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Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation

Engineered muscle tissues can be used for several different purposes, which include the production of tissues for use as a disease model in vitro, e.g. to ...

Eindhoven University of Technology, The Netherlands

&#x9AA8;&#x9ABC;&#x808C;&#x662F;&#x56E0;&#x4E3A;&#x53CA;&#x5176;&#x5728;&#x518D;&#x751F;&#x533B;&#x5B66;&#x3001; &#x4F53;&#x5916;&#x751F;&#x7406;&#x6A21;&#x578B;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x548C;&#x4F53;&#x5916;&#x8089;&#x7C7B;&#x751F;&#x4EA7;&#x5E94;&#x7528;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x4E2D;&#x7684;&#x5404;&#x79CD;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x6709;&#x5438;&#x5F15;&#x529B;&#x7684;&#x4E3B;&#x9898;&#x3002;&#x9664;&#x4E86;&#x5E38;&#x89C4;&#x751F;&#x5316;&#x63D0;&#x793A;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x4FC3;&#x8FDB;&#x808C;&#x8089;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x7684;&#x4F53;&#x5916;&#x6210;&#x719F;&#xFF0C;&#x751F;&#x7269;&#x7269;&#x7406;&#x523A;&#x6FC0;&#x6709;&#x5FC5;&#x8981;&#x8FBE;&#x6210;&#x6240;&#x9700;&#x7684;&#x529F;&#x80FD;&#x548C;&#x7EB9;&#x7406;&#x7684;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x5316;&#x7684;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x3002;&#x62C9;&#x4F38;&#x3001; &#x9020;&#x6210;&#x79EF;&#x6781;&#x8FD0;&#x52A8;&#xFF0C;&#x662F;&#x8EAB;&#x4F53;&#x7684;&#x76EE;&#x524D;&#x5728;&#x751F;&#x6001;&#x4F4D;&#x7684;&#x5E73;&#x6ED1;&#x808C;&#x7956;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5728;&#x4F53;&#x5185;&#x7684;&#x4E00;&#x4E2A;&#x91CD;&#x8981;&#x56E0;&#x7D20;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x56E0;&#x6B64;&#x5BF9; C2C12 &#x548C;&#x5C0F;&#x9F20;&#x808C;&#x8089;&#x7956;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684; 2D &#x548C; 3D &#x7684;&#x73AF;&#x5883;&#x8C03;&#x67E5;&#x5355;&#x8F74;&#x5761;&#x9053;&#x7275;&#x5F20; (2%) &#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#xFF0C;&#x5176;&#x6B21;&#x662F;&#x5355;&#x8F74;&#x95F4;&#x6B47;&#x52A8;&#x6001;&#x62C9;&#x4F38; &#xFF08;4%&#xFF09;&#xFF0C;&#x5E76;&#x53D1;&#x73B0;&#x62C9;&#x4F38;&#x6D88;&#x6781;&#x5F71;&#x54CD;&#x5728;&#x6240;&#x6709;&#x60C5;&#x51B5;&#x4E0B;&#xFF0C;&#x51CF;&#x5C11;&#x8868;&#x8FBE;&#x7684;&#x8BEF;&#x5DEE;&#x7387;&#x8868;&#x73B0;&#x51FA;&#x6210;&#x719F;&#x548C;&#x808C;&#x8282;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28; RNA &#x4E00;&#x7EA7;&#x548C;&#x5EF6;&#x8FDF;&#x7684;&#x5F62;&#x6210;&#x4EA4;&#x53C9;&#x6761;&#x7EB9;&#x3002;&#x56E0;&#x6B64;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x8BA4;&#x4E3A;&#x5F53;&#x524D;&#x7684;&#x534F;&#x8BAE;&#x4E0D;&#x5EFA;&#x8BAE;&#x4E3A;&#x9AA8;&#x9ABC;&#x808C;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x7684;&#x76EE;&#x7684;&#x3002;

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Skeletal muscle is an appealing topic for tissue engineering because of its variety in applications for regenerative medicine, in vitro physiological model systems, and in vitro meat production. Besides conventional biochemical cues to promote muscle tissue maturation in vitro, biophysical stimuli are necessary to reach the desired functionality and texture of the engineered tissue. Stretch, caused by active movements of the body, is an important factor present in the niche of muscle progenitor cells in vivo. We therefore investigated the effects of uniaxial ramp stretch (2%) followed by uniaxial intermittent dynamic stretch (4%) on C2C12 and murine muscle progenitor cells in a 2D and 3D environment and found that stretch negatively influenced maturation in all cases, demonstrated by decreased expression of MRFs and sarcomere proteins at the RNA level and a delay in the formation of cross striations. We therefore conclude that the current protocol is not recommended for skeletal muscle tissue engineering purposes.

Effects of a combined mechanical stimulation protocol: Value for skeletal muscle tissue engineering.

Le muscle squelettique est un sujet attrayant pour l&#39;ing&eacute;nierie tissulaire en raison de sa diversit&eacute; dans les applications pour la m&eacute;decine r&eacute;g&eacute;n&eacute;rative, syst&egrave;mes mod&egrave;les physiologiques in vitro et la production de viande in vitro. En plus des indices biochimiques classiques pour favoriser la maturation des tissus musculaires in vitro, les stimuli biophysiques sont n&eacute;cessaires pour atteindre les fonctionnalit&eacute;s souhait&eacute;es et la texture du tissu machin&eacute;. Extensibles, caus&eacute;es par des mouvements actifs du corps, est un facteur important pr&eacute;sent dans la niche de cellules prog&eacute;nitrices de muscle in vivo. Nous avons donc &eacute;tudi&eacute; les effets d&#39;&eacute;tirement uniaxial rampe (2 %), suivies par &eacute;tirement de dynamique intermittent uniaxiale (4 %) sur C2C12 et cellules prog&eacute;nitrices musculaires murin dans un environnement 2D et 3D et a conclu que le tron&ccedil;on influenc&eacute; n&eacute;gativement maturation dans tous les cas, d&eacute;montr&eacute; par la diminution de l&#39;expression de la MFR et croisent de prot&eacute;ines du sarcom&egrave;re au niveau RNA et un retard dans la formation des stries. Nous concluons donc que le protocole actuel n&#39;est pas recommand&eacute; pour le tissu musculaire squelettique usages industriels.

Les effets d&#39;un protocole de stimulation m&eacute;canique combin&eacute; : valeur de l&#39;ing&eacute;nierie tissulaire du muscle squelettique.

Skelettmuskulatur ist ein ansprechendes Thema f&uuml;r Tissue-Engineering aufgrund der Vielfalt in Anwendungen f&uuml;r regenerative Medizin, in-vitro-physiologische Modellsysteme und in-vitro-Fleisch-Produktion. Neben konventionellen biochemische Hinweise zur F&ouml;rderung der in-vitro-Muskel-Gewebe-Reifung sind biophysikalische Reize notwendig, um die gew&uuml;nschte Funktionalit&auml;t und Struktur ver&auml;nderte Gewebe zu erreichen. Strecken, verursacht ist durch aktive Bewegungen des K&ouml;rpers, ein wichtiger Faktor in der Nische des Muskel Vorl&auml;uferzellen in-vivo vorhanden. Wir daher untersuchten die Wirkungen von einachsigen Rampe Strecke (2 %), gefolgt von einachsigen intermittierende dynamische Dehnung (4 %) auf C2C12 und murinen Muskel Vorl&auml;uferzellen in einer 2D und 3D Umgebung und festgestellt, dass die Strecke negativ beeinflusst Reifung in allen F&auml;llen nachgewiesen durch verminderte Expression MRFs und Sarkomer Proteine auf der RNA-Ebene und eine Verz&ouml;gerung bei der Bildung von cross Rillen. Wir schlie&szlig;en daher, dass das aktuelle Protokoll f&uuml;r Skelettmuskelgewebes technische Zwecke nicht empfehlenswert ist.

Auswirkungen eines kombinierten mechanische Stimulierung-Protokolls: Wert f&uuml;r skeletal Muscle Tissue-Engineering.

Muscolo scheletrico &egrave; un argomento affascinante per ingegneria tissutale a causa della sua variet&agrave; di applicazioni per la medicina rigenerativa, sistemi modello fisiologico in vitro e produzione di carne in vitro. Oltre alle convenzionali segnali biochimici per promuovere la maturazione di tessuto muscolare in vitro, stimoli biofisici sono necessarie per raggiungere la funzionalit&agrave; desiderata e la consistenza del tessuto ingegnerizzato. Stretch, causati da movimenti attivi del corpo, &egrave; un importante fattore presente nella nicchia delle cellule progenitrici muscolari in vivo. Abbiamo pertanto ha studiato gli effetti del tratto di rampa uniassiale (2%) seguiti da monoassiale tratto dinamico intermittente (4%) su C2C12 e cellule progenitrici muscolari murino in un ambiente 2D e 3D e ha trovato che tratto influenzato negativamente la maturazione in tutti i casi, dimostrato dalla diminuita espressione di MRFs e le proteine del sarcomero a livello di RNA e un ritardo nella formazione della Croce striature. Concludiamo quindi che il protocollo attuale non &egrave; raccomandato per il tessuto muscolare scheletrico scopi ingegneristici.

Gli effetti di un protocollo di stimolazione meccanica combinata: valore per l&#39;ingegneria dei tessuti muscolo scheletrici.

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&#xACB0;&#xD569; &#xB41C; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801;&#xC778; &#xC790;&#xADF9; &#xD504;&#xB85C;&#xD1A0;&#xCF5C;&#xC758; &#xD6A8;&#xACFC;: &#xACE8;&#xACA9; &#xADFC;&#xC721; &#xC870;&#xC9C1; &#xACF5;&#xD559;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xAC12;.

M&uacute;sculo esquel&eacute;tico es un tema atractivo para la ingenier&iacute;a de tejidos debido a su variedad en aplicaciones para la medicina regenerativa, sistemas in vitro modelo fisiol&oacute;gico y producci&oacute;n de carne in vitro. Adem&aacute;s se&ntilde;ales bioqu&iacute;micas convencionales para promover la maduraci&oacute;n de tejido muscular in vitro, est&iacute;mulos biof&iacute;sicos son necesarios para alcanzar la funcionalidad deseada y la textura del Ingenier&iacute;a del tejido. Estiramiento, causado por movimientos activos del cuerpo, es un factor importante en el nicho de c&eacute;lulas progenitoras de m&uacute;sculo en vivo. Por lo tanto, investigamos los efectos del estiramiento de la rampa uniaxial (2%) seguidos de estiramiento din&aacute;mico intermitente uniaxial (4%) en C2C12 y c&eacute;lulas progenitoras de murino de m&uacute;sculo en un entorno 2D y 3D y encontr&oacute; que el tramo influido negativamente la maduraci&oacute;n en todos los casos, demostrado por la expresi&oacute;n disminuida de MRFs y cruzan de las prote&iacute;nas del sarc&oacute;mero en el nivel de RNA y un retraso en la formaci&oacute;n de estr&iacute;as. Por lo tanto Concluimos que el protocolo actual no se recomienda para prop&oacute;sitos de ingenier&iacute;a del tejido m&uacute;sculo esquel&eacute;tico.

Efectos de un protocolo de estimulaci&oacute;n mec&aacute;nica combinada: valor para la ingenier&iacute;a del tejido fino del m&uacute;sculo esquel&eacute;tico.

&#x9AA8;&#x9ABC;&#x808C;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x4ECD;&#x4E0D;&#x4F1A;&#x5BFC;&#x81F4;&#x5728;&#x6240;&#x9700;&#x7684;&#x529F;&#x80FD;&#x7279;&#x6027;&#x548C;&#x7EB9;&#x7406;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x9996;&#x9009;&#x7684;&#x518D;&#x751F;&#x533B;&#x5B66;&#x548C;&#x8089;&#x7C7B;&#x751F;&#x4EA7;&#x5E94;&#x7528;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x3002;&#x7535;&#x523A;&#x6FC0;&#x5DF2;&#x88AB;&#x9002;&#x5F53;&#x5730;&#x7528;&#x4E8E;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x4E00;&#x79CD;&#x5DE5;&#x5177;&#x4FC3;&#x8FDB;&#x808C;&#x8089;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6210;&#x719F;&#x4F53;&#x5916;&#xFF0C;&#x4ECE;&#x800C;&#x6A21;&#x62DF;&#x795E;&#x7ECF;&#x523A;&#x6FC0;&#xFF0C;&#x4F53;&#x5185;&#x7684;&#x808C;&#x8089;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5DE2;&#x7684;&#x4E00;&#x90E8;&#x5206;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7B2C;&#x4E00;&#x6B21;&#x8C03;&#x67E5;&#x4E2D; C2C12 &#x4E8C;&#x7EF4; (2D) &#x819C;&#x7535;&#x523A;&#x6FC0;&#x534F;&#x8BAE;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x548C;&#x7FFB;&#x8BD1;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x534F;&#x8BAE;&#x5230;&#x4E00;&#x4E2A;&#x57FA;&#x4E8E; I/Matrigel(&trade;) &#x6C34;&#x51DD;&#x80F6;&#x578B;&#x80F6;&#x539F;&#x86CB;&#x767D;&#x7684;&#x4E09;&#x7EF4; (3D) &#x6A21;&#x578B;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x3002;&#x66F4;&#x91CD;&#x8981;&#x7684;&#x662F;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x7ED9;&#x6B63;&#x5728;&#x8FDB;&#x884C;&#x7684;&#x8FA9;&#x8BBA;&#x7ED3;&#x679C;&#x53D1;&#x73B0;&#x7EC6;&#x80DE;&#x682A; (C2C12) &#x7FFB;&#x8BD1;&#x7684;&#x4E3B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6765;&#x6E90; [&#x5E73;&#x6ED1;&#x808C;&#x7956;&#x7EC6;&#x80DE; (&#x591A;&#x7528;&#x9014;&#x50A8;&#x503C;&#x5361;)] &#x6211;&#x4EEC; 3D &#x7CFB;&#x7EDF;&#x4E2D;&#x3002;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6765;&#x6E90;&#x672A;&#x53D1;&#x73B0;&#x6210;&#x719F;&#x6C34;&#x5E73;&#x7684;&#x663E;&#x8457;&#x5DEE;&#x5F02;&#x3002;&#x591A;&#x7528;&#x9014;&#x50A8;&#x503C;&#x5361;&#x4E0E;&#x6784;&#x9020;&#x90FD;&#x6210;&#x719F;&#x4E86;&#x5F88;&#x591A;&#x6BD4; C2C12 &#x6784;&#x9020;&#xFF0C;&#x53D1;&#x8FBE;&#x56FD;&#x5BB6;&#x7684;&#x4EA4;&#x53C9;&#x6761;&#x7EB9;&#x548C;&#x6210;&#x719F;&#x808C;&#x7403;&#x86CB;&#x767D;&#x91CD;&#x94FE; &#xFF08;MHC&#xFF09; &#x4E9A;&#x578B;&#x7684;&#x8868;&#x8FBE;&#x6C34;&#x5E73;&#x7684;&#x57FA;&#x7840;&#x3002;&#x603B;&#x4F53;&#x800C;&#x8A00;&#xFF0C;&#x7535;&#x523A;&#x6FC0;&#xFF0C;&#x6700;&#x4F73;&#x65F6;&#x95F4;&#x65F6;, &#x52A0;&#x901F;&#x5728; 2D &#x548C; 3D &#x7684;&#x808C;&#x8282;&#x5927;&#x4F1A;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;MPC &#x6784;&#x9020;&#x4E86;&#x66F4;&#x5BB9;&#x6613;&#x53D7;&#x5230;&#x7535;&#x523A;&#x6FC0;&#xFF0C;&#x4ECE;&#x800C;&#x5BFC;&#x81F4;&#x808C;&#x7403;&#x86CB;&#x767D;&#x91CD;&#x94FE;&#x8868;&#x8FBE;&#x7684;&#x8F6C;&#x5411;&#x901F;&#x5EA6;&#x8F83;&#x6162;&#x7684;&#x5F02;&#x6784;&#x4F53;&#x3002;

&#x5148;&#x8FDB;&#x6210;&#x719F;&#x7684;&#x7535;&#x523A;&#x6FC0;&#xFF1A; &#x9488;&#x5BF9; C2C12 &#x548C;&#x4E3B;&#x808C;&#x8089;&#x7956;&#x7EC6;&#x80DE;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x5DEE;&#x5F02;&#x3002;

Skeletal muscle tissue engineering still does not result in the desired functional properties and texture as preferred for regenerative medicine and meat production applications. Electrical stimulation has been appropriately used as a tool to advance muscle cell maturation in vitro, thereby simulating nerve stimulation, as part of the muscle cell niche in vivo. We first investigated the effects of electrical stimulation protocols in two-dimensional (2D) monolayers of C2C12 and translated these protocols to a three-dimensional (3D) model system, based on a collagen type I/Matrigel(â„¢) hydrogel. More importantly, we addressed the ongoing debate of the translation of results found in cell lines (C2C12) to a primary cell source [muscle progenitor cells (MPCs)] in our 3D system. Striking differences in maturation level were found between the different cell sources. Constructs with MPCs were much more mature than C2C12 constructs, based on developed cross-striations and expression levels of mature myosin heavy chain (MHC) isoforms. Overall, electrical stimulation, when optimally timed, accelerated sarcomere assembly in both 2D and 3D. In addition, MPC constructs were more susceptible to the electrical stimulus, resulting in a shift of MHC expression to slower isoforms.

Advanced maturation by electrical stimulation: Differences in response between C2C12 and primary muscle progenitor cells.

G&eacute;nie tissulaire du muscle squelettique ne r&eacute;sulte pas toujours dans les propri&eacute;t&eacute;s fonctionnelles souhait&eacute;es et texture au choix pour des applications de production viande et de la m&eacute;decine r&eacute;g&eacute;n&eacute;ratives. Stimulation &eacute;lectrique a &eacute;t&eacute; convenablement utilis&eacute;e comme un outil pour faire avancer la maturation des cellules musculaires in vitro, simulant ainsi une stimulation nerveuse, dans le cadre de la niche de cellules de muscle in vivo. Tout d&#39;abord, nous avons &eacute;tudi&eacute; les effets des protocoles de stimulation &eacute;lectrique dans des monocouches bidimensionnels (2D) de C2C12 et traduit ces protocoles pour un syst&egrave;me tridimensionnel (3D), bas&eacute; sur un type de collag&egrave;ne I/Matrigel(&trade;) hydrogel. Plus important encore, nous avons abord&eacute; le d&eacute;bat en cours de la traduction des r&eacute;sultats trouv&eacute;s dans les lign&eacute;es cellulaires (C2C12) &agrave; une source de cellules primaires [les cellules prog&eacute;nitrices musculaires (PPMs)] dans notre syst&egrave;me 3D. Des diff&eacute;rences frappantes au niveau de maturation ont &eacute;t&eacute; trouv&eacute;s entre les sources de cellules diff&eacute;rentes. Constructions avec ppm &eacute;taient beaucoup plus matures que les constructions C2C12, issues de la Croix-stries d&eacute;velopp&eacute;s et les niveaux d&#39;expression des isoformes de myosine mature cha&icirc;ne lourde (MHC). Stimulation globale, &eacute;lectrique, lorsque chronom&eacute;tr&eacute; de mani&egrave;re optimale, acc&eacute;l&eacute;r&eacute; l&#39;Assembl&eacute;e sarcom&egrave;re en 2D ou en 3D. En outre, les constructions de MPC &eacute;taient plus sensibles &agrave; la stimulation &eacute;lectrique, entra&icirc;nant un changement de l&#39;expression de MHC aux isoformes du plus lent.

Avanc&eacute;e de maturation par la stimulation &eacute;lectrique : diff&eacute;rences de r&eacute;action entre C2C12 et cellules prog&eacute;nitrices musculaires primaires.

Skelettmuskulatur-Tissue-Engineering f&uuml;hrt noch nicht zu den gew&uuml;nschten funktionalen Eigenschaften und Textur als f&uuml;r regenerative Medizin und Fleisch Produktionsanwendungen bevorzugt. Elektrische Stimulation wurde entsprechend als Werkzeug verwendet Muskel Zelle Reifung in vitro dadurch simulieren Nervenstimulation, als Teil der Muskel Zelle Nische in-vivo voraus. Wir untersuchten die Wirkungen von Elektrostimulation Protokolle in zweidimensionalen (2D) Monolayers von C2C12 zuerst und &uuml;bersetzt diese Protokolle zu einem dreidimensionalen (3D)-Modell-System, basierend auf einem Kollagen Typ I/Matrigel(&trade;) Hydrogel. Noch wichtiger ist, adressiert wir die laufende Debatte der &Uuml;bersetzung der Ergebnisse gefunden in Zelllinien (C2C12) an Prim&auml;rzellen Quelle [Muskel Vorl&auml;uferzellen (PLM)] in unserem 3D System. Markante Unterschiede bei Reifung wurden zwischen den verschiedenen Zelle Quellen gefunden. Konstrukte mit MPCs waren viel reifer als C2C12 Konstrukte, basierend auf entwickelten Kreuz-Rillen und Ausdruck der Reife Myosin heavy Chain (MHC)-Isoformen. Insgesamt, elektrische Stimulation, wenn optimal zeitlich, beschleunigte Sarkomer Versammlung in 2D und 3D. Dar&uuml;ber hinaus wurden die MPC-Konstrukte anf&auml;lliger auf den elektrischen Reiz, wodurch eine Verlagerung der MHC-Ausdruck auf langsameren Isoformen.

Erweiterte Reifung durch elektrische Stimulation: Unterschiede in der Reaktion zwischen C2C12 und prim&auml;re Muskel Vorl&auml;uferzellen.

Ingegneria dei tessuti muscolo scheletrici ancora non comporta il desiderato propriet&agrave; funzionali e la consistenza come preferito per applicazioni di produzione carne e medicina rigenerative. Stimolazione elettrica &egrave; stata utilizzata in modo appropriato come strumento per far avanzare la maturazione di cellule muscolari in vitro, quindi simula la stimolazione nervosa, come parte della nicchia delle cellule muscolari in vivo. Prima abbiamo studiato gli effetti dei protocolli di stimolazione elettrica in monostrati bidimensionale (2D) di volatile C2C12 e tradotto questi protocolli a un sistema di modello tridimensionale (3D), basato su un tipo di collagene I/Matrigel(&trade;) hydrogel. Ancora pi&ugrave; importante, abbiamo affrontato il dibattito in corso di traduzione dei risultati trovati in linee cellulari (C2C12) ad una fonte primaria delle cellule [cellule progenitrici muscolari (ppm)] nel nostro sistema 3D. Vistose differenze nel livello di maturazione sono state trovate tra le fonti differenti delle cellule. Costrutti con ppm erano molto pi&ugrave; maturi di costrutti C2C12, basati sulla Croce-strie sviluppate e livelli di espressione delle isoforme di miosina maturo catena pesante (MHC). Stimolazione generale, elettrica, quando cronometrato in modo ottimale, accelerato Assemblea sarcomero in 2D e 3D. Inoltre, MPC costrutti sono stati pi&ugrave; sensibili allo stimolo elettrico, risultante in un cambiamento di espressione di MHC di isoforme pi&ugrave; lento.

Avanzata maturazione da stimolazione elettrica: le differenze nella risposta tra C2C12 e cellule progenitrici muscolari primarie.

&#x9AA8;&#x683C;&#x7B4B;&#x306E;&#x7D44;&#x7E54;&#x5DE5;&#x5B66;&#x306F;&#x307E;&#x3060;&#x6240;&#x671B;&#x306E;&#x6A5F;&#x80FD;&#x7279;&#x6027;&#x3068;&#x30C6;&#x30AF;&#x30B9;&#x30C1;&#x30E3;&#x30FC;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x597D;&#x307E;&#x3057;&#x3044;&#x518D;&#x751F;&#x533B;&#x5B66;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x8089;&#x751F;&#x7523;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30EA;&#x30B1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3067;&#x767A;&#x751F;&#x3057;&#x307E;&#x305B;&#x3093;.&#x96FB;&#x6C17;&#x523A;&#x6FC0;&#x306F;&#x305D;&#x308C;&#x306B;&#x3088;&#x308A; in vivo &#x3067;&#x306E;&#x7B4B;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x30CB;&#x30C3;&#x30C1;&#x306E;&#x4E00;&#x74B0;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x306E;&#x795E;&#x7D4C;&#x523A;&#x6FC0;&#x3092;&#x30B7;&#x30DF;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x3059;&#x308B;&#x4F53;&#x5916;&#x3001;&#x7B4B;&#x8089;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x6210;&#x719F;&#x3092;&#x4E8B;&#x524D;&#x306B;&#x30C4;&#x30FC;&#x30EB;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x9069;&#x5207;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x307E;&#x305A; C2C12 2&#x6B21;&#x5143; (2 D) &#x5358;&#x5206;&#x5B50;&#x819C;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x96FB;&#x6C17;&#x523A;&#x6FC0;&#x306E;&#x30D7;&#x30ED;&#x30C8;&#x30B3;&#x30EB;&#x306E;&#x52B9;&#x679C;&#x3092;&#x691C;&#x8A0E;&#x3057;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30D7;&#x30ED;&#x30C8;&#x30B3;&#x30EB;&#x306B;&#x306F;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3; &#x30BF;&#x30A4;&#x30D7; I/Matrigel(&trade;) &#x30CF;&#x30A4;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x304F; 3 &#x6B21;&#x5143; (3 D) &#x30E2;&#x30C7;&#x30EB; &#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3092;&#x7FFB;&#x8A33;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3055;&#x3089;&#x306B;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x306F;&#x3001;&#x6211;&#x3005; &#x6211;&#x3005; &#x306E; 3 D &#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3067;&#x306F;&#x4E00;&#x6B21;&#x96FB;&#x6C60;&#x30BD;&#x30FC;&#x30B9; [&#x7B4B;&#x524D;&#x99C6;&#x7D30;&#x80DE; (MPCs)] &#x30BB;&#x30EB;&#x30E9;&#x30A4;&#x30F3; (C2C12&#xFF09; &#x691C;&#x7D22;&#x7D50;&#x679C;&#x306E;&#x7FFB;&#x8A33;&#x306E;&#x9032;&#x884C;&#x4E2D;&#x306E;&#x8B70;&#x8AD6;&#x306B;&#x5BFE;&#x51E6;&#x3002;&#x6210;&#x719F;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x306E;&#x5370;&#x8C61;&#x7684;&#x306A;&#x9055;&#x3044;&#x306E;&#x9593;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE;&#x30BD;&#x30FC;&#x30B9;&#x306F;&#x898B;&#x3064;&#x304B;&#x308A;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3067;&#x3057;&#x305F;&#x3002;MPCs &#x304C;&#x30B3;&#x30F3;&#x30B9;&#x30C8;&#x30E9;&#x30AF;&#x30C8; C2C12 &#x30B3;&#x30F3;&#x30B9;&#x30C8;&#x30E9;&#x30AF;&#x30C8;&#x3001;&#x5148;&#x9032;&#x30AF;&#x30ED;&#x30B9;&#x7DDA;&#x6761;&#x3068;&#x6210;&#x719F;&#x3057;&#x305F;&#x30DF;&#x30AA;&#x30B7;&#x30F3;&#x91CD;&#x9396; &#xFF08;MHC&#xFF09; &#x30A2;&#x30A4;&#x30BD; &#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;&#x306E;&#x767A;&#x73FE;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x3044;&#x3066;&#x3088;&#x308A;&#x3082;&#x306F;&#x308B;&#x304B;&#x306B;&#x6210;&#x719F;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x6700;&#x9069;&#x304C;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0;&#x30A2;&#x30A6;&#x30C8;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x3001;&#x5168;&#x4F53;&#x7684;&#x306B;&#x3001;&#x96FB;&#x6C17;&#x523A;&#x6FC0;&#x3001;2 D &#x3068; 3 D &#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x30B5;&#x30EB;&#x30B3;&#x30E1;&#x30A2;&#x52A0;&#x901F;&#x3002;&#x307E;&#x305F;&#x3001;MPC &#x30B3;&#x30F3;&#x30B9;&#x30C8;&#x30E9;&#x30AF;&#x30C8;&#x306F; MHC &#x5F0F;&#x306E;&#x30B7;&#x30D5;&#x30C8;&#x9045;&#x3044;&#x30A2;&#x30A4;&#x30BD; &#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;&#x3092;&#x305D;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x3001;&#x96FB;&#x6C17;&#x523A;&#x6FC0;&#x306E;&#x5F71;&#x97FF;&#x3092;&#x53D7;&#x3051;&#x3084;&#x3059;&#x304F;&#x3044;&#x305F;&#x3002;

&#x6210;&#x719F;&#x96FB;&#x6C17;&#x523A;&#x6FC0;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x9AD8;&#x5EA6;&#x306A;: C2C12 &#x3068;&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30DE;&#x30EA;&#x7B4B;&#x524D;&#x99C6;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x306E;&#x9055;&#x3044;&#x3002;

&#xACE8;&#xACA9; &#xADFC;&#xC721; &#xC870;&#xC9C1; &#xACF5;&#xD559; &#xC5EC;&#xC804;&#xD788; &#xC6D0;&#xD558;&#xB294; &#xAE30;&#xB2A5; &#xD2B9;&#xC131; &#xBC0F; &#xC7AC;&#xC0DD; &#xC758;&#xD559; &#xBC0F; &#xACE0;&#xAE30; &#xD504;&#xB85C;&#xB355;&#xC158; &#xC751;&#xC6A9; &#xD504;&#xB85C;&#xADF8;&#xB7A8;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xAE30;&#xBCF8; &#xC124;&#xC815;&#xC73C;&#xB85C; &#xD14D;&#xC2A4;&#xCC98;&#xC5D0; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD558;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC804;&#xAE30; &#xC790;&#xADF9;&#xC740; &#xADFC;&#xC721; &#xC138;&#xD3EC; &#xC131;&#xC219; &#xC2DC;&#xD5D8;&#xAD00;, vivo&#xC5D0;&#xC11C; &#xADFC;&#xC721; &#xC138;&#xD3EC; &#xD2C8;&#xC0C8;&#xC758; &#xC77C;&#xD658;&#xC73C;&#xB85C; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC790;&#xADF9;&#xC744; &#xC2DC;&#xBBAC;&#xB808;&#xC774;&#xC158; &#xD568;&#xC73C;&#xB85C;&#xC368; &#xC0AC;&#xC804;&#xC5D0; &#xB3C4;&#xAD6C;&#xB85C; &#xC801;&#xC808; &#xD558; &#xAC8C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xBA3C;&#xC800; c2c12&#xC758; 2 &#xCC28;&#xC6D0; (2D) monolayers&#xC5D0;&#xC11C; &#xD504;&#xB85C;&#xD1A0;&#xCF5C; &#xC804;&#xAE30; &#xC790;&#xADF9;&#xC758; &#xD6A8;&#xACFC; &#xC870;&#xC0AC; &#xD558; &#xACE0; I/Matrigel(&trade;) hydrogel &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90; &#xD615;&#xC2DD;&#xC744; &#xAE30;&#xBC18;&#xC73C;&#xB85C; &#xD558;&#xB294; 3 &#xCC28;&#xC6D0; (3D) &#xBAA8;&#xB378; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC5D0; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xD504;&#xB85C;&#xD1A0;&#xCF5C;&#xC744; &#xBC88;&#xC5ED;. &#xB354; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xAC83;&#xC740;, &#xC6B0;&#xB9AC; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; 3D &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC5D0;&#xC11C; 1 &#xCC28; &#xC140; &#xC18C;&#xC2A4; [&#xADFC;&#xC721; &#xC870;&#xC0C1; &#xC138;&#xD3EC; (MPCs)]&#xC5D0; &#xBC88;&#xC5ED; &#xACB0;&#xACFC; &#xC140; &#xB77C;&#xC778; (C2C12)&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xACAC;&#xC758; &#xC9C0;&#xC18D;&#xC801;&#xC778; &#xB17C;&#xC7C1; &#xD574;&#xACB0;. &#xC131;&#xC219; &#xC218;&#xC900;&#xC5D0; &#xB208;&#xC5D0; &#xB744;&#xB294; &#xCC28;&#xC774; &#xB2E4;&#xB978; &#xC140; &#xC18C;&#xC2A4; &#xC0AC;&#xC774; &#xBC1C;&#xACAC; &#xB410;&#xB2E4;. Mpcs&#xC640; &#xAD6C;&#xBB38;&#xC744; &#xAE30;&#xBC18;&#xC73C;&#xB85C; &#xAC1C;&#xBC1C;&#xB41C; &#xB41C; &#xD06C;&#xB85C;&#xC2A4;-&#xAC15;&#xC120; &#xBC0F; &#xD45C;&#xD604; &#xC218;&#xC900;&#xC758; &#xC131;&#xC219;&#xD55C; myosin &#xBB34;&#xAC70;&#xC6B4; &#xCCB4;&#xC778; (MHC) isoforms C2C12 &#xAD6C;&#xBB38; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xD6E8;&#xC52C; &#xB354; &#xC131;&#xC219; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC804;&#xBC18;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C;, &#xC804;&#xAE30; &#xC790;&#xADF9;, &#xCD5C;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xCD08;&#xACFC; &#xD558;&#xB294; &#xACBD;&#xC6B0; &#xAC00;&#xC18D; 2D &#xBC0F; 3D sarcomere &#xC5B4;&#xC148;&#xBE14;&#xB9AC;. &#xB610;&#xD55C;, &#xAE08; &#xD1B5; &#xC704; &#xAD6C;&#xBB38;&#xC744; &#xB354; &#xB290;&#xB9B0; isoforms MHC &#xC2DD;&#xC758; &#xBCC0;&#xD654;&#xC5D0; &#xB530;&#xB978; &#xC804;&#xAE30; &#xC790;&#xADF9;&#xC5D0; &#xCDE8;&#xC57D; &#xD588;&#xB2E4;.

&#xC804;&#xAE30; &#xC790;&#xADF9;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC131;&#xC219; &#xACE0;&#xAE09;: c2c12&#xC640; &#xAE30;&#xBCF8; &#xADFC;&#xC721; &#xC870;&#xC0C1; &#xC138;&#xD3EC; &#xC751;&#xB2F5;&#xC5D0;&#xC11C; &#xCC28;&#xC774;&#xC810;.

Ingenier&iacute;a del tejido fino del m&uacute;sculo esquel&eacute;tico todav&iacute;a no resulta en el deseado propiedades funcionales y la textura como preferido para aplicaciones de producci&oacute;n de carne y medicina regenerativas. Estimulaci&oacute;n el&eacute;ctrica ha utilizado apropiadamente como una herramienta para avanzar in vitro, de tal modo que simula la estimulaci&oacute;n nerviosa, como parte del nicho de c&eacute;lulas de m&uacute;sculo en vivo de la maduraci&oacute;n de la c&eacute;lula del m&uacute;sculo. Primero investigamos los efectos de protocolos de estimulaci&oacute;n el&eacute;ctrica en dos dimensiones monocapas (2D) de C2C12 y traducido estos protocolos para un sistema de modelo tridimensional (3D), basado en un tipo de col&aacute;geno I/Matrigel(&trade;) hidrogel. M&aacute;s importante a&uacute;n, se abord&oacute; el debate de la traducci&oacute;n de los resultados encontrados en l&iacute;neas celulares (C2C12) a una fuente primaria de la c&eacute;lula [c&eacute;lulas progenitoras de m&uacute;sculo (PSM)] en nuestro sistema 3D. Se encontraron diferencias llamativas en el nivel de maduraci&oacute;n entre las fuentes de c&eacute;lulas diferentes. Construcciones con MPCs fueron mucho m&aacute;s maduras que construcciones C2C12, basadas en la Cruz-estr&iacute;as desarrolladas y niveles de expresi&oacute;n de las isoformas de miosina maduro cadena pesada (MHC). Estimulaci&oacute;n el&eacute;ctrica general, cuando el tiempo &oacute;ptimo, aceler&oacute; la Asamblea sarc&oacute;mero tanto en 2D como en 3D. Adem&aacute;s, MPC construcciones fueron m&aacute;s susceptibles a los est&iacute;mulos el&eacute;ctricos, dando por resultado un cambio de expresi&oacute;n de MHC a isoformas m&aacute;s lento.

Avanzado de maduraci&oacute;n por el est&iacute;mulo el&eacute;ctrico: las diferencias de respuesta entre C2C12 y c&eacute;lulas progenitoras de m&uacute;sculo primario.

Marloes L. P. Langelaan

Department of Biomedical Engineering,
Soft Tissue Biomechanics and Engineering,
Department of Biomedical Engineering, Soft Tissue Biomechanics and Engineering

Eindhoven University of Technology, The Netherlands

Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation

Marloes L. P. Langelaan

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Department of Biomedical Engineering,Soft Tissue Biomechanics and Engineering,Department of Biomedical Engineering, Soft Tissue Biomechanics and Engineering

Eindhoven University of Technology, The Netherlands

Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation

Department of Biomedical Engineering,
Soft Tissue Biomechanics and Engineering,
Department of Biomedical Engineering, Soft Tissue Biomechanics and Engineering