刀》。2020;395(10223):497 - 506。

    文章中科院谷歌学者

  8. 梅特卡夫SM。间充质干细胞与COVID-19肺炎的管理。医学药品发现2020;5:100019。

    文章谷歌学者

  9. Yazdany J, Kim AHJ。COVID-19大流行期间羟氯喹和氯喹的使用:每个临床医生都应该知道的事情。中华医学杂志(英文版);https://doi.org/10.7326/M20-1334

    文章PubMed谷歌学者

  10. 曹斌,王勇,文东,刘伟,王杰,范刚,等。洛匹那韦-利托那韦在成人重症Covid-19住院治疗中的临床研究中华实用医学杂志,2015;29(4):344 - 344。https://doi.org/10.1056/NEJMoa2001282

  11. Cortegiani A, Ingoglia G, Ippolito M, Giarratano A, Einav S.氯喹治疗COVID-19疗效和安全性的系统综述。重症监护。2020;57:279。

    文章中科院谷歌学者

  12. Bonfield TL, Caplan AI。成人间充质干细胞:肺部疾病的一种创新疗法。中国医学杂志,2010;9(47):337-45。

    PubMed谷歌学者

  13. Caplan AI。间充质干细胞。中华骨科杂志,2001;9(5):641-50。

    文章中科院谷歌学者

  14. Antoniou KM, Karagiannis K, Tsitoura E, Bibaki E, Lasithiotaki I, Proklou A,等。间充质干细胞在慢性肺部疾病中的临床应用。生物医学通报2018;8(4):314-8。

    中科院PubMed公共医学中心谷歌学者

  15. Regulski乔丹。间充质干细胞:“炎症的守护者”。伤口。2017;29(1):20-7。

    PubMed谷歌学者

  16. 张志刚,张志刚,张志刚,等。间充质干细胞在炎症环境中的活化、归巢及作用。中国炎症杂志2016;9:231-40。

    文章中科院谷歌学者

  17. Meisel R, brokers S, Heseler K, Degistirici O, Bulle H, Woite C,等。吲哚胺2,3-双加氧酶介导的人多能间充质间质细胞具有广谱抗菌效应。白血病。2011;25(4):648 - 54。

    文章中科院谷歌学者

  18. Laffey JG, Matthay MA。五十年的ARDS研究。急性呼吸窘迫综合征的细胞疗法。生物学和潜在的治疗价值。中国呼吸危重症杂志,2017;29(3):366 - 366。

    文章中科院谷歌学者

  19. 钱晓,徐超,方松,赵鹏,王勇,刘华,等。来自脐带间充质干细胞的外泌体MicroRNAs抑制丙型肝炎病毒感染。《干细胞转化医学》2016;5(9):1190-203。

    文章中科院谷歌学者

  20. Monsarrat P, Kemoun P, cassteilla L, Planat-Benard V.人脂肪源性基质细胞的广谱抗菌作用。干细胞杂志2019;2019:5389629。

    文章谷歌学者

  21. Shetty正义与发展党。间充质干细胞输注有望对抗冠状病毒(COVID-19)诱导的肺炎。老年病学2020;11(2):462 - 64。

    文章谷歌学者

  22. Bari E, Ferrarotti I, Saracino L, Perteghella S, Torre ML, Corsico AG。严重COVID-19感染的间充质基质细胞分泌组:治疗使用的前提。细胞。2020;9(4):924。

    文章中科院谷歌学者

  23. Atluri S, Manchikanti L, Hirsch JA。扩大脐带间充质干细胞(UC-MSCs)作为管理COVID-19危重患者的治疗策略:同情使用的案例疼痛医师。2020;23(2):E71-83。

    PubMed谷歌学者

  24. Khoury M, Cuenca J, Cruz FF, Figueroa FE, Rocco PRM, Weiss DJ。基于细胞的呼吸道病毒感染治疗现状:对COVID-19的适用性中国生物医学工程学报,2010;29(6):457 - 457。https://doi.org/10.1183/13993003.00858-2020

    文章中科院PubMed公共医学中心谷歌学者

  25. Kyurkchiev D, Bochev I, Ivanova-Todorova E, Mourdjeva M, Oreshkova T, Belemezova K,等。间充质干细胞分泌免疫调节细胞因子。世界干细胞杂志,2014;6(5):552-70。

    文章谷歌学者

  26. 牧歌尔,饶凯,李丽娟。本文综述了不同培养方法诱导间充质干细胞分泌及分泌修饰的治疗作用。中华医学杂志,2014;12(1):260。

    文章谷歌学者

  27. 张志刚,何海涛。脐带源性间充质干细胞的研究进展。世界干细胞杂志,2014;6(2):195-202。

    文章谷歌学者

  28. 魏文杰,陈文杰,陈文杰,等。人脐带沃顿果冻细胞的免疫特性。干细胞。2008;26(11):2865-74。

    文章中科院谷歌学者

  29. 阮强,杨凯,王伟,姜丽,宋娟。基于武汉150例患者数据分析的COVID-19死亡的临床预测因子重症监护医学2020;46(5):846-48。https://doi.org/10.1007/s00134-020-05991-x.Epub 2020 3月3日。勘误表:重症监护医疗,2020年4月6日。

  30. 梅塔P, McAuley DF, Brown M, Sanchez E, Tattersall RS, Manson JJ,等。COVID-19:考虑细胞因子风暴综合征和免疫抑制。柳叶刀》。2020;395(10229):1033 - 4。

    文章中科院谷歌学者

  31. 王玲,王玲,丛霞,刘刚,周娟,白波,等。人脐带间充质干细胞治疗活动性类风湿关节炎:安全性和有效性。中国生物医学工程杂志,2013;22(24):3192-202。

    文章中科院谷歌学者

  32. 冷震,朱睿,侯伟,冯勇,杨勇,韩强,等。ACE2(-)间充质干细胞移植改善COVID-19肺炎患者的预后。老年医学,2020;11(2):216-28。

    文章谷歌学者

  33. 赖ordan NH, Hincapie ML, Morales I, Fernandez G, Allen N, Leu C,等。异基因人脐带间充质干细胞治疗儿童自闭症谱系障碍:安全性和对细胞因子水平的影响。中国生物医学杂志,2019;8(10):1008-16。

    文章中科院谷歌学者

  34. Riordan NH, Morales I, Fernandez G, Allen N, Fearnot NE, Leckrone ME,等。脐带组织来源间充质干细胞治疗多发性硬化症的临床可行性。中华医学杂志,2018;16(1):57。

    文章中科院谷歌学者

  35. Dominici M, Le Blanc K, Mueller I, slper - cortenbach I, Marini F, Krause D,等。定义多能间充质间质细胞的最低标准。国际细胞治疗学会的立场声明。Cytotherapy。2006;8(4):315 - 7。

    文章中科院谷歌学者

  36. 张志刚,张志刚,张志刚,等。用于covid -19相关器官衰竭细胞治疗的间充质干细胞充足来源的分子研究干细胞转化医学2020;n/a(n/a)。

  37. Edfors F, Danielsson F, Hallström BM, Käll L, Lundberg E, Pontén F,等。人类细胞和组织中RNA和蛋白质水平的基因特异性相关性。中国生物医学工程学报,2016;12(10):883。

    文章谷歌学者

  38. Gry M, Rimini R, Strömberg S, Asplund A, Pontén F, Uhlén M,等。23种人类细胞系中RNA和蛋白质表达谱的相关性。BMC基因组学。2009;10(1):365。

    文章谷歌学者

  39. 王丽娟,王丽娟,王丽娟。异种移植物模型中mRNA表达差异与mRNA-蛋白相关性的关系。科学通报2015;5(1):10775。

    文章谷歌学者

  40. 刘勇,王志强,王志强,等。细胞蛋白水平对mRNA丰度的影响。细胞。2016;165(3):535 - 50。

    文章中科院谷歌学者

  41. 李伟,Moore MJ, Vasilieva N, Sui J, Wong SK, Berne MA,等。血管紧张素转换酶2是SARS冠状病毒的功能性受体。大自然。2003;426(6965):450 - 4。

    文章中科院谷歌学者

  42. Shulla A, Heald-Sargent T, Subramanya G, Zhao J, Perlman S, Gallagher T.一种跨膜丝氨酸蛋白酶与严重急性呼吸综合征冠状病毒受体相关并激活病毒进入。中国病毒学杂志,2011;85(2):873-82。

    文章中科院谷歌学者

  43. 李峰,李伟,李文杰,李文杰。SARS冠状病毒刺突受体结合域与受体复合物的结构。科学。2005;309(5742):1864 - 8。

    文章中科院谷歌学者

  44. Mansouri N, Willis GR, Fernandez-Gonzalez A, Reis M, Nassiri S, Mitsialis SA, Kourembanas S间充质间质细胞外泌体通过调节单核细胞表型预防和恢复实验性肺纤维化。JCI Insight, 2019;4(21):e128060。https://doi.org/10.1172/jci.insight.128060

    文章公共医学中心谷歌学者

  45. A,安特比,B,艾巴钦斯基,c。间充质干细胞/间质细胞衍生产物在肺部疾病中的治疗潜力呼吸学报,2018;19(1):218。

    文章中科院谷歌学者

  46. 克鲁兹FF,洛可PRM。干细胞胞外囊泡与肺修复。干细胞研究。2017;4:78。

    文章谷歌学者

  47. Golchin A, Seyedjafari E, Ardeshirylajimi A. COVID-19的间充质干细胞治疗:现在或未来。干细胞Rev . 2020;16:427。

    文章中科院谷歌学者

  48. Moll G, Drzeniek N, Kamhieh-Milz J, Geissler S, Volk H-D, Reinke P. MSC治疗COVID-19:患者凝血病变、血栓预防、细胞产品质量和治疗安全性和有效性的重要性前沿免疫。2020;11:1091。

    文章中科院谷歌学者

  49. Bikdeli B, Madhavan MV, Jimenez D, Chuich T, Dreyfus I, Driggin E,等。COVID-19和血栓性或血栓性疾病:预防、抗血栓治疗和随访的意义:JACC最新进展综述。中华医学会心血管病杂志,2020;29(2):349 - 349。https://doi.org/10.1016/j.jacc.2020.04.031

  50. 唐宁,李东,王霞,孙卓。新型冠状病毒肺炎患者凝血参数异常与预后不良相关中华血栓血液学杂志,2020;18(4):844-7。

    文章中科院谷歌学者

  51. 崔QC, C.;黄,c;周,w;霁,x;张,f;王,l;周勇,AGTR2,新型冠状病毒可能进入人类细胞的一个新的关键基因。预印本。2020(2020020194)。

  52. Lanzoni G, Linetsky E, Correa D, Messinger Cayetano S, Alvarez RA, Kouroupis D,等。脐带间充质干细胞治疗COVID-19急性呼吸窘迫综合征:一项双盲、1/2a期随机对照试验干细胞转化医学。2021。https://doi.org/10.1002/sctm.20-0472

  53. Avanzini MA, Mura M, Percivalle E, Bastaroli F, Croce S, Valsecchi C, Lenta E, Nykjaer G, Cassaniti I, Bagnarino J, Baldanti F, Zecca M, Comoli P, Gnecchi M。中国生物医学工程学报,2016;10(4):636-42。https://doi.org/10.1002/sctm.20-0385

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确认

我们要感谢Dorita Avila女士在准备本手稿时的帮助,以及Brenda Mendoza Flores在免疫荧光图像方面的帮助。

资金

本研究由Aidan研究咨询有限责任公司私人资助。

作者信息

作者及隶属关系

作者

贡献

NHR和JJH对工作的概念和设计做出了贡献。DEB、LLF和APLC对数据的采集、分析和解释做出了贡献。所有作者都对手稿的写作做出了贡献。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应到Jonathan J. Hernandez

道德声明

伦理批准并同意参与

涉及人体组织的实验是根据巴拿马卫生部的有关准则和条例进行的,遵循良好组织规范21 CFR 1271(与样本筛选和处理有关)和美国组织库协会(AATB)准则。所有细胞的预期用途仅用于研究,而不是用于人类参与者的临床应用。没有机构委员会审查该方案,因为该研究是45 CFR 46.104(d)(4)所定义的“非人类受试者”研究(研究人员无法获得生物标本的任何识别信息)。

发表同意书

不适用。

相互竞争的利益

Neil H Riordan是Aidan Research and Consulting LLC的股东兼首席执行官。其他作者声明没有利益冲突。

额外的信息

出版商的注意

伟德体育在线施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

补充信息

附加文件1:图S1。

a)代表性样品HBEpc、AT1、ACE2 Trans hUC-MSCs的全长印迹。b)代表性肺组织样本全长印迹。使用iBright™Prestained Protein Ladder (LC5615)作为分子量标记。图S2。hUC-MSCs系的免疫表型和三期分化。a)流式细胞术分析的代表性图显示CD14、CD20、CD34和CD45阳性细胞比例较低(DUMP:PreCP), CD73 (PE- vio770)、CD90 (FITC)和CD105 (PE)阳性细胞比例较高。b)代表性染色。在特定培养基中培养hUC-MSCs后进行成骨、脂肪细胞和软骨分化的多能/三期分化。成骨细胞用Alzarin红染色,脂肪细胞用脂滴油红染色,软骨细胞用alcian蓝染色。

权利和权限

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赫尔南德斯,j.j.,比蒂,d.e.,弗鲁威斯,L.L.et al。避免COVID-19感染:ACE2和TMPRSS2在多种供体来源的人脐带间充质干细胞系中低表达和定位。翻译医学杂志19, 149(2021)。https://doi.org/10.1186/s12967-021-02813-6

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  • TMPRSS2表达式
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  • SARS-Cov2
  • 间充质干细胞
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