Isolation, culture, and characterization of chicken lung-derived mesenchymal stem cells

Can J Vet Res. 2018 Jul;82(3):225-235.

Abstract

Using lung tissues separated from 12-day-old chicken embryos, we attempted to obtain a novel population of stem cells, namely, chicken lung-derived mesenchymal stem cells (LMSCs), which exhibit spindle-like morphology. The results of colony-forming assay and population doubling assay demonstrated that LMSCs had enormous colony-forming, self-renewal, and proliferative potential. When appropriately induced, LMSCs could differentiate into osteoblasts, adypocytes, chondrocytes, and neurons; in other words, LMSCs had cross-embryonic layer differentiation potential under corresponding induction conditions. Aside from colony-forming, self-renewal, and multilineage differentiation capabilities, LMSCs were characterized by specific cell phenotypes. The results of immunohistochemistry and flow cytometry demonstrated that LMSCs consistently expressed OCT-4 - a specific gene marker expressed in pluripotent stem cells - and markers associated with MSCs such as CD29, CD73, CD90, and CD105. However, LMSCs lacked hematopoietic cell surface molecules such as CD34 and CD45. Primary LMSCs could be subcultured to passage 24 at most in vitro and karyotype analysis demonstrated that LMSCs possessed genomic stability. These unique characteristics were consistent with the characteristics of MSCs, which had been isolated from other tissues. This provides a foundation for LMSCs as a promising avenue for cellular transplantation therapy, regenerative medicine, and tissue engineering.

En utilisant du tissu pulmonaire disséqué d’embryons de poulets âgés de 12 jours, nous avons tenté d’obtenir une nouvelle population de cellules souches, nommément, des cellules souches mésenchymateuses dérivées de poumon de poulet (CSMPs), qui montrent une morphologie apparentée à de cellules fusiformes.Les résultats des tests de formation de colonies et de doublement de la population ont démontré que les CSMPs avaient un potentiel énorme de formation de colonies, d’auto-régénération, et de prolifération. Lorsqu’induites de manière appropriée, les CSMPs pouvaient se différencier en ostéoblastes, en adipocytes, en chondrocytes, et en neurones; en d’autres termes, en fonction des conditions d’induction correspondantes, les CSMPs avaient un potentiel de différenciation croisé entre les couches embryonnaires. Outre la formation de colonies, l’auto-régénération, et les capacités de différenciation multi-lignées, les CSMPs étaient caractérisées par des phénotypes cellulaires spécifiques. Les résultats d’analyses par immunohistochimie et cytométrie de flux ont démontré que les CSMPs exprimaient de manière constante OCT-4 — un marqueur de gène spécifique exprimé dans les cellules souches pluripotentes — et des marqueurs associés avec des cellules souches mésenchymateuses (CSMs) tels que CD29, CD73, CD90, et CD105. Toutefois, les CSMPs n’avaient pas de molécules de surface des cellules hématopoïétiques telles que CD34 et CD45. Les CSMPs primaires pouvaient être sous-cultivées in vitro au moins jusqu’au passage 24 et l’analyse du caryotype a démontré que les CSMPs possédaient une stabilité génétique.Ces caractéristiques uniques étaient en lien avec les caractéristiques de CSMs isolées d’autres tissus. Ceci fourni une base pour considérer les CSMPs comme une avenue prometteuse pour la thérapie par transplantation cellulaire, la médecine régénérative, et l’ingénierie tissulaire.(Traduit par Docteur Serge Messier).

MeSH terms

  • Adipogenesis
  • Animals
  • Cell Differentiation
  • Chickens*
  • Chondrogenesis
  • Flow Cytometry
  • Immunohistochemistry
  • Karyotype
  • Lung / cytology*
  • Mesenchymal Stem Cells / physiology*
  • Neurons
  • Osteogenesis
  • Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction