JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Здесь мы предлагаем протокол для хондрогенной дифференцировки из пуповинной крови, индуцированной человеческими клетками, плюрипотентных стволовых клеток.

Аннотация

Человеческий суставной хрящ не обладает способностью к самовосстановлению. Таким образом, дегенерация хряща обрабатывается не лечебными, а консервативными методами. В настоящее время предпринимаются усилия по восстановлению поврежденного хряща с эксфорированными хондроцитами ex vivo или мезенхимальными стволовыми клетками, полученными из костного мозга (BMSCs). Однако ограниченная жизнеспособность и нестабильность этих клеток ограничивают их применение при реконструкции хряща. Человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (hiPSCs) получили научное внимание в качестве новой альтернативы регенеративным применениям. Обладая неограниченной способностью к самообновлению и мультипотентностью, hiPSC были выделены в качестве нового источника сменных клеток для восстановления хряща. Однако получение большого количества высококачественных хондрогенных гранул является серьезной проблемой для их клинического применения. В этом исследовании мы использовали клетки эмбрионального тела (EB), которые были выделены для хондрогенной дифференцировки. Успешный хондрогенез был подтвержден ПЦРD, окрашивание синим алкалоидом, толуидиновым синим и антителами против коллагена I и II (COL1A1 и COL2A1, соответственно). Мы предоставляем подробный метод для дифференциации iPSCs (CBMC-hiPSCs), полученных из мононуклеарных клеток пуповинной крови, в хондрогенные гранулы.

Введение

Использование hiPSC представляет собой новую стратегию скрининга наркотиков и механистических исследований различных заболеваний. С точки зрения регенерации hiPSCs также являются потенциальным источником для замены поврежденных тканей с ограниченной лечебной способностью, таких как суставной хрящ 1 , 2 .

Регенерация нативного суставного хряща была проблемой в течение нескольких десятилетий. Суставной хрящ представляет собой мягкую белую ткань, которая покрывает конец костей, защищая их от трения. Однако при повреждении он обладает ограниченной регенеративной способностью, что делает самовосстановление практически невозможным. Поэтому исследования, посвященные регенерации хряща, продолжаются в течение нескольких десятилетий.

Раньше дифференцировку in vitro в хондрогенную линию обычно проводили с BMSCs или нативными хондроцитами, выделенными из коленного сустава 3 . Из-за tO их хондрогенный потенциал, BMSCs и родные хондроциты имеют многочисленные достоинства, поддерживающие их использование в хондрогенезе. Однако из-за их ограниченного расширения и нестабильного фенотипа эти клетки сталкиваются с несколькими ограничениями в восстановлении дефектов суставного хряща. В условиях культивирования in vitro эти клетки, как правило, теряют свои характеристики после 3-4 проходов, что в конечном итоге влияет на их способности к дифференциации 4 . Кроме того, в случае местных хондроцитов дополнительный ущерб коленному суставу неизбежен при получении этих клеток.

В отличие от BMSC или родных хондроцитов hiPSCs могут неограниченно расширяться in vitro . При надлежащих условиях культивирования hiPSCs обладают большим потенциалом в качестве источника замены хондрогенной дифференциации. Тем не менее, сложно изменить внутренние характеристики hiPSCs 5 . Кроме того, требуется несколько сложных in vitro stePs, чтобы направить судьбу hiPSCs на определенный тип ячейки. Несмотря на эти осложнения, использование hiPSC по-прежнему рекомендуется из-за их высоких способностей к самообновлению и их способности дифференцироваться в целевые клетки, включая хондроциты.

Хондрогенную дифференцировку обычно проводят с помощью трехмерных систем культивирования, таких как культура гранул или культура микромассы, с использованием MSC-подобных клеток-предшественников. При использовании hiPSC протокол для генерации MSC-подобных клеток-предшественников отличается от существующих протоколов. Некоторые группы используют монослойную культуру hiPSCs для прямого преобразования фенотипа в MSC-подобные клетки 7 . Тем не менее, в большинстве исследований используется EB для генерации клеток выроста, которые напоминают MSC 8 , 9 , 10 , 11 .

