Application of mesenchymal stem cell sheet for prevention of postoperative pancreatic fistula in a rat model

Abstract

Pancreatic fistula following pancreatic resection (POPF) is a life-threatening complication. Although substantial efforts have been made to minimize the occurrence of POPF, a definitive approach is lacking. We investigated the effect of mesenchymal stem cells (MSCs) sheet for preventing POPF We established a rat model with measurable POPF. Rat adipose derived stem cell (rADSC) and bone marrow derived stem cell (rBMSC) maintained their cell-cell junctions and adhesion proteins with intact fibronectin, as well as characteristics of MSCs. The rats that received rADSC, and rBMSC sheet transplantation showed significantly decreased amount of abdominal fluid compared with the control group, as demonstrated in MR images and the abdominal fluid collected on 1, 3, and 7 days post-operation. Amylase concentration and total amylase contents were significantly lower in the rADSC sheet and rBMSC sheet groups compared with the control groups. rADSC sheet showed increased adhesive and immune cytokine profiles (ICAM-1, L-selectin, TIMP-1), while rBMSC sheets showed reduced immune reaction compared to control and rADSC. Our results show that mesenchymal stem cell sheet technology can be used to prevent POPF, and this new convergent technology has the potential to be translated to clinical settings in order to fulfill the unmet need of POPF.|췌장 절제 이후에 발생하는 췌장루는 매우 치명적인 수술 후 합병증이다. 이 췌장루의 발생을 최소화 하기 위하여 많은 실질적인 노력들이 거듭되어 왔으나 아직까지도 확실한 방지법은 없는 상태이다. 우리는 실험을 통해 측정 가능한 췌장루를 쥐모델에서 만들 수 있었다. 실험에 사용 된 쥐의 지방유래 줄기세포와 골수유래 줄기세포는 간엽줄기세포의 특성뿐만 아니라 손상되지 않은 피브로넥틴으로 세포와 세포 접합부와 접합 단백질을 유지했다. 수술 후 1, 3, 7일에 자기공명영상 이미지와 복강내 저류액에서 관찰 된 바와 같이, 쥐의 지방유래 줄기세포 시트와 골수유래 줄기세포 시트를 이식 받은 쥐 들에서 대조군에 비해 복강내 저류액의 양이 현저하게 감소됨을 관찰 할 수 있었다. 아밀라아제 농도와 총 아밀라아제 함량은 대조군과 비교하여 쥐의 지방유래 줄기세포 시트 이식군과 골수유래 줄기세포 시트 이식군에서 유의하게 낮았다. 쥐의 지방유래 줄기세포 시트는 증가된 접합 및 면역 사이토카인 프로파일을 보인 반면, 쥐의 골수유래 줄기세포 시트는 대조군 및 쥐의 지방유래 줄기세포 시트에 비하여 감소된 면역반응을 보였다. 우리의 결과는 간엽줄기세포 시트 기술이 췌장루를 방지하는 데 사용될 수 있다는 것을 보여주며, 이 새로운 기술은 현재의 췌장루 방지 기술의 부족한 면을 보완하기 위해 임상에 적용될 수 있는 충분한 잠재력이 있다.