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Method Article
このプロトコルは、その周囲の細胞外マトリックスからヒントを得るために、複数の表現型に分化するよう誘導される幹細胞の固有の能力を活用に焦点を当てています。このメソッドの原稿は、同時に脂肪由来幹細胞を共区別するために、PEG-フィブリンおよびコラーゲンから成る二層ハイドロゲルを利用したモデルでは、我々の説明とその特性を拡張する 1。
年間の天然高分子ため、そのホストの生体適合性、in vitro および in vivo での細胞と相互作用する能力のより重要性を得ています。再生医療の約束を保持している研究分野は、新規の生体材料と幹細胞の組合せを使用することです。組織工学の分野における基本戦略は、細胞機能を指示するための三次元足場(例えば、細胞外マトリックス、ヒドロゲル、マイクロ/ナノ粒子を脱細胞)の使用です。この技術は、細胞は、彼らが付着し、増殖し、それらの分化した細胞の表現型と機能2-3を表現できる上に基板が必要であることを発見から進化してきました。最近では、それはまた、細胞が付着するため、これらの基質を使用していますが、また相互作用し、マトリクス基板(例えば、細胞外マトリクス、ECM)4から手がかりを取るだけでなく、ことが決定されている。したがって、細胞と足場は、その相互接続を使用している組織開発、組織、および究極の機能を制御するのに役立ちます。脂肪由来幹細胞(ASCS)マルチ系統分化を示し、細胞の容易に利用可能なソース(すなわち、プレ血管内皮および周皮細胞)として機能することができ、脂肪組織内に存在する間葉系、非造血幹細胞である。我々の仮説は、脂肪由来幹細胞は、二層のマトリックス1で単に共存培養することにより同時に表現型を異なる方向に向けることができるということです。私たちの研究室では、皮膚創傷治癒に焦点を当てています。この目的のために、我々は皮膚固有の創傷治癒ECM環境の特性や機能を模倣することができます自然の生体材料、フィブリン、コラーゲン、キトサンから単一の複合マトリックスを作成しました。
1。脂肪由来幹細胞(ASCS)1、5を分離する
注:特に断りのない限り、すべての手順は室温で行った。
2。キトサンマイクロスフェア(のCSM)を準備
注:特に断りのない限り、すべての手順は室温で行った。
3。の決定のCSMでの遊離アミノ基の数
注:特に断りのない限り、すべての手順は室温で行った。
4。 CSMの読み込みASC
注:特に断りのない限り、すべての手順は室温で行った。
5。のCSMでASCの読み込みと細胞生存率の割合を決定する
注:特に断りのない限り、すべての手順は室温で行った。
6。 PEG-フィブリンゲルに埋め込まれたASC-CSMの調製とキャラクタリゼーション
注:特に断りのない限り、すべての手順は室温で行った。
7。コラーゲンゲルに埋め込まれたASC-CSMの調製とキャラクタリゼーション
注:特に断りのない限り、すべての手順は室温で行った。
8。二層PEG-フィブリン(ASC-CSM)コラーゲンゲルコンストラクトの開発
注:特に断りのない限り、すべての手順は室温で行った。
9。原液を作る
注:特に断りのない限り、すべての手順は室温で行った。
10。代表的な結果
ここで紹介するテクニックの全体的な目標は、送達ビヒクルとしてCSMを使用して複数の表現型にASCの同時マトリクス駆動型の分化の可能性を実証することである。我々は、二層コラーゲン-PEG-フィブリン足場にCSMのから幹細胞を提供するためにin vitroでの戦略を示しています。この足場reveale内に埋め込まれたASCの特性評価同時に、差動では、新しい条件の下で繁栄するには、両方の細胞外環境からキューを取るコラーゲンとPEG-フィブリンの層の間にASCにロードされたのCSM "が挟まれた"ことができるD。まず、細胞の生存と渡り鳥の能力を維持するために、モデルシステムのための能力を特徴とする。コラーゲンは、彼らの"stemness"などSTRO-1の発現とその線維芽細胞様形態( 図2Dおよび2F)によって実証されたを維持するために、ASCの機能をサポートしていました。それらのチューブ状構造の形態、von Willebrand因子( 図2Eと2G)のそれらの内皮細胞特異的発現、および周皮細胞特異的発現によって実証されるとは対照的に、PEG-フィブリンは、血管の表現型に向かって区別するためにASCを誘導しNG2および血小板由来増殖因子受容体β(PDGFRβ)(データは示さず)。さらに、これらの観測された表現型は、培養の初期に起こるように思われ、11日間維持されたとして、DEMです。図3にonstrated。
表と図
二重層の利点は構築:
図1。回路図は、技術の全体的な目標及びプロセスを描いた。 1)脂肪由来幹細胞(ASCS)は、LOです。キトサンマイクロスフェアにaded。 2)コラーゲンは、その後6ウェルインサートは、コラーゲンをフィブリル化するためにpH調整し、6ウェルプレートチャンバーに入れ、挿入に注がれています。 ASCにロードされたCSMの球はその後コラーゲン上に積層されています。 3)PEG化フィブリノゲンは、その後コラーゲン(ASC-CSM)に注ぎ、トロンビンの添加によってゲル化されています。 4)最後の二重層構造は、その後の培養インサートから削除され、in vitroまたは in vivo分析で使用することができます。
図2。ASCの特性は、コラーゲンとPEG-フィブリン3Dマトリックス内で培養した。隔離されたASCの)位相コントラスト顕微鏡写真は、継代し、ルーチンの2次元細胞培養技術を使用して維持しています。両方とも1日目C、E、および3次元PEG-フィブリンゲル内で培養しGのショーASC-CSM、一方、顕微鏡写真A、B、D、Fは3次元コラーゲンゲル内培養ASC-CSMを描く2。 BとC)では、ASCは、両方の足場タイプのCSM球からの移行を示しています。幹細胞のマーカーSTRO-1(;矢印D)のそれらの発現を維持しながら、ASCは、コラーゲンのフラット化、紡錘状の形態(B)を持っているように見えます。 PEG-フィブリンASCの中で培養したときには、よりチューブ状の構造を示し、von Willebrand因子(E)などの血管細胞マーカーを発現するように誘導されています。透過型電子顕微鏡は、それぞれの足場内のASCによって示され、典型的な形態を示しています。 (;矢印G)コラーゲンゲル内でのASCはASCのは、通常、内腔(Lラベルが付いている)構造を形成し、一方、セル(F)の本体から伸びる小さな糸状仮足(FL)を持っているように見えます。
図3。コラーゲンとPEG-フィブリンゲルの二重層の間にASC-CSMの形態学的解析。 ASC-CSMはコラーゲンとPEG-フィブリンゲルの間に "挟まれた"と11日間培養で維持した。左columnは、コラーゲンマトリックス内に移行し、増殖してASCを表し、紡錘状の形態を取るように見えます。右の列には、PEG-フィブリンゲル全体のCSMと成形チューブ状の構造からの移行ASCを示しています。
ASCはアイソレーションと、様々な種類の細胞に向かって分化する能力の容易さのためによく知られている。この原稿に記載された技術で、我々は、同時に複数のbiomatricesにこれらの細胞を曝すことによってASCの可塑性を悪用することができます。細胞は、CSMのベースから離れての移行とその周囲の細胞外環境を入力すると、細胞は足場からキューを取得し、いずれかの "stemness"(コラ?...
なし競合する経済的利益は存在しません。
免責事項
ここに記載されている意見やアサーションは、作者の私的見解であり、公式、または国防省、または米国政府の部門の意見を反映して解釈されるべきではありません。著者らは、米国政府の従業員であり、この作品は、その職務の一部として作成されました。すべての作業は、米陸軍医学研究および資材コマンドでサポートされていました。本研究では、米陸軍医学研究および資材コマンド治験審査委員会によって、承認されたプロトコルに従って検討し、承認されたプロトコルの下で実施されました。
SNは、ピッツバーグ·ティッシュエンジニアリング·イニシアティブからポストドクトラルフェローシップ·グラントによってサポートされていました。 DOZは、ジュネーブ財団から授与の助成金によってサポートされています。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
試薬/装置の名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
ハンクス平衡塩溶液(HBSS) | ギブコ | 14175 | 消耗品 |
ウシ胎児血清 | ハイクローン | SH30071.03 | 消耗品 |
コラゲナーゼタイプII | Sigma-Aldrich社 | C6685 | 消耗品 |
70μmのナイロンメッシュフィルター | BDバイオサイエンス | 352350 | 消耗品 |
100μmのナイロンメッシュフィルター | BDバイオサイエンス | 352360 | 消耗品 |
MesenPRO増殖培地システム | インビトロジェン | 12746-012 | 消耗品 |
L-グルタミン | ギブコ | 25030 | 消耗品 |
のCaCl 2·2H 2 O | シグマ | C8106 | 消耗品 |
T75組織培養フラスコ | BDバイオサイエンス | 137787 | 消耗品 |
キトサン | Sigma-Aldrich社 | 448869 | 消耗品 |
酢酸 | Sigma-Aldrich社 | 320099 | 消耗品 |
n-オクタノール | アクロスオーガニック | 150630025 | 消耗品 |
ソルビタン、モノオレイン酸 | Sigma-Aldrich社 | S6760 | 消耗品 |
水酸化カリウム | Sigma-Aldrich社 | P1767 | 消耗品 |
アセトン | フィッシャー·サイエンティフィック | L-4859 | 消耗品 |
エタノール | Sigma-Aldrich社 | 270741 | 消耗品 |
トリニトロベンゼンスルホン酸 | Sigma-Aldrich社 | P2297 | 消耗品 |
塩酸 | Sigma-Aldrich社 | 320331 | 消耗品 |
エチルエーテル | Sigma-Aldrich社 | 472から484 | 消耗品 |
8μmの組織培養プレートインサート | BDバイオサイエンス | 353097 | 消耗品 |
1.5 mlのマイクロ遠心チューブ | フィッシャー | 05-408-129 | 消耗品 |
MTT試薬 | インビトロジェン | M6494 | 消耗品 |
ジメチルスルホキシド | Sigma-Aldrich社 | D8779 | 消耗品 |
Qtracker細胞標識キット(Qトラッカー655) | 分子プローブ | Q2502PMP | 消耗品 |
1型コラーゲン | Travigen | 3447-020-01 | 消耗品 |
水酸化ナトリウム | Sigma-Aldrich社 | S8045 | 消耗品 |
12ウェル組織培養プレート | BDバイオサイエンス | 353043 | 消耗品 |
フィブリノゲン | シグマ | F3879 | 消耗品 |
トロンビン | シグマ | T6884 | 消耗品 |
ポリエチレンのBenztriazoleデリバティブ | Sunbio | DE-034GS | 消耗品 |
トリスバッファータブレット液(pH7.6) | シグマ | T5030 | 消耗品 |
遠心分離 | エッペンドルフ | 5417R | エクイpment |
オービタルシェーカー | ニューブランズウィック州Scienctific | C24 | 機器 |
空気-5%CO 2の加湿インキュベータ | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 370 | 機器 |
オーバーヘッドスターラー | IKA | Visc6000 | 機器 |
マグネチックスターラー | コーニング | PC-210 | 機器 |
減圧デシケーター | - | - | 機器 |
粒径分析器 | マルバーン | STP2000 Spraytec | 機器 |
水浴 | フィッシャー·サイエンティフィック | Isotemp210 | 機器 |
分光光度計 | ベックマン | ベックマン·コールターDU 800UV/Visible分光光度計 | 機器 |
渦 | Diagger | 3030a | 機器 |
マイクロプレートリーダー | モレキュラーデバイス | SpectraMax M2 | 機器 |
光/蛍光顕微鏡 | オリンポス | IX71 | 機器 |
共焦点顕微鏡 | オリンポス | FV-500レーザー走査型共焦点顕微鏡 | 機器 |
走査型電子顕微鏡 | カールツァイスマイクロイメージング | レオ435 VP | 機器 |
透過型電子顕微鏡 | JEOL | JEOL 1230 | 機器 |
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