Name: a 3d system for culturing human articular chondrocytes in synovial fluid
Uploaded: 2012-01-31T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A 3D System for Culturing Human Articular Chondrocytes in Synovial Fluid at JoVE.com

Nous tenons à remercier Robin Nye (Tufts Medical Center), Tomoya Uchimura et Dana Cairns (Tufts University) pour fournir une aide au stockage du liquide synovial et la centrifugation. Ce travail a été financé par le NIH (1R01AR059106-01A1) pour LZ

Un système 3D pour les chondrocytes articulaires humains en culture dans le liquide synovial Dans ce travail, nous avons encapsulé chondrocytes articulaires humains en billes d&#39;alginate en utilisant une modification de fabrication-a suggéré d&#39;encapsulation de protocole (Lonza, et 31). En utilisant ces constructions 3D, nous avons développé un système de culture de cellules dans un milieu de culture contenant des pourcentages variés de liquide synovial humain et ont...

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	<li>Centers for Disease Control and P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Projected+state-specific+increases+in+self-reported+doctor-diagnosed+arthritis+and+arthritis-attributable+activity+limitations--United+States,+2005-2030.">Projected state-specific increases in self-reported doctor-diagnosed arthritis and arthritis-attributable activity limitations--United States, 2005-2030.</a> MMWR. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 56, 423-425 (2007).</li><li>Theis, K. A., Murphy, L., Hootman, J. M., Helmick, C. 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K., Marcelino, J., Baker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+secreted+glycoprotein+lubricin+protects+cartilage+surfaces+and+inhibits+synovial+cell+overgrowth.">The secreted glycoprotein lubricin protects cartilage surfaces and inhibits synovial cell overgrowth.</a> J. Clin. Invest. 115, 622-631 (2005).</li><li>Campo, G. M., Avenoso, A., Nastasi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyaluronan+reduces+inflammation+in+experimental+arthritis+by+modulating+TLR-2+and+TLR-4+cartilage+expression.">Hyaluronan reduces inflammation in experimental arthritis by modulating TLR-2 and TLR-4 cartilage expression.</a> Biochim. Biophys. Acta. , (2011).</li><li>van de Lest, C. H., van den Hoogen, B. M., van Weeren, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loading-induced+changes+in+synovial+fluid+affect+cartilage+metabolism.">Loading-induced changes in synovial fluid affect cartilage metabolism.</a> Biorheology. 37, 45-55 (2000).</li><li>Saxne, T., Heinegard, D., Wollheim, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+arthritic+synovial+fluid+influences+proteoglycan+biosynthesis+and+degradation+in+organ+culture+of+bovine+nasal+cartilage.">Human arthritic synovial fluid influences proteoglycan biosynthesis and degradation in organ culture of bovine nasal cartilage.</a> Coll. Relat. Res. 8, 233-247 (1988).</li><li>Lee, D. A., Salih, V., Stockton, E. F., Stanton, J. 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B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulin-like+growth+factor+stimulation+of+chondrocyte+proteoglycan+synthesis+by+human+synovial+fluid.">Insulin-like growth factor stimulation of chondrocyte proteoglycan synthesis by human synovial fluid.</a> Arthritis Rheum. 32, 66-71 (1989).</li><li>Joosten, L. A., Schalkwijk, J., van den Berg, W. B., van de Putte, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondrocyte+unresponsiveness+to+insulin-like+growth+factor-1.+A+novel+pathogenetic+mechanisms+for+cartilage+destruction+in+experimental+arthritis.">Chondrocyte unresponsiveness to insulin-like growth factor-1. A novel pathogenetic mechanisms for cartilage destruction in experimental arthritis.</a> Agents Actions. 26, 193-195 (1989).</li><li>Schuerwegh, A. J., Dombrecht, E. J., Stevens, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synovial+fluid+and+peripheral+blood+immune+complexes+of+patients+with+rheumatoid+arthritis+induce+apoptosis+in+cytokine-activated+chondrocytes.">Synovial fluid and peripheral blood immune complexes of patients with rheumatoid arthritis induce apoptosis in cytokine-activated chondrocytes.</a> Rheumatol. Int. 27, 901-909 (2007).</li><li>Hegewald, A. A., Ringe, J., Bartel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyaluronic+acid+and+autologous+synovial+fluid+induce+chondrogenic+differentiation+of+equine+mesenchymal+stem+cells:+a+preliminary+study.">Hyaluronic acid and autologous synovial fluid induce chondrogenic differentiation of equine mesenchymal stem cells: a preliminary study.</a> Tissue Cell. 36, 431-438 (2004).</li><li>Xu, Q. R., Dong, Y. H., Chen, S. L., Bao, C. D., Du, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degeneration+of+normal+articular+cartilage+induced+by+late+phase+osteoarthritic+synovial+fluid+in+beagle+dogs.">Degeneration of normal articular cartilage induced by late phase osteoarthritic synovial fluid in beagle dogs.</a> Tissue Cell. 41, 13-22 (2009).</li><li>Kruger, J. P., Endres, M., Neumann, K., Haupl, T., Erggelet, C., Kaps, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondrogenic+differentiation+of+human+subchondral+progenitor+cells+is+impaired+by+rheumatoid+arthritis+synovial+fluid.">Chondrogenic differentiation of human subchondral progenitor cells is impaired by rheumatoid arthritis synovial fluid.</a> J. Orthop. Res. 28, 819-827 (2010).</li><li>Steinhagen, J., Bruns, J., Niggemeyer, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perfusion+culture+system:+Synovial+fibroblasts+modulate+articular+chondrocyte+matrix+synthesis+in+vitro.">Perfusion culture system: Synovial fibroblasts modulate articular chondrocyte matrix synthesis in vitro.</a> Tissue Cell. 42, 151-157 (2010).</li><li>Yang, K. G., Saris, D. B., Verbout, A. J., Creemers, L. B., Dhert, W. 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R., Syftestad, G., Benton, H., Silliman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+human+knee+synovial+fluid+on+chondrogenesis+in+vitro.">Effects of human knee synovial fluid on chondrogenesis in vitro.</a> Am. J. Knee. Surg. 8, 124-129 (1995).</li><li>van den Hoogen, B. M., van de Lest, C. H., van Weeren, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loading-induced+changes+in+synovial+fluid+affect+cartilage+metabolism.">Loading-induced changes in synovial fluid affect cartilage metabolism.</a> Br. J. Rheumatol. 37, 671-676 (1998).</li><li>Webb, G. R., Westacott, C. I., Elson, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoarthritic+synovial+fluid+and+synovium+supernatants+up-regulate+tumor+necrosis+factor+receptors+on+human+articular+chondrocytes.">Osteoarthritic synovial fluid and synovium supernatants up-regulate tumor necrosis factor receptors on human articular chondrocytes.</a> Osteoarthritis Cartilage. 6, 167-176 (1998).</li><li>Kook, S. H., Son, Y. O., Lee, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia+affects+positively+the+proliferation+of+bovine+satellite+cells+and+their+myogenic+differentiation+through+up-regulation+of+MyoD.">Hypoxia affects positively the proliferation of bovine satellite cells and their myogenic differentiation through up-regulation of MyoD.</a> Cell. Biol. Int. 32, 871-878 (2008).</li><li>Knobloch, T. J., Madhavan, S., Nam, J., Agarwal, S., Agarwal, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+chondrocytic+gene+expression+by+biomechanical+signals.">Regulation of chondrocytic gene expression by biomechanical signals.</a> Crit. Rev. Eukaryot. Gene. Expr. 18, 139-150 (2008).</li><li>Guo, J. F., Jourdian, G. W., MacCallum, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Culture+and+growth+characteristics+of+chondrocytes+encapsulated+in+alginate+beads.">Culture and growth characteristics of chondrocytes encapsulated in alginate beads.</a> Connect. Tissue. 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R., Bieback, K., Bugert, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+chondrocytes+differentially+express+matrix+modulators+during+in+vitro+expansion+for+tissue+engineering.">Human chondrocytes differentially express matrix modulators during in vitro expansion for tissue engineering.</a> Int. J. Mol. Med. 16, 509-515 (2005).</li><li>Anat, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 121, 107-118 (1976).</li></ol>

Dans ce rapport, nous avons développé une méthode qui permet la culture de chondrocytes articulaires humains dans un environnement 3D en milieu contenant des concentrations élevées de liquide synovial humain. Le liquide synovial est l&#39;un des principaux composants qui constituent l&#39;environnement naturel dans la cavité articulaire, où résident les chondrocytes articulaires. Cependant, la viscosité du liquide synovial a été un défi majeur pour trois dimensions à long terme de culture des chondrocytes. ...

Table des réactifs spécifiques et des équipements: <table border="1"><tr><th> Le nom du réactif </th><th> Société </th><th> Numéro de catalogue </th><th> Commentaires </th></tr><tr><td> Alginate (sel de sodium d&#39;acide alginique) </td><td> Sigma </td><td> A2158-250G </td><td> Solution de 2,4% stockés à 40 ° C </td></tr><tr><td> Chlorure de calcium granulaire </td><td> JT Baker </td><td> A19339 </td><td></td></tr><tr><td width="239" rowspan="2" > Les milieux de croissance chondrocytaire </td><td width="254" rowspan="2" > Lonza </td><td width="182" > CC-3156 (base des médias) </td><td width="141" rowspan="2" ></td></tr><tr><td width="182" > CC-4409 (supplément) </td></tr><tr><td width="239" rowspan="2" > Médias différenciation chondrocytaire </td><td width="254" rowspan="2" > Lonza </td><td width="182" > CC-3226 (base des médias) </td><td width="141" rowspan="2" ></td></tr><tr><td width="182" > CC-4408 (supplément) </td></tr><tr><td> Chondrocytes articulaires humains </td><td> Lonza </td><td > CC-2550 </td><td></td></tr><tr><td> DAPI (4 &#39;,6-diamidino-2-phénylindole dichlorhydrate) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td > D9542 </td><td></td></tr><tr><td> RNeasy mini kit (pour l&#39;extraction de l&#39;ARN) </td><td> Qiagen </td><td > 74104 </td><td></td></tr><tr><td> Réactifs de PCR: SYBR-vert </td><td> Quanta </td><td > 95053-500 </td><td></td></tr><tr><td> Seringue 12 ml </td><td> Tyco-Kendall-Monoject </td><td > 512852 </td><td></td></tr><tr><td> Aiguille hypodermique de 22 Gague </td><td> Tyco-KendalL-Monoject </td><td > 8881 </td><td></td></tr><tr><td> Microscope </td><td> Olympus </td><td > IX71 </td><td></td></tr><tr><td> Rocker plate-forme </td><td> Thermolyne Thermoscientific </td><td > Vari-mix </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td ></td><td></td></tr><tr><td> Séquences amorces </td><td></td><td ></td><td></td></tr><tr><td> Collagène IIa-forward </td><td> 5&#39;-TTC ATC CCA CCC TCT CAC AGT-3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr><tr><td> Collagène IIa-reverse </td><td> 5&#39;-CCTCTGCCTTGACCCGAA-3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr><tr><td> MMP13-forward </td><td> 5&#39;-TGT GCC CTT CTT CAC GAC ACA ACT-3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr><tr><td> MMP13-reverse </td><td> 5&#39;-GAG CAG AGA CTT TGA GTC ATT GCC-3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr><tr><td> Caspase 3-forward </td><td> 5&#39;-TCA TTA TTC AGG CCT GCC GTG GTA-3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr><tr><td> Caspase 3-reverse </td><td> 5&#39;-TGG ATG CAA ACG GAG CCA TCC TTT -3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr></table>

a 3d system for culturing human articular chondrocytes in synovial fluid

Cartilage de destruction est un élément central pathologiques de l&#39;arthrose, une des principales causes d&#39;invalidité dans les Etats-Unis. Cartilage de l&#39;adulte ne se régénère pas très efficace in vivo, et par conséquent, l&#39;arthrose conduit à une perte irréversible du cartilage et est accompagné par la douleur chronique et 1,2 immobilité. Génie tissulaire du cartilage offre un potentiel prometteur pour régénérer et restaurer la fonction des tissus. Cette technologie implique généralement chondrocytes semis dans des échafaudages naturel ou synthétique et la culture de la 3D résultant de construire dans un milieu équilibré sur une période de temps avec un but de l&#39;ingénierie biochimique et un tissu biomécaniquement matures qui peuvent être transplantées dans un site de la lésion in vivo 3-6 . Atteindre une condition optimale pour la croissance des chondrocytes et dépôt de matrice est essentiel pour la réussite de l&#39;ingénierie tissulaire du cartilage. Dans la cavité natale, conjointe du cartilage à l&#39;articla surface de l&#39;os EXCLUES baigne dans le liquide synovial. Ce liquide clair et visqueux fournit des nutriments au cartilage articulaire avasculaire et contient des facteurs de croissance, des cytokines et des enzymes qui sont importants pour le métabolisme des chondrocytes 7,8. Par ailleurs, le liquide synovial facilite faible coefficient de frottement entre les surfaces cartilagineuses mouvement principalement par sécrétant deux éléments clés, le hyaluronane et Lubricin 9 10. En revanche, l&#39;ingénierie tissulaire du cartilage est le plus souvent cultivés en milieu artificiel. Bien que ces médias sont vraisemblablement en mesure d&#39;offrir des conditions plus définies pour étudier le métabolisme des chondrocytes, le liquide synovial reflète le plus fidèlement l&#39;environnement naturel, dont les chondrocytes articulaires résident po En effet, le liquide synovial a l&#39;avantage d&#39;être facile à obtenir et à stocker, et peut souvent être régulièrement réapprovisionné par le corps. Plusieurs groupes ont complété le milieu de culture avec du liquide synovial dans la croissance humaine, bovine, lapin et chien chondrocytes, mais surtout utilisé seulement de faibles niveaux de liquide synovial (inférieur à 20%) 11-25. Alors que les chondrocytes de poulet, de cheval et humaines ont été cultivées dans le milieu avec des pourcentage plus élevé de liquide synovial, ces systèmes de culture ont été à deux dimensions 26-28. Ici, nous présentons notre méthode de culture de chondrocytes articulaires humains dans un système 3D avec un pourcentage élevé de liquide synovial (jusqu&#39;à 100%) sur une période de 21 jours. Ce faisant, nous avons surmonté un obstacle majeur présenté par la haute viscosité du liquide synovial. Ce système offre la possibilité d&#39;étudier des chondrocytes humains dans le liquide synovial, dans un cadre 3D, qui peut être combiné avec deux autres facteurs importants (la tension d&#39;oxygène et le chargement mécanique) 29,30 qui constituent l&#39;environnement naturel pour le cartilage d&#39;imiter le milieu naturel pour la croissance du cartilage. Par ailleurs, ce système peut également être utilisé pour le dosage de l&#39;activité du liquide synovial sur les chondrocytes et de fournir une plateforme pour le développementcartilage de technologies de régénération et les options thérapeutiques pour l&#39;arthrite.

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A 3D System for Culturing Human Articular Chondrocytes in Synovial Fluid

Un système 3D de chondrocytes articulaires humains en culture dans les niveaux élevés du liquide synovial est décrite. Le liquide synovial reflète le microenvironnement plus naturelle pour le cartilage articulaire, et peut être facilement obtenu et stocké. Ce système peut donc être utilisée pour étudier la régénération du cartilage et de dépistage pour les thérapies pour traiter l&#39;arthrite.

Un système 3D pour les chondrocytes articulaires humains Culture dans le liquide synovial

Cartilage destruction is a central pathological feature of osteoarthritis, a leading cause of disability in the US. Cartilage in the adult does not ...

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A Method for Culturing Embryonic C. elegans Cells

A Method for Culturing Embryonic C. elegans Cells

Un procédé de culture embryonnaire<em&gt; C. elegans</em&gt; Cellules

C. elegans is a powerful model system, in which genetic and molecular techniques are easily applicable. Until recently though, techniques that require ...

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the ...

Gap Junctional Intercellular Communication: A Functional Biomarker to Assess Adverse Effects of Toxicants and Toxins, and Health Benefits of Natural Products

Gap Junctional intercellulaire Communication: Un biomarqueur fonctionnelle pour évaluer les effets néfastes des substances toxiques et les toxines, et bienfaits pour la santé des produits naturels

This protocol describes a scalpel loading-fluorescent dye transfer (SL-DT) technique that measures intercellular communication through gap junction ...

The Assembly and Application of 'Shear Rings': A Novel Endothelial Model for Orbital, Unidirectional and Periodic Fluid Flow and Shear Stress

L&#39;Assemblée et l&#39;application des «Shear Anneaux»: A Novel Endothelial Modèle pour Orbital, unidirectionnel et périodique Fluid débit et contrainte de cisaillement

Deviations from normal levels and patterns of vascular fluid shear play important roles in vascular physiology and pathophysiology by inducing adaptive as ...

Magnetic-Activated Cell Sorting Strategies to Isolate and Purify Synovial Fluid-Derived Mesenchymal Stem Cells from a Rabbit Model

Cellule magnétique activé tri des stratégies visant à isoler et purifier Synovial fluide mésenchymateuses cellules souches dérivées d’un modèle de lapin

Mesenchymal stem cells (MSCs) are the main cell source for cell-based therapy. MSCs from articular cavity synovial fluid could potentially be used for ...