Различные типы факторов роста используются для индуцирования хондрогаНесис. Обычно белки семейства BMP и TGFβ используются отдельно или в комбинации. Дифференциация также была вызвана другими факторами, такими как GDF5, FGF2 и IGF1 12 , 13 , 14 , 15 . Показано, что TGFβ1 стимулирует хондрогенез дозозависимым образом в MSC 16 . По сравнению с другим изотипом TGFβ3, TGFβ1 индуцирует хондрогенез путем увеличения консиляции мезенхимальных клеток перед хрящами. TGFβ3 индуцирует хондрогенез путем значительного увеличения пролиферации мезенхимных клеток 17 . Однако TGFβ3 чаще используется исследователями, чем TGFβ1 7 , 10 , 18 , 19 . BMP2 усиливает экспрессию генов, связанных с компонентами хондрогенной матрицы у человекаСуставные хондроциты в условиях in vitro 20 . BMP2 увеличивает экспрессию генов, критически важных для образования хряща в MSC, в комбинации с белками TGFβ 21 . Было также показано, что BMP2 синергически усиливает действие TGFβ3 через пути Smad и MAPK 22 .

В этом исследовании CBMC-hiPSCs были объединены в EBs с использованием EB-среды в чашке Petri с низким прилеганием. Клетки отростков индуцировали присоединением EBs к тарелке, покрытой желатином. Хондрогенную дифференцировку с использованием клеток выроста проводили культурой гранул. Обработка как BMP2, так и TGFβ3 успешно конденсировала клетки и индуцировала накопление белка внеклеточного матрикса (ECM) для образования хондрогенных гранул. В этом исследовании предлагается простой, но эффективный протокол хондрогенной дифференцировки с использованием CBMC-hiPSC.

протокол

Этот протокол был одобрен институциональным наблюдательным советом Католического университета Кореи (KC12TISI0861). CBMCs, используемые для перепрограммирования, были получены непосредственно из банка пуповинной крови в больнице Сеула Св. Марии.

1. Хондрогенная дифференциация от iPSCs

  1. Генерация CBMC-iPSC
    1. Создайте CBMC-hiPSCs, используя протокол, показанный в нашей предыдущей работе 23 .
    2. Соберите клетки крови в 15-миллилитровой конической трубке и подсчитайте их с помощью гемоцитометра.
    3. Подготовьте 3 × 10 5 клеток и центрифугируйте их в течение 5 мин при 515 × g и RT. Удалите супернатант всасыванием и ресуспендируйте клетки в 0,5 мл среды клеток крови.
    4. Перенесите клетки в лунку 24-луночного планшета без покрытия и добавьте смесь вируса Сендай, следуя рекомендациям производителя.
    5. Центрифугируйте планшет в течение 30 минут при 1150 xg и 30 ° C.
    6. кормовойЦентрифугируют, инкубируют клетки в течение ночи (O / N) при 37 ° С в 5% CO 2 .
    7. На следующий день перенесите трансдуцированные клетки в лунку с матричным покрытием. Центрифугируйте планшет при 1,150 xg в течение 30 минут при 30 ° C.
    8. После центрифугирования удаляют супернатант, добавляют 1 мл среды iPSC и поддерживают ячейки O / N при 37 ° C в 5% CO 2 .
    9. Поддерживайте прикрепленные ячейки при 37 ° C и 5% CO 2 . Ежедневно меняйте носитель, заменяя его свежей средой iPSC.
      ПРИМЕЧАНИЕ. Колонии появятся на 14-21 день после трансдукции.
  2. Генерация EB
    1. Поддерживайте hiPSC при температуре 37 ° C и 5% CO 2 . Ежедневно меняйте среду, заменив ее свежей средой Essential 8 (E8).
    2. Подготовьте 2 x 10 6 hiPSCs в покрытом витронектином 100-миллиметровом блюде в среде E8.
    3. Удалите среду E8 из чашки для культивирования и промыть стерильным фосфатным буферным раствором (PBS).
    4. Добавить 1Мл 1 мМ этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и инкубируют при 37 ° С и 5% СО 2 в течение 2 мин.
    5. Убирают клетки с 3 мл среды E8 и переносят их в новую 15-мл коническую трубку. Центрифугируют клетки при 250 × g при комнатной температуре (RT) в течение 2 мин.
    6. Аспирируйте супернатант, не нарушая осадок клеток, и повторно суспендируйте клетки в 5 мл среды E8.
    7. Подсчитайте клетки с помощью гемоцитометра и подготовьте 2 × 10 6 клеток для каждой 100-миллиметровой чашки Петри. Ресуспендируют полученные клетки в 10-мл смеси среды E8 и EB (1: 1) с 10 мкМ ингибитора ро-ассоциированной киназы (ROCK).
    8. Инкубируйте клетки O / N для агрегации при 37 ° C и 5% CO 2 .
    9. На следующий день собирайте агрегированные ЭП путем пипетирования. Центрифугировать клетки при 250 мкг в течение 1 мин. Удалите супернатант и ресуспендируйте EB в 10 мл свежей среды E8.
    10. Увеличьте генерируемые EB в течение 5 дней, выполняя ежедневные изменения с помощью fresH E8. Для дальнейшего созревания измените культуральную среду на среду E7. Поддержание EBs при 37 ° C и 5% CO 2 в течение еще 5 дней, ежедневное изменение среды со свежей средой E7.
      ПРИМЕЧАНИЕ: среда E7 - среда E8 без FGF2.
  3. Индуцирование клеток клеток из EBs
    1. Добавить 6 мл 1% желатина в 100-миллиметровую чашку и инкубировать при 37 ° С и 5% СО 2 в течение 30 мин.
    2. Удалите желатин и полностью высушите блюдо в течение 2-3 часов перед использованием.
    3. Перенесите EB в 50-миллилитровую коническую трубку. Позвольте EB разойтись до нижней части конической трубки. Удалите супернатант, не нарушая EB.
    4. Ресуспендируют ЭБ в 10 мл модифицированной Дульбекко среды Игла (DMEM) с 20% фетальной бычьей сывороткой (FBS). Перенесите EB на желатиновое покрытие, 100-миллиметровое блюдо. Добавить 10 мкМ ингибитор ROCK.
    5. Инкубируйте и поддерживайте клетки при 37 ° C и 5% CO 2 в течение 7 дней. Менять темуТри раза в день без добавления ингибитора ROCK.
  4. Хондрогенное образование гранул
    1. Аспирируйте культуральную среду из тарелки и три раза промывайте клетки PBS.
    2. Применяют 1 мл 1 мМ ЭДТА и инкубируют при 37 ° С и 5% СО 2 в течение 2 мин.
    3. Убирают клетки, используя 5 мл DMEM с 20% FBS и переносят их в новую 15-мл коническую трубку.
    4. Центрифугировать клетки в течение 2 мин при 250 мкг и RT. Удалите супернатант и ресуспендируйте гранулу в 10 мл DMEM с помощью 20% FBS.
    5. Отфильтруйте и выбросьте клеточные глыбы с помощью 40 мкм клеточного фильтра и уберите отдельные клетки. Подсчитайте отдельные клетки, используя гемоцитометр.
    6. Центрифугировать клетки в течение 2 мин при 250 мкг и RT. Удалите супернатант и семена 3 × 10 5 клеток на гранулу в 15 мл конической пробирке с 300 мкл среды хондрогенной дифференцировки (CDM).
    7. Для образования гранул центрифугируют клетки в течение 5 мин при680 xg и RT.
      ПРИМЕЧАНИЕ. Гранулы выдерживают в 15 мл конических пробирках во время дифференциации хондрогенных гранул.
    8. Инкубируйте клетки в течение ночи при 37 ° С и 5% СО 2 .
    9. Измените МЧР каждые 2-3 дня. В течение 3 дней гранулы будут иметь сплющенные, сфероидальные морфологии. Поддерживайте гранулы в течение 21 дня при 37 ° C и 5% CO 2 .

2. Характеристика хондрогенных гранул путем окрашивания

  1. Хондрогенное вложение
    1. Перед введением, подготовьте и расплавьте парафин при 58 ° C.
    2. Закрепите гранулы в 1 мл 4% параформальдегида в течение 2 ч при комнатной температуре в пробирке объемом 1,5 мл.
      Предостережение: Параформальдегид является высокотоксичным. Избегать контакта с глазами, кожей или слизистыми оболочками. Сведите к минимуму воздействие и избегайте вдыхания при его приготовлении.
    3. Поместите один слой марли на кассету и перенесите фиксированные гранулы с помощью пипетки. Закройте гранулу, складываяE и закройте крышку кассеты.
    4. Инициировать обезвоживание в 100 мл 70% этанола (EtOH) дважды, по 10 минут каждый. Обезвоживают гранулы через последовательные 10-минутные промывки в 80% и 95% EtOH.
    5. Перенесите гранулы в 100% EtOH в течение 10 мин. Повторите три раза со свежим EtOH.
    6. Для «очистки», обменивают раствор на 100 мл, 1: 1 смесь EtOH и ксилола, а затем смесь EtOH и ксилола 1: 1 в течение 10 минут каждый. Очистите оставшийся EtOH путем инкубирования гранул дважды в 100% ксилоле, по 10 минут каждый.
    7. Для инфильтрации парафина инкубируйте гранулы в последовательных ксилолевых и парафиновых смесях. Проведите весь процесс инфильтрации парафина при 58 ° C. Инкубируйте гранулы в 100 мл смеси 2: 1 ксилола и парафина в течение 30 мин.
    8. Обменивают раствор на 100 мл 1: 1 смеси ксилола и парафина и инкубируют в течение 30 мин.
    9. Обменивают раствор на 100 мл 1: 2 смеси ксилола и парафина и инкубируют в течение 30 мин.
    10. Для окончательной инфильтрации перенесите гранулы в первую ванну с 100% парафином и инкубируйте в течение 2 часов.
    11. Перенесите гранулы во вторую ванну из 100% парафина и инкубируйте O / N при 58 ° C.
    12. На следующий день осторожно перенесите гранулы в пресс-форму, используя пинцет. Добавьте парафин в форму из парафинового дозатора. Затвердить парафин в течение 30 минут при 4 ° C.
    13. Нарежьте секции на 7 мкм и перенесите секции на предмет слайда. Дайте слайдам высохнуть всю ночь и сохраните слайды при комнатной температуре до тех пор, пока они не будут готовы к использованию.
  2. Подготовка слайдов
    1. Депарафинизировать слайды, перемещая их через 100 мл 100%, 90%, 80% и 70% EtOH последовательно в течение 5 минут каждый.
    2. Поместите слайды в стеклянную банку и смойте водопроводной водой в течение 5 минут.
  3. Алкогольное синее окрашивание
    1. Инкубируйте слайды в 50 мл 1% раствора синего голубого цвета в течение 30 мин.
      НЕE: Синий алканий разбавляют 3% раствором уксусной кислоты. Отрегулируйте pH до 2,5 с помощью уксусной кислоты.
    2. Поместите слайды в стеклянную банку и смойте водопроводной водой в течение 2 мин.
    3. Промойте слайды в деионизированной воде (DW) и контрастируйте с ядерным быстрым красным раствором в течение 2 мин.
    4. Поместите слайды в стеклянную банку и промойте водой с краном в течение 1 минуты.
    5. 2.3.5) Продолжайте обезвоживать и монтировать слайды на шаге 2.6.
  4. Толуидин-синий окрашивание
    1. Инкубируйте слайды в 50 мл толуидинового синего раствора в течение 4 мин.
    2. Поместите слайды в стеклянную банку и смойте водопроводной водой в течение 5 минут.
    3. Продолжайте обезвоживать и монтировать слайды на шаге 2.6.
  5. Иммуногистохимическое окрашивание
    1. Инкубируйте слайды в 3% H 2 O 2 в течение 15 минут для блокирования эндогенной пероксидазы.
    2. Нанесите 200 мкл первичного антитела (анти-COL1A1 и -COL2A1), разбавленного 1: 100 в трисбу(TBS), содержащего 1% бычьего сывороточного альбумина (BSA) и 5% нормальной сыворотки коз (NGS), до ползунов и инкубирования O / N при 4 ° C.
    3. На следующий день поместите слайды в стеклянную банку и промойте их 50 мл TBS, содержащего 0,1% полисорбата 20 (TBST) три раза в течение 5 минут каждый.
    4. Нанесите 200 мкл вторичного антитела (козье антитело против кроликов IgG, разведенное 1: 200 в TBS, содержащем 1% BSA и 5% NGS) на слайды и инкубируйте при комнатной температуре в течение 40 минут.
    5. Поместите слайды в стеклянную банку и промойте их три раза 50 мл, по 5 минут каждый.
    6. Для усиления сигнала нанесите HRP-конъюгат раствора стрептавидина на слайды и инкубируйте в течение 10 мин.
    7. Поместите слайды в стеклянную банку и промойте их три раза 50 мл, по 5 минут каждый.
    8. Смешайте раствор субстрата DAB-пероксидазы, нанесите 200 мкл раствора на каждый слайд и инкубируйте в течение 1 мин.
    9. Поместите слайды в стеклянную банку и смойте водопроводной водой в течение 5 минут.
    10. контрастирующая окраскаС гематоксилином Майера в течение 1 мин.
    11. Вымойте слайды с помощью DW.
    12. Продолжайте обезвоживать и монтировать слайды на шаге 2.6.
  6. Обезвоживание и монтаж
    1. Обезвоживайте слайды, перемещая их последовательно через 100 мл 70%, 80%, 90% и 100% EtOH, по 30 с каждый.
    2. Опустите слайды на два изменения ксилола в течение 1 мин каждый.
    3. Добавьте 50 мкл монтажного раствора к покровным стеклам и поместите слайды сверху.

