Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
Децеллюлярная внеклеточная матрица (dECM) может обеспечить подходящие микроэкологические сигналы для повторения присущих им функций целевых тканей в инженеризированной конструкции. В этой статье разъясняется протоколы для децеллюляризации ткани поджелудочной железы, оценка поджелудочной ткани полученных dECM биоинки, и поколение 3D поджелудочной ткани конструкций с использованием техники биопечати.
Трансплантация островков поджелудочной железы является перспективным лечением для пациентов, которые страдают от диабета типа 1 сопровождается гипогликемией и вторичными осложнениями. Тем не менее, трансплантация островков по-прежнему имеет ряд ограничений, таких как низкая жизнеспособность пересаженных островков из-за плохого прививок островков и враждебной среды. Кроме того, инсулин-производящие клетки продифференцированные от людских плюрипотентных стволовых клеток имеют лимитированную способность секретировать достаточные инкрети которые могут отрегулировать уровень глюкозы крови; поэтому, улучшение созревания путем культивирования клеток с надлежащей микроэкологические сигналы настоятельно необходимо. В этой статье мы разъясняем протоколы для подготовки поджелудочной ткани полученных децеллюлярной внеклеточной матрицы (pdECM) биоинки для обеспечения полезной микросреды, которые могут увеличить чувствительность глюкозы островков поджелудочной железы, а затем описание процессы генерации 3D ткани поджелудочной железы построены с использованием микроэкструзии на основе биопечати техники.
В последнее время трансплантация поджелудочной железы является перспективным методом лечения для пациентов с диабетом типа 1. Относительная безопасность и минимальная инвазивность процедуры являются большими преимуществами этого лечения1. Тем не менее, он имеет ряд ограничений, таких как низкий уровень успеха изоляции островков и побочные эффекты иммуносупрессивных препаратов. Кроме того, количество привяженных островков неуклонно уменьшается после трансплантации из-за враждебной среды2. Различные биосовместимые материалы, такие как альгинат, коллаген, поли (молочно-когликолевая кислота) (PLGA) или полиэтиленгликоль (PEG) были применены к трансплантации поджелудочной железы, чтобы преодолеть эти трудности.
Технология 3D-печати клеток появляется в тканевой инженерии благодаря своему большому потенциалу и высокой производительности. Излишне говорить, что биоинки известны как важные компоненты для обеспечения подходящей микросреды и позволяет улучшить клеточные процессы в печатных конструкций ткани. Значительное количество гидрогелей, разжижающих сдвига, таких как фибрин, альгинат и коллаген широко используются в качестве биоинков. Тем не менее, эти материалы показывают отсутствие структурной, химической, биологической и механической сложности по сравнению с внеклеточной матрицы (ECM) в родной ткани3. Микроэкологические сигналы, такие как взаимодействие между островками и ECM являются важными сигналами для повышения функции островков. Децеллюлярный ECM (dECM) может воссоздать тканевый специфический состав различных компонентов ECM, включая коллаген, гликозаминогликанов (GAGs) и гликопротеинов. Например, первичные островки, которые сохраняют свои периферийные ЭКМ (например, i тип I, III, IV, V, и VI коллаген, ламинин и фибронектин) обладают низким апоптозом и лучшей чувствительностью к инсулину, что указывает на то, что взаимодействие клеток-матрицы типа I, III, IV, V и VI, имеют низкий уровень апоптоза и лучшую чувствительность к инсулину, что указывает на то, что взаимодействие клеток-матрицы, специфичное для тканей, имеет важное значение для повышения их способности функционировать аналогично оригинальной ткани4.
В этой работе мы разъясняем протоколы для подготовки поджелудочной ткани полученных децеллюлярной внеклеточной матрицы (pdECM) биочернила для обеспечения полезных микроэкологических сигналов для повышения активности и функций островков поджелудочной железы, а затем процессы для генерации 3D поджелудочной ткани конструкций с использованием микроэкструзии основе биопечати техники (Рисунок 1).
Свиные ткани поджелудочной железы были собраны с местной скотобойни. Эксперименты на животных были одобрены Институциональным комитетом по уходу и использованию животных (IACUC) Медицинского центра Асан, Сеул, Корея.
1. Децеллюляризация тканей
2. Оценка децеллюляризованных тканей
ПРИМЕЧАНИЕ: Для оценки остаточного количества dsDNA, гликозаминогликанов (GAGs) и коллагена в децеллюляризованной ткани по сравнению с родной тканью, по крайней мере 1 г каждой из неклеточных тканей (родной ткани) и децеллюляризованной ткани необходимы для одного пакет оценки. Количество dsDNA, GAGs, и коллагена можно вычислить на основе сухого веса ткани.
3. Препарат биоинк
ПРИМЕЧАНИЕ: порошок pdECM может храниться при -80 градусов по Цельсию в течение по крайней мере одного года. Перед регулировкой рН, переваренный раствор pdECM может храниться при -20 градусов по Цельсию в течение одного месяца. Перед использованием, оттаивать образец замороженных раствор pdECM на 4 градуса Цельсия в одночасье. Скорректированное pH решение pdECM может храниться при 4 градусах Цельсия в течение одной недели. Переваренный раствор pdECM может храниться при 4 градусах Цельсия, по крайней мере, несколько дней, но не должен превышать 1 неделю.
4. Реологический анализ
5. 3D-клеточная печать тканей поджелудочной железы построенс с помощью простога
6. 3D-клеточная печать конструкции поджелудочной железы с узорчатой структурой
Децеллюляризация тканей поджелудочной железы
Мы разработали процесс подготовки PDECM биочернила для обеспечения поджелудочной ткани конкретных микросред для повышения функциональности островков в 3D биопечатных тканей построить(Рисунок 2
В этом протоколе описано развитие биоинков PDECM и изготовление 3D-конструкций ткани поджелудочной железы с помощью методов 3D-печати клеток. Для повторения микроокружения ткани-мишени в конструкции 3D-инженерии, выбор биочернила имеет решающее значение. В предыдущем исследовании, мы подт?...
Ни один.
Это исследование было поддержано программой развития био и медицинских технологий Национального исследовательского фонда (NRF), финансируемой корейским правительством (MSIT) (2017M3A9C6032067) и "Творческая программа icT Consilience" (IITP-2019-2011-1-00783) контролируется IITP (Институт планирования и оценки информационных и коммуникационных технологий).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Biological Safety Cabinets | CRYSTE | PURICUBE 1200 | |
Deep Freezer | Thermo Scientific Forma | 957 | |
Digital orbital shaker | DAIHAN Scientific | DH.WSO04010 | |
Dry oven | DAIHAN Scientific | WON-155 | |
Freeze dryer | LABCONCO | 7670540 | |
Fridge | SANSUNG | CRFD-1141 | |
Grater | ABM | 1415605793 | |
Inverted Microscopes | Leica | DMi1 | |
Microcentrifuge | CRYSTE | PURISPIN 17R | |
Microplate reader | Thermo Fisher Scientific | Multiskan GO | |
Mini centrifuge | DAIHAN Scientific | CF-5 | |
Multi-Hotplate Stirrers | DAIHAN Scientific | SMHS-6 | |
Nanodrop | Thermo Fisher Scientific | ND-LITE-PR | |
pH benchtop meter | Thermo Fisher Scientific | STARA2110 | |
Rheometer | TA Instrument | Discovery HR-2 | |
Vortex Mixer | DAIHAN Scientific | VM-10 | |
Cirurgical Instruments | |||
Operating Scissors | Hirose | HC.13-122 | |
Forcep | Korea Ace Scientific | HC.203-30 | |
Materials | |||
1.7 mL microcentrifuge tube | Axygen | MCT-175-C | |
10 ml glass vial | Scilab | SL.VI1243 | |
40 µm cell strainer | Falcon | 352340 | |
5 L beaker | Dong Sung Science | SDS 2400 | |
50 mL cornical tube | Falcon | 352070 | |
500 mL beaker | Korea Ace Scientific | KA.23-08 | |
500 mL bottle-top vacuum filter | Corning | 431118 | |
500 mL plastic container | LOCK&LOCK | INL301 | |
96well plate | Falcon | 353072 | |
Aluminum foil | DAEKYO | ||
Kimwipe | Kimtech | ||
Magnetic bar | Korea Ace Scientific | BA.37110-0003 | |
Mortar and pestle | DAIHAN Scientific | SC.MG100 | |
Multi-channel pipettor | Eppendorf | 4982000314 | |
Petri Dish | SPL | 10100 | |
pH indicator strips | Sigma-Aldrich | 1095350001 | |
Sieve filter mesh | DAIHAN Scientific | ||
Decellularization | |||
10x pbs | Hyclone | SH30258.01 | |
4.7% Peracetic acid | Omegafarm | ||
70% ethanol | SAMCHUN CHEMICALS | E0220 SAM | |
Distilled water | |||
IPA | SAMCHUN CHEMICALS | samchun I0348 | |
Triton-X 100 | Biosesang | T1020 | |
Biochemical assay | |||
1,9-Dimethyl-Methylene Blue zinc chloride double salt | Sigma-Aldrich | 341088 | |
10 N NaOH | Biosesang | S2018 | |
Chloramine T | Sigma-Aldrich | 857319 | |
Chondroitin sulfate A | Sigma-Aldrich | C4384 | |
Citric acid | Supelco | 46933 | |
Cysteine-HCl | Sigma-Aldrich | C1276 | |
Glacial acetic acid | Merok | 100063 | |
Glycine | Sigma-Aldrich | 410225 | |
HCl | Sigma-Aldrich | H1758 | |
Na2-EDTA | Sigma-Aldrich | E5134 | |
NaCl | SAMCHUN CHEMICALS | S2097 | |
Papain | Sigma-Aldrich | p4762 | |
P-DAB | Sigma-Aldrich | D2004 | |
Perchloric acid | Sigma-Aldrich | 311421 | |
Sodium acetate | Sigma-Aldrich | S5636 | |
Sodium hydroxide | Supelco | SX0607N | |
Sodium phosphate(monobasic) | Sigma-Aldrich | RDD007 | |
Toluene | Sigma-Aldrich | 244511 | |
Bioink | |||
Charicterized FBS | Hyclone | SH30084.03 | |
Penicillin-Streptomycin | Thermo Fisher Scientific | 15140122 | |
Pepsin | Sigma-Aldrich | P7215 | |
Rose bengal | Sigma-Aldrich | 198250 | |
RPMI-1640 medium | Thermo Fisher Scientific | 11875093 | |
Trypan Blue solution | Sigma-Aldrich | T8154 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены