Name: alginate microcapsule as a 3d platform for propagation and differentiation of human embryonic stem cells (hesc) to different lineages
Uploaded: 2012-03-09T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Alginate Microcapsule as a 3D Platform for Propagation and Differentiation of Human Embryonic Stem Cells hESC to Different Lineages at JoVE.com

Dit werk wordt ondersteund door NHMRC Program Grant # 568969 (PSS) en de Faculteit der Geneeskunde van de Universiteit van New South Wales, Stem Cell Initiative (KSS).

Alle van de onderstaande procedures worden uitgevoerd met behulp van aseptische technieken in een klasse II bioveiligheid kabinet. Reagentia en apparatuur zijn vermeld in de onderstaande tabellen. 1. Bereiding van 1,1% alginaat (w / v) <ol><li> Voeg 0,275 g gezuiverd natriumalginaat (hoog gehalte glucuronzuur ≥ 60%, viscositeit&gt; 200 mPa s, en endotoxine ≤ 100 EU / g) in een steriele 50 ml buis en voeg 25 ml steriele 0,1% gelatine oplossing eerder bereid (0,5 g gelatin/500 ml milli-Q...

<ol>
	<li>Chayosumrit, M., Tuch, B., Sidhu, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alginate+microcapsule+for+propagation+and+directed+differentiation+of+hESCs+to+definitive+endoderm.">Alginate microcapsule for propagation and directed differentiation of hESCs to definitive endoderm.</a> Biomaterials. 31, 505-514 (2010).</li><li>Dean, S. K., Yulyana, Y., Williams, G., Sidhu, K. S., Tuch, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+of+encapsulated+embryonic+stem+cells+after+transplantation.">Differentiation of encapsulated embryonic stem cells after transplantation.</a> Transplantation. 82, 1175-1184 (2006).</li><li>Siti-Ismail, N., Bishop, A. E., Polak, J. M., Mantalaris, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+benefit+of+human+embryonic+stem+cell+encapsulation+for+prolonged+feeder-free+maintenance.">The benefit of human embryonic stem cell encapsulation for prolonged feeder-free maintenance.</a> Biomaterials. 29, 3946-3952 (2008).</li><li>Dawson, E., Mapili, G., Erickson, K., Taqvi, S., Roy, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomaterials+for+stem+cell+differentiation.">Biomaterials for stem cell differentiation.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 60, 215-228 (2008).</li><li>Orive, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+encapsulation:+promise+and+progress.">Cell encapsulation: promise and progress.</a> Nat. Med. 9, 104-107 (2003).</li><li>Watanabe, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+ROCK+inhibitor+permits+survival+of+dissociated+human+embryonic+stem+cells.">A ROCK inhibitor permits survival of dissociated human embryonic stem cells.</a> Nat. Biotechnol. 25, 681-686 (2007).</li><li>Dang, S. M., Gerecht-Nir, S., Chen, J., Itskovitz-Eldor, J., Zandstra, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled,+scalable+embryonic+stem+cell+differentiation+culture.">Controlled, scalable embryonic stem cell differentiation culture.</a> Stem Cells. 22, 275-282 (2004).</li><li>Drukker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+expression+of+MHC+proteins+in+human+embryonic+stem+cells.">Characterization of the expression of MHC proteins in human embryonic stem cells.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 99, 9864-9869 (2002).</li><li>Calafiore, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standard+Technical+Procedures+for+Microencapsulation+of+Human+Islets+for+Graft+into+Nonimmunosuppressed+Patients+With+Type+1+Diabetes+Mellitus.">Standard Technical Procedures for Microencapsulation of Human Islets for Graft into Nonimmunosuppressed Patients With Type 1 Diabetes Mellitus.</a> Transplantation Proceedings. 38, 1156-1157 (2006).</li><li>Cho, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+efficient+and+large-scale+generation+of+functional+dopamine+neurons+from+human+embryonic+stem+cells.">Highly efficient and large-scale generation of functional dopamine neurons from human embryonic stem cells.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 3392-3397 (2008).</li><li>Vazin, T., Chen, J., Lee, C. T., Amable, R., Freed, 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=Assessment+of+stromal-derived+inducing+activity+in+the+generation+of+dopaminergic+neurons+from+human+embryonic+stem+cells.">Assessment of stromal-derived inducing activity in the generation of dopaminergic neurons from human embryonic stem cells.</a> Stem Cells. 26, 1517-1525 (2008).</li></ol>

Verschillende studies met behulp van muis embryonale stamcellen en hESC hebben aangetoond dat de voordelen van 3D-cultuur systeem in biomaterialen en tissue engineering 2,3. We calciumalginaat microcapsules gebruikt als geschikt 3D platform hESC vermeerdering en differentiatie te bestuderen in vergelijking met barium alginaat omdat hESC lieten een significant verhoogde levensvatbaarheid als ingekapseld in calciumalginaat dan barium alginaat. Deze cultuur-systeem maakt het ook mogelijk een high-density celkwee...

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van het serum </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td><td> Opmerkingen </td></tr><tr><td> Alginaat (Pronova UP MVG) </td><td> NovoMatrix </td><td> 4200101 </td><td> hoge glucuronzuur gehalte ≥ 60%, viscositeit&gt; 200 mPa s, en endotoxine &lt;100 EU / g </td></tr><tr><td> Gelatine </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G1890-100G </td><td></td></tr><tr><td> 0,9% NaCl </td><td> Baxter Healthcare </td><td> AHF7123 </td><td></td></tr><tr><td> Type J1 kraal generator </td><td> Nisco techniek Inc </td><td> SPA-0447 </td><td></td></tr><tr><td> Multi-Phaser injectiepomp </td><td> New Era Pump Systems Inc </td><td> Model NE-1000 </td><td></td></tr><tr><td> Ezi-Flow Medical Flowmeter </td><td> Gascon Systems</td><td> G0149 </td><td></td></tr><tr><td> Y-27632 </td><td> Merck </td><td> 688000 </td><td></td></tr><tr><td> Humaan serum albumine </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A4327-1G </td><td></td></tr><tr><td> Accutase </td><td> Millipore </td><td> SCR005 </td><td></td></tr><tr><td> 14G x 2 &quot;IV katheter </td><td> Terumo </td><td> SR-OX1451C </td><td></td></tr><tr><td> Knockout-DMEM </td><td> Invitrogen </td><td> 10829-018 </td><td> Voor SR medium (basale) </td></tr><tr><td> Glutamax-I </td><td> Invitrogen </td><td> 35050-061 </td><td> Voor SR medium (2 mM) </td></tr><tr><td> Knockout Serum Vervanging </td><td> Invitrogen </td><td> 10828-028 </td><td> Voor SR medium (20%) </td></tr><tr><td> Penicilline-streptomycine </td><td> Invitrogen </td><td> 15070063 </td><td> Voor SR medium (2,5 U / ml) </td&gt; </tr><tr><td> Insuline-transferrine-Selenium (ITS) </td><td> Invitrogen </td><td> 41400045 </td><td> Voor SR medium (1x) </td></tr><tr><td> β-mercapto </td><td> Invitrogen </td><td> 21985-023 </td><td> Voor SR medium (0,1 mm) </td></tr><tr><td> MEM NEAA Solution </td><td> Invitrogen </td><td> 11140-050 </td><td> Voor SR medium (5 mM) </td></tr><tr><td> Glasgow Minimum Essential Medium </td><td> Invitrogen </td><td> 11710035 </td><td> Voor DA neurale differentiatie medium (basale) </td></tr><tr><td> Knockout Serum Vervanging </td><td> Invitrogen </td><td> 10828-028 </td><td> Voor DA neurale differentiatie medium (10%) </td></tr><tr><td> Natriumpyruvaat </td><td> Invitrogen </td><td> 11360070 </td><td> Voor DA neurale differentiatie medium (1 mM) </td></tr><tr><td> MEM NEAA Solution </td><td> Invitrogen </td><td> 11140-050 </td><td> Voor DA nEural differentiatie medium (0,1 mm) </td></tr><tr><td> β-mercapto </td><td> Invitrogen </td><td> 21985-023 </td><td> Voor DA neurale differentiatie medium (0,1 mm) </td></tr><tr><td> Sonic Hedgehog (SHH) </td><td> R &amp; D Systems </td><td> 1314-SH-025/CF </td><td> Voor DA neurale differentiatie (100 ng / ml) </td></tr><tr><td> Fibroblast groeifactor 8 bis (FGF8a) </td><td> R &amp; D Systems </td><td> 4745-F8-050 </td><td> Voor DA neurale differentiatie (100 ng / ml) </td></tr></tbody></table>

alginate microcapsule as a 3d platform for propagation and differentiation of human embryonic stem cells (hesc) to different lineages

Menselijke embryonale stamcellen (hESC) zijn in opkomst als een aantrekkelijk alternatief voor cel-therapie omdat ze kunnen worden uitgebreid in cultuur voor onbepaalde tijd en gedifferentieerd om alle soorten cellen in het lichaam. Verschillende soorten van biomaterialen zijn ook gebruikt stamcellen culturen een micro nabootsen van de stamcel nis 1-3 geven. Dit laatste is belangrijk voor het bevorderen van cel-cel interacties, cel proliferatie en differentiatie in specifieke afstammingslijnen als weefsel organisatie door een driedimensionale (3D) omgeving 4 zoals inkapseling. Het principe van de cel inkapseling omvat beknelling van levende cellen binnen de grenzen van semi-permeabele membranen in 3D culturen 2. Deze membranen voor de uitwisseling van voedingsstoffen en zuurstof stimuli over de membranen, terwijl antilichamen en immuuncellen van de gastheer die groter zijn dan de capsule poriegrootte uitgesloten 5. Hier wordt voorafstuurde een benadering van cultuur en te differentiëren hESC DA neuronen in een 3D micro-omgeving met behulp van alginaat microcapsules. We hebben gewijzigd de kweekomstandigheden 2 tot en met de levensvatbaarheid van ingekapselde hESC te verbeteren. We hebben eerder aangetoond dat de toevoeging van p160-Rho-geassocieerde coiled-coil kinase (ROCK) remmer, Y-27632 en menselijke foetale fibroblast-geconditioneerd serum vervanging medium (HFF-CM) om het 3D-platform aanzienlijk verbeterd de leefbaarheid van ingekapselde hESC waarbij de cellen uitgedrukt definitieve endoderm merkergenen 1. We hebben nu gebruik gemaakt van deze 3D-platform voor de verspreiding van hESC en efficiënte differentiatie naar DA neuronen. Eiwit en genexpressie analyses na de laatste fase van de DA neuronale differentiatie toonde een verhoogde expressie van tyrosine hydroxylase (TH), een marker voor DA neuronen,&gt; 100 plooien na 2 weken. Onze hypothese was dat onze 3D-platform met behulp van alginaat microcapsules kan nuttig zijn om de proliferatie te bestuderen en gericht differentiatievan hESC naar verschillende geslachten. Deze 3D Tegelijkertijd kan de scheiding van feeder cellen hESC tijdens het proces van differentiatie en ook mogelijke immuun-isolatie tijdens transplantatie in de toekomst.

Watch this Scientific Journal Video about Alginate Microcapsule as a 3D Platform for Propagation and Differentiation of Human Embryonic Stem Cells hESC to Different Lineages at JoVE.com

Alginate Microcapsule as a 3D Platform for Propagation and Differentiation of Human Embryonic Stem Cells hESC to Different Lineages

We hebben geoptimaliseerd een micro-inkapseling techniek als een effectief 3D-platform voor de vermeerdering en differentiatie van embryonale stamcellen endoderm en dopaminerge (DA) neuronen. Het biedt ook een kans voor immuun-isolatie van cellen van de gastheer tijdens de transplantatie. Dit platform kan worden aangepast voor andere celtypen.

Alginaat microcapsule als een 3D-platform voor de vermeerdering en differentiatie van humane embryonale stamcellen (hESC) tot verschillende geslachten

Human embryonic stem cells (hESC) are emerging as an attractive alternative source for cell replacement therapy since they can be expanded in culture ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Alginate Microcapsule as a 3D Platform for Propagation and Differentiation of Human Embryonic Stem Cells (hESC) to Different Lineages

Rotating Cell Culture Systems for Human Cell Culture: Human Trophoblast Cells as a Model

Roterende celkweek systemen for Human Cultuur van de Cel: Human trofoblast cellen als een model

The field of human trophoblast research aids in  understanding the complex environment established during placentation. Due to the  nature of these ...

Development, Expansion, and In vivo Monitoring of Human NK Cells from Human Embryonic Stem Cells (hESCs) and Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs)

Development, Expansion, and In vivo Monitoring of Human NK Cells from Human Embryonic Stem Cells hESCs and Induced Pluripotent Stem Cells iPSCs

Ontwikkeling, uitbreiding en<em&gt; In vivo</em&gt; Controle van Human NK cellen uit menselijke embryonale stamcellen (hESC &#39;s) en en geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSCs)

We present a method for deriving natural killer (NK) cells from undifferentiated hESCs and iPSCs using a feeder-free approach. This method gives rise to ...

Ordering Single Cells and Single Embryos in 3D Confinement: A New Device for High Content Screening

Het bestellen van enkele cellen en Single Embryo&#39;s in 3D Opsluiting: een nieuw apparaat voor High Content Screening

Biological cells are usually observed on flat (2D) surfaces. This condition is not physiological, and phenotypes and shapes are highly variable. Screening ...

Layered Alginate Constructs: A Platform for Co-culture of Heterogeneous Cell Populations

Gelaagde Alginaat Constructen: Een platform voor Co-cultuur van heterogene celpopulaties

Many load bearing tissues possess structurally and functionally distinct regions, typically accompanied by different cell phenotypes with differential ...

Micropatterning and Assembly of 3D Microvessels

Micropatterning en montage van 3D microvaten

In vitro platforms to study endothelial cells and vascular biology are largely limited to 2D endothelial cell culture, flow chambers with polymer or glass ...

Single-Cell Optical Action Potential Measurement in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

Eencellige optische actiepotentiaalmeting in door de mens geïnduceerde pluripotente van stamcellen afgeleide cardiomyocyten

Conventional intracellular microelectrode techniques to quantify cardiomyocyte electrophysiology are extremely complex, labor intensive, and typically ...

A Culture Method to Maintain Quiescent Human Hematopoietic Stem Cells

Een kweekmethode om rustgevende menselijke hematopoëtische stamcellen te behouden

Human hematopoietic stem cells (HSCs), like other mammalian HSCs, maintain lifelong hematopoiesis in the bone marrow. HSCs remain quiescent in vivo, ...

Real-Time Intravital Multiphoton Microscopy to Visualize Focused Ultrasound and Microbubble Treatments to Increase Blood-Brain Barrier Permeability

Real-time intravitale multifotonenmicroscopie om gerichte echografie en microbubbelbehandelingen te visualiseren om de permeabiliteit van de bloed-hersenbarrière te vergroten

The blood-brain barrier (BBB) is a key challenge for the successful delivery of drugs to the brain. Ultrasound exposure in the presence of microbubbles ...

In vitro Induction of Human Dental Pulp Stem Cells Toward Pancreatic Lineages

In vitro Induction of Human Dental Pulp Stem Cells Toward Pancreatic Lineages

In vitro Inductie van menselijke tandheelkundige pulpstamcellen naar pancreaslijnen

As of 2000, the success of pancreatic islet transplantation using the Edmonton protocol to treat type I diabetes mellitus still faced some obstacles. ...

Developing 3D Organized Human Cardiac Tissue within a Microfluidic Platform

Het ontwikkelen van 3D georganiseerd menselijk hartweefsel binnen een microfluïdisch platform

The leading cause of death worldwide persists as cardiovascular disease (CVD). However, modeling the physiological and biological complexity of the heart ...