Результаты

В этом исследовании мы создали хондрогенные гранулы из CBMC-hiPSCs, индуцируя клетки выроста из EB. Хондрогенную дифференцировку индуцировали с использованием CBMC-hiPSC с подтвержденным высоким плюрипотентностью 11 . Простая схема нашего протокола показана на

Обсуждение

Этот протокол успешно сгенерировал hiPSCs из CBMC. Мы перепрограммировали CBMCs на hiPSC с использованием вирусного вектора Сендай, содержащего факторы Яманаки 24 . Три случая использовались при дифференцировке, и все эксперименты успешно генерировали хондрогенные гранулы, использ...

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

Эта работа была поддержана грантом от проекта исследований и разработок в области технологий здравоохранения в Корее, Министерства здравоохранения, социального обеспечения и по делам семьи, Республика Корея (HI16C2177).

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
Plasticware
100 mm DishTPP93100
6-well PlateTPP92006
50 mL Cornical TubeSPL50050
15 mL Cornical TubeSPL50015
10 mL Disposable PipetteFalcon7551
5 mL Disposable PipetteFalcon7543
12-well PlateTPP92012
NameCompanyCatalog NumberDescription
E8 Medium Materials
DMEM/F12, HEPESLife Technologies11330-057E8 Medium (500 mL)
Sodium BicarbonateLife Technologies25080-094E8 Medium (Conc.: 543 μg/mL)
Sodium SeleniteSigma AldrichS5261E8 Medium  (Conc.: 14 ng/mL)
Human TransfferinSigma AldrichT3705E8 Medium (Conc.: 10.7 μg/mL)
Basic FGF2Peprotech100-18BE8 Medium  (Conc.: 100 ng/mL)
Human InsulinLife Technologies12585-014E8 Medium (Conc.: 20 μg/mL)
Human TGFβ1Peprotech100-21E8 Medium (Conc.: 2 ng/mL)
Ascorbic AcidSigma AldrichA8960E8 Medium  (Conc.: 64 μg/mL)
DPBSLife Technologies14190-144
VitronectinLife TechnologiesA14700
ROCK InhibitorSigma AldrichY0503
NameCompanyCatalog NumberDescription
Quality Control Materials
18 mm Cover GlassSuperiorHSU-0111580
4% ParaformaldyhydeTech & InnovationBPP-9004
Triton X-100BIOSESANG9002-93-1
Bovine Serum AlbuminVector LabSP-5050
Anti-SSEA4 AntibodyMilliporeMAB4304
Anti-Oct4 AntibodySanta CruzSC9081
Anti-TRA-1-60 AntibodyMilliporeMAB4360
Anti-Sox2 AntibodyBiolegend630801
Anti-TRA-1-81 AntibodyMilliporeMAB4381
Anti-Klf4 AntibodyAbcamab151733
Alexa Fluor 488 goat anti-mouse IgG (H+L) antibodyMolecular ProbeA11029
Alexa Fluor 594 goat anti-rabbit IgG (H+L) antibodyMolecular ProbeA11037
DAPIMolecular ProbeD1306
Prolong gold antifade reagentInvitrogenP36934
4% ParaformaldyhydeTech & InnovationBPP-9004
Tween 20BIOSESANGT1027
Bovine Serum AlbuminVector LabSP-5050
Anti-Collagen II antibodyabcam ab347121:100
Alcian blueSigma AldrichA3157-10G
Fast Green FCFSigma AldrichF7252-25G
Safranin OSigma Aldrich090m0039v
Nuclear fast redAmericanmastertechSTNFR100 
xyleneDuksan115 
EthanolDuksan64-17-5
Mayer's hematoxylin solutionwako pure chemical industriesLAK7534
DAPVECTOR LABORATORIESSK-4100
Slide Glass, CoatedHyun Il Lab-MateHMA-S9914
TrizolInvitrogen15596-018
ChloroformSigma Aldrich366919
IsoprypylalcoholMillipore109634
EthanolDuksan64-17-5
RevertAid First Strand cDNA Synthesis kitThermo ScientficK1622
NameCompanyCatalog NumberDescription
Chondrogenic Differentiation Materials
DMEMLife Technologies11885Chondrogenic media component (500 mL)
Penicilin StreptomycinLife TechnologiesP4333Chondrogenic media component (Conc.: 1%)
Ascorbic AcidSigma AldrichA8960Chondrogenic media component (Conc.: 64 μg/mL) 
MEM Non-Essential Amino Acids Solution (100x)Life Technologies11140-050Chondrogenic media component (Conc.: 100 mM)
rhBMP-2R&D355-BM-050Chondrogenic media component (Conc.:100 ng/ml)
Recombinant Hman TGF-beta3R&D243-B3-002Chondrogenic media component (Conc.:10 ng/ml)
KnockOut Serum ReplacementLife Technologies10828-028Chondrogenic media component (Conc.: 1%)
ITS+ PremixBD354352Chondrogenic media component (Conc.: 1%)
Dexamethasone-Water Soluble Sigma AldrichD2915-100MGChondrogenic media component (Conc.:10-7 M)
GlutaMAX SupplementLife Technologies35050-061Chondrogenic media component (Conc.: 1%)
Sodium pyruvate solutionSigma AldrichS8636Chondrogenic media component (Conc.: 1%)
L-ProlineSigma AldrichP5607-25GChondrogenic media component (40 μg/ml)

Ссылки

  1. van Osch, G. J., et al. Cartilage repair: past and future--lessons for regenerative medicine. J Cell Mol Med. 13 (5), 792-810 (2009).
  2. Ahmed, T. A., Hincke, M. T. Strategies for articular cartilage lesion repair and functional restoration. Tissue Eng Part B Rev. 16 (3), 305-329 (2010).
  3. Diekman, B. O., et al. Cartilage tissue engineering using differentiated and purified induced pluripotent stem cells. Proc Natl Acad Sci USA. 109 (47), 19172-19177 (2012).
  4. Solchaga, L. A., Penick, K., Goldberg, V. M., Caplan, A. I., Welter, J. F. Fibroblast growth factor-2 enhances proliferation and delays loss of chondrogenic potential in human adult bone-marrow-derived mesenchymal stem cells. Tissue Eng Part A. 16 (3), 1009-1019 (2010).
  5. Guzzo, R. M., Drissi, H. Differentiation of Human Induced Pluripotent Stem Cells to Chondrocytes. Methods Mol Biol. 1340, 79-95 (2015).
  6. Drissi, H., Gibson, J. D., Guzzo, R. M., Xu, R. H. Derivation and Chondrogenic Commitment of Human Embryonic Stem Cell-Derived Mesenchymal Progenitors. Methods Mol Biol. 1340, 65-78 (2015).
  7. Nejadnik, H., et al. Improved approach for chondrogenic differentiation of human induced pluripotent stem cells. Stem Cell Rev. 11 (2), 242-253 (2015).
  8. Teramura, T., et al. Induction of mesenchymal progenitor cells with chondrogenic property from mouse-induced pluripotent stem cells. Cell Reprogram. 12 (3), 249-261 (2010).
  9. Koyama, N., et al. Human induced pluripotent stem cells differentiated into chondrogenic lineage via generation of mesenchymal progenitor cells. Stem Cells Dev. 22 (1), 102-113 (2013).
  10. Ko, J. Y., Kim, K. I., Park, S., Im, G. I. In vitro chondrogenesis and in vivo repair of osteochondral defect with human induced pluripotent stem cells. Biomaterials. 35 (11), 3571-3581 (2014).
  11. Nam, Y., Rim, Y. A., Jung, S. M., Ju, J. H. Cord blood cell-derived iPSCs as a new candidate for chondrogenic differentiation and cartilage regeneration. Stem Cell Res Ther. 8 (1), 16 (2017).
  12. Hotten, G. C., et al. Recombinant human growth/differentiation factor 5 stimulates mesenchyme aggregation and chondrogenesis responsible for the skeletal development of limbs. Growth Factors. 13 (1-2), 65-74 (1996).
  13. Murphy, M. K., Huey, D. J., Hu, J. C., Athanasiou, K. A. TGF-beta1, GDF-5, and BMP-2 stimulation induces chondrogenesis in expanded human articular chondrocytes and marrow-derived stromal cells. Stem Cells. 33 (3), 762-773 (2015).
  14. Shintani, N., Siebenrock, K. A., Hunziker, E. B. TGF-ss1 enhances the BMP-2-induced chondrogenesis of bovine synovial explants and arrests downstream differentiation at an early stage of hypertrophy. PLoS One. 8 (1), e53086 (2013).
  15. Fukumoto, T., et al. Combined effects of insulin-like growth factor-1 and transforming growth factor-beta1 on periosteal mesenchymal cells during chondrogenesis in vitro. Osteoarthritis Cartilage. 11 (1), 55-64 (2003).
  16. Worster, A. A., Nixon, A. J., Brower-Toland, B. D., Williams, J. Effect of transforming growth factor beta1 on chondrogenic differentiation of cultured equine mesenchymal stem cells. Am J Vet Res. 61 (9), 1003-1010 (2000).
  17. Knippenberg, M., et al. Differential effects of bone morphogenetic protein-2 and transforming growth factor-beta1 on gene expression of collagen-modifying enzymes in human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells. Tissue Eng Part A. 15 (8), 2213-2225 (2009).
  18. Jang, Y., et al. Centrifugal gravity-induced BMP4 induces chondrogenic differentiation of adipose-derived stem cells via SOX9 upregulation. Stem Cell Res Ther. 7 (1), 184 (2016).
  19. Kang, R., et al. Mesenchymal stem cells derived from human induced pluripotent stem cells retain adequate osteogenicity and chondrogenicity but less adipogenicity. Stem Cell Res Ther. 6, 144 (2015).
  20. Tao, H., et al. Biological evaluation of human degenerated nucleus pulposus cells in functionalized self-assembling peptide nanofiber hydrogel scaffold. Tissue Eng Part A. 20 (11-12), 1621-1631 (2014).
  21. Sekiya, I., Larson, B. L., Vuoristo, J. T., Reger, R. L., Prockop, D. J. Comparison of effect of BMP-2, -4, and -6 on in vitro cartilage formation of human adult stem cells from bone marrow stroma. Cell Tissue Res. 320 (2), 269-276 (2005).
  22. Shen, B., Wei, A., Tao, H., Diwan, A. D., Ma, D. D. BMP-2 enhances TGF-beta3-mediated chondrogenic differentiation of human bone marrow multipotent mesenchymal stromal cells in alginate bead culture. Tissue Eng Part A. 15 (6), 1311-1320 (2009).
  23. Rim, Y. A., Nam, Y., Ju, J. H. Induced Pluripotent Stem Cell Generation from Blood Cells Using Sendai Virus and Centrifugation. J Vis Exp. (118), (2016).
  24. Kim, Y., et al. The Generation of Human Induced Pluripotent Stem Cells from Blood Cells: An Efficient Protocol Using Serial Plating of Reprogrammed Cells by Centrifugation. Stem Cells Int. 2016, 1329459 (2016).
  25. Oldershaw, R. A., et al. Directed differentiation of human embryonic stem cells toward chondrocytes. Nat Biotechnol. 28 (11), 1187-1194 (2010).
  26. Toh, W. S., et al. Differentiation and enrichment of expandable chondrogenic cells from human embryonic stem cells in vitro. J Cell Mol Med. 13 (9B), 3570-3590 (2009).
  27. Hwang, N. S., Varghese, S., Elisseeff, J. Derivation of chondrogenically-committed cells from human embryonic cells for cartilage tissue regeneration. PLoS One. 3 (6), e2498 (2008).
  28. Nakagawa, T., Lee, S. Y., Reddi, A. H. Induction of chondrogenesis from human embryonic stem cells without embryoid body formation by bone morphogenetic protein 7 and transforming growth factor beta1. Arthritis Rheum. 60 (12), 3686-3692 (2009).
  29. Guzzo, R. M., Scanlon, V., Sanjay, A., Xu, R. H., Drissi, H. Establishment of human cell type-specific iPS cells with enhanced chondrogenic potential. Stem Cell Rev. 10 (6), 820-829 (2014).
  30. Rim, Y. A., Park, N., Nam, Y., Ju, J. H. Generation of Induced-pluripotent Stem Cells Using Fibroblast-like Synoviocytes Isolated from Joints of Rheumatoid Arthritis Patients. J Vis Exp. (116), (2016).
  31. Pfaff, N., et al. Efficient hematopoietic redifferentiation of induced pluripotent stem cells derived from primitive murine bone marrow cells. Stem Cells Dev. 21 (5), 689-701 (2012).
  32. Xu, H., et al. Highly efficient derivation of ventricular cardiomyocytes from induced pluripotent stem cells with a distinct epigenetic signature. Cell Res. 22 (1), 142-154 (2012).
  33. Lee, S. B., et al. Contribution of hepatic lineage stage-specific donor memory to the differential potential of induced mouse pluripotent stem cells. Stem Cells. 30 (5), 997-1007 (2012).
  34. Hu, S., et al. Effects of cellular origin on differentiation of human induced pluripotent stem cell-derived endothelial cells. JCI Insight. 1 (8), 1-12 (2016).
  35. Vonk, L. A., de Windt, T. S., Slaper-Cortenbach, I. C., Saris, D. B. Autologous, allogeneic, induced pluripotent stem cell or a combination stem cell therapy? Where are we headed in cartilage repair and why: a concise review. Stem Cell Res Ther. 6 (94), 1-11 (2015).
  36. Gomez-Leduc, T., et al. Chondrogenic commitment of human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells in collagen matrices for cartilage engineering. Sci Rep. 6, 32786 (2016).
  37. Mareschi, K., et al. Isolation of human mesenchymal stem cells: bone marrow versus umbilical cord blood. Haematologica. 86 (10), 1099-1100 (2001).
  38. Wexler, S. A., et al. Adult bone marrow is a rich source of human mesenchymal 'stem' cells but umbilical cord and mobilized adult blood are not. Br J Haematol. 121 (2), 368-374 (2003).
  39. Zhang, X., et al. Isolation and characterization of mesenchymal stem cells from human umbilical cord blood: reevaluation of critical factors for successful isolation and high ability to proliferate and differentiate to chondrocytes as compared to mesenchymal stem cells from bone marrow and adipose tissue. J Cell Biochem. 112 (4), 1206-1218 (2011).
  40. Wagner, W., et al. Replicative senescence of mesenchymal stem cells: a continuous and organized process. PLoS One. 3 (5), e2213 (2008).
  41. Tarte, K., et al. Clinical-grade production of human mesenchymal stromal cells: occurrence of aneuploidy without transformation. Blood. 115 (8), 1549-1553 (2010).
  42. Chen, W. C., et al. Prediction of poor survival by cyclooxygenase-2 in patients with T4 nasopharyngeal cancer treated by radiation therapy: clinical and in vitro studies. Head Neck. 27 (6), 503-512 (2005).
  43. Guzzo, R. M., Gibson, J., Xu, R. H., Lee, F. Y., Drissi, H. Efficient differentiation of human iPSC-derived mesenchymal stem cells to chondroprogenitor cells. J Cell Biochem. 114 (2), 480-490 (2013).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

124

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены