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Method Article
이 프로토콜은 자신의 주변의 세포외 기질에서 발표가 되려면 여러 phenotypes로 차별화에 시달릴 수도 줄기 세포의 고유 기능을 활용에 초점을 맞추고 있습니다. 이 방법 원고는 동시에 지방 파생 줄기 세포를 공동으로 차별화하는 데, PEG-섬유소와 콜라겐으로 구성되어 bilayered 히드로겔을 활용 모델, 우리의 설명 및 특성을 확장 1.
년간 천연 고분자로 인해 자신의 호스트 biocompatibility 및 시험 관내 및 생체내의 세포와 상호 작용하는 능력의 중요성을 얻고있다. 재생 의료의 가능성을 가지고 연구의 영역이 소설 biomaterials 및 줄기 세포의 조합을 사용합니다. 조직 공학 분야의 기본적인 전략은 세포 기능을 감독을위한 입체 비계 (예 : 세포외 기질, hydrogels, 마이크로 / 나노 입자를 decellularized)의 사용이다. 이 기술은 세포, 그들은 고수 수있는시 기판이 필요 분아 따위에 의해 중식, 그들의 차별화된 세포 표현형 및 기능 2-3 표현하는 발견으로 변화시켰습니다. 최근에는, 그것은 또한 세포 부착에 대해 이러한 기판을 사용할뿐만 아니라 상호 작용 및 매트릭스 기판 (예 : 세포외 기질, ECM) 4에서 단서를뿐만 아니라 결정되었습니다. 따라서 세포 공사장 공중 발판은 상호 연결조직 개발, 조직, 그리고 궁극적인 기능을 제어하는 역할을합니다. 지방 파생 줄기 세포 (ASCs)가 mesenchymal가 아닌 hematopoetic 줄기 세포 멀티 혈통 차별을 전시하고 세포 즉시 사용할 소스 (예 : 사전 혈관 endothelia 및 pericytes)으로 사용할 수있는 지방 조직에 존재한다. 우리의 가설은 지방 파생 줄기 세포가 bilayered 매트릭스 1에 간단히 공동 culturing 그들에 의해 동시에 phenotypes 서로 다른 방향으로 이동 수있다는 것입니다. 저희 실험실은 피부 상처 치유에 초점을 맞추었습니다. 이를 위해, 우리는 피부에 특정한 상처 치유 ECM 환경의 특성과 기능을 모방 수있는 하나의 복합 천연 biomaterials의 행렬, 섬유소, 콜라겐과 키토산을 만들었습니다.
1. 지방 파생 줄기 세포 (ASCs) 1, 5를 분리해
주의 : 별도로 명시하지 않는 한 모든 절차를 상온에서 수행되었다.
2. 키토산 Microspheres (CSMs)를 준비
주의 : 별도로 명시하지 않는 한 모든 절차를 상온에서 수행되었다.
3. 결정CSMs에서의 자유 아미노 그룹의 개수
주의 : 별도로 명시하지 않는 한 모든 절차를 상온에서 수행되었다.
4. CSM의 로딩 ASC
주의 : 별도로 명시하지 않는 한 모든 절차를 상온에서 수행되었다.
5. CSMs에 ASC로드 및 세포 생존 능력의 비율을 결정
주의 : 별도로 명시하지 않는 한 모든 절차를 상온에서 수행되었다.
6. ASC-CSM의 준비 및 특성화는 PEG-섬유소의 젤에서 임베디드
주의 : 별도로 명시하지 않는 한 모든 절차를 상온에서 수행되었다.
7. ASC-CSM의 준비 및 특성화는 콜라겐 젤에 임베디드
주의 : 별도로 명시하지 않는 한 모든 절차를 상온에서 수행되었다.
8. Bilayered PEG-섬유소 - (ASC-CSM) - 콜라겐 젤 구조의 개발
주의 : 별도로 명시하지 않는 한 모든 절차를 상온에서 수행되었다.
9. 증권 솔루션 만들기
주의 : 별도로 명시하지 않는 한 모든 절차를 상온에서 수행되었다.
10. 대표 결과
여기에 제시된 기법의 전반적인 목표는 배달 차량으로 CSM을 사용하여 여러 phenotypes로 ASC의 동시 행렬 기반의 분화의 가능성을 입증하는 것입니다. 우리는 bilayered 콜라겐-PEG-섬유소 발판으로 CSMs에서 줄기 세포를 전달에서 체외 전략을 보여줍니다. ASC의 특성이 발판 reveale 내에 내장ASC-로드된의 CSMs는 콜라겐 및 PEG-섬유소의 레이어 사이에 "끼워 넣었지"할 수있는 D는 동시에 differentially 새로운 조건 하에서 번창하고 두 세포외 환경으로부터 신호를 받아. 우리가 먼저 세포 생존 능력과 철새 용량을 유지하기위한 모델 시스템의 기능을 특성화. 콜라겐은 그들의 "stemness"등 Stro-1 자신의 표현과 fibroblast와 같은 형태 (그림 2D 및 2 층)에 의해 입증되었습니다 유지를 위해 ASCs의 능력을 지원합니다. 그들의 튜브와 같은 구조 형태, 폰 Willebrand 인자 (그림 2E와 2G) 자신의 내피 세포 특정 표현, 그리고 pericyte 특정 표현에 의해 입증되는대로 반면, PEG-섬유소는 혈관 표현형쪽으로 차별 ASCs을 유도 NG2와 혈소판 - 유도 성장 인자 수용체 베타 (PDGFRβ) (데이터가 표시되지 않음). 또한, 이러한 관찰된 phenotypes 일찍 문화가 발생하는 것으로 나타났다, 11 일 동안 유지되었다로서 민주 공화국이다그림 3과 onstrated.
표 및 그림
이중층의 장점은 건설하세요 :
그림 1. 도식은 전반적인 목표와 기법의 과정을 묘사. 1) 지방 파생 줄기 세포 (ASCs)은 싸다입니다키토산 microspheres에 aded. 2) 콜라겐은 다음 6 잘 삽입, 콜라겐 fibrillate하도록 조정 산도, 그리고 6 잘 플레이트 챔버에 배치 삽입에 부어있다. ASC-로드의 CSM의 분야는 다음 콜라겐을 통해 상상을 뛰어넘는 세월을 거슬러 올라가있다. 3) PEGylated 피브리노겐 그러면 콜라겐 (ASC-CSM) 위에 부어 및 트롬빈의 추가에 의해 gelled합니다. 4) 최종 이중층의 구조는 다음 문화 삽입에서 제거하고 체외 또는 생체내 분석을 위해 사용될 수 있습니다.
ASC의 그림 2. 특성화는 콜라겐 및 PEG-섬유소 차원 매트릭스 내에 배양해. 격리된 ASC의) 위상 대조 현미경은 passaged과 일상 2 차원 세포 배양 기술을 사용하여 유지. Photomicrographs B, D 및 F는 ASC-CSM은 3 차원 콜라겐 겔 내에 배양해 묘사, C, E 및 G 쇼 ASC-CSM 하루에 1부터 3 차원 PEG-섬유소 겔 모두 내에 배양해 반면,2. B와 C)에서 ASCs는 두 비계 종류의 CSM의 영역에서 떨어져 이주 표시됩니다. ASCs는 줄기 세포 마커 Stro-1 (; 화살표 D) 그들의 표현을 유지하면서, 콜라겐 (B)에서 플랫, 스핀들과 같은 형태를 가지고있는 것 같습니다. PEG-섬유소의 ASCs에서 배양해 때하면 더 많은 튜브와 같은 구조를 전시하고 폰 Willebrand 계수 (E)과 같은 혈관 세포 마커를 표현하는 유도하고 있습니다. 전송 전자 현미경은 각 발판 이내 ASCs에서 보여준 전형적인 형태를 묘사. (; 화살표 G) 콜라겐 젤의 ASCs는 ASCs 일반적 lumenal (L 레이블) 구조를 형성하는 반면, 셀 (F)의 몸에서 연장 작은 filopodia (FL)가 보인다.
그림 3. 콜라겐의 bilayers 및 PEG-섬유소의 젤 사이 ASC-CSMs의 형태학의 분석. ASC-CSMs는 콜라겐 및 PEG-섬유소의 젤 사이에 "끼워 넣었지"11 일 동안 문화를 유지했다. 왼쪽 coluMN은 이전과 콜라겐 매트릭스 내에서 proliferating ASCs을 묘사하고 스핀들과 같은 형태를 데리고 나타납니다. 오른쪽 열에는 ASCs 멀리 CSMs에서 마이 그 레이션 및 PEG-섬유소 겔 전체에 튜브와 같은 구조를 형성을 묘사.
ASCs은 고립과 다양한 세포 유형으로 차별화할 수있는 능력 자신의 용이성에 대해 잘 알려져 있습니다. 본 원고에서 설명한 기법을 통해, 우리는 동시에 여러 biomatrices 이러한 세포를 노출함으로써 ASCs의 소성을 이용하실 수 있습니다. 세포가 자신의 CSM베이스에서 떨어져 마이 그 레이션과 그 주변의 세포외 환경을 입력할 때, 세포는 비계에서 실수를 타고 중 "stemness"(콜라겐)을 유지하거나 ...
어떤 경쟁하는 금융 이익은 존재하지.
유의 사항
여기에 포함된 의견이나 주장은 저자의 개인 의견이며 공식이나 국방 또는 미국 정부 부서의 의견을 반영 해석할 수 없습니다. 저자는 미국 정부의 직원이며,이 작품들은 공무의 일환으로 준비되었다. 모든 작품은 미국 육군 의학 연구 및 Materiel 명령에 의해 지원되었다. 이 연구는 미국 육군 의학 연구 및 Materiel 명령 기관 심사위원회 및 승인 절차에 따라 검토와 승인 절차하에 실시되었다.
SN은 피츠버그 조직 공학 이니셔티브에서 박사 과정 이수 화목 그랜트에 의해 지원되었다. DOZ는 제네바 재단에서 수여 교부금에 의해 지원됩니다.
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100 μm의 나일론 메쉬 필터 | BD Biosciences | 352,360 | 소모품 |
MesenPRO 성장 매체 시스템 | Invitrogen | 12746-012 | 소모품 |
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CaCl 2 0.2 H 2 O | 시그마 | C8106 | 소모품 |
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키토산 | 시그마 - 올드 리치 | 448,869 | 소모품 |
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