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
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Ce travail est soutenu par NHMRC Programme de subventions # 568969 (PSS) et de la Faculté de médecine, Université de New South Wales, Stem Cell Initiative (KSS).

Toutes les procédures ci-dessous sont effectuées en utilisant des techniques aseptiques à l&#39;intérieur d&#39;un cabinet de classe II prévention des risques biotechnologiques. Réactifs et équipements utilisés sont répertoriés dans les tableaux ci-dessous. 1. Préparation d&#39;alginate 1,1% (p / v) <ol><li> Ajouter 0,275 g de l&#39;alginate de sodium purifié (haute teneur en acide glucuronique ≥ 60%, la viscosité&gt; 200 mPa.s, et l&#39;endotoxine ≤ 100 UE / g) dans un tu...

<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>

Plusieurs études utilisant des cellules souches embryonnaires de souris et de CSEh ont démontré les avantages de système de culture 3D dans les biomatériaux et ingénierie tissulaire 2,3. Nous avons utilisé des microcapsules d&#39;alginate de calcium en tant que plate-forme appropriée pour étudier la propagation 3D et la différenciation des CSEh en comparaison à l&#39;alginate de baryum depuis CSEh ont montré significativement plus élevé lorsque la viabilité encapsulé dans de l&#39;alginate de ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom du réactif </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Remarques </td></tr><tr><td> Alginate (Pronova UP MVG) </td><td> NovoMatrix </td><td> 4200101 </td><td> haute teneur en acide glucuronique ≥ 60%, une viscosité&gt; 200 mPa.s, et l&#39;endotoxine &lt;100 UE / g </td></tr><tr><td> Gélatine </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G1890-100G </td><td></td></tr><tr><td> NaCl à 0,9% </td><td> Baxter Healthcare </td><td> AHF7123 </td><td></td></tr><tr><td> Type de J1 bourrelet générateur </td><td> Nisco Engineering Inc </td><td> SPA-0447 </td><td></td></tr><tr><td> Pompe à seringue multi-Phaser </td><td> New Era Pump Systems Inc </td><td> Modèle NE-1000 </td><td></td></tr><tr><td> Ezi-Flow Débitmètre médicale </td><td> Systèmes Gascon</td><td> G0149 </td><td></td></tr><tr><td> Y-27632 </td><td> Merck </td><td> 688000 </td><td></td></tr><tr><td> L&#39;albumine sérique humaine </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;cathéter IV </td><td> Terumo </td><td> SR-OX1451C </td><td></td></tr><tr><td> Knockout-DMEM </td><td> Invitrogen </td><td> 10829-018 </td><td> Pour SR moyenne (de base) </td></tr><tr><td> Glutamax-je </td><td> Invitrogen </td><td> 35050-061 </td><td> Pour SR moyennes (2 mM) </td></tr><tr><td> Remplacement Knockout Sérum </td><td> Invitrogen </td><td> 10828-028 </td><td> Pour SR moyenne (20%) </td></tr><tr><td> La pénicilline-streptomycine </td><td> Invitrogen </td><td> 15070063 </td><td> Pour SR moyenne (2,5 U / ml) </td&gt; </tr><tr><td> Insulin-transferrine-Sélénium (SON) </td><td> Invitrogen </td><td> 41400045 </td><td> Pour SR moyenne (1x) </td></tr><tr><td> β-mercaptoéthanol </td><td> Invitrogen </td><td> 21985-023 </td><td> Pour SR moyenne (0,1 mM) </td></tr><tr><td> MEM NEAA Solution </td><td> Invitrogen </td><td> 11140-050 </td><td> Pour SR moyenne (5 mM) </td></tr><tr><td> Glasgow Milieu Essentiel Minimum </td><td> Invitrogen </td><td> 11710035 </td><td> Pour le milieu DA différenciation neurale (basale) </td></tr><tr><td> Remplacement Knockout Sérum </td><td> Invitrogen </td><td> 10828-028 </td><td> Pour le milieu DA différenciation neurale (10%) </td></tr><tr><td> Pyruvate de sodium </td><td> Invitrogen </td><td> 11360070 </td><td> Pour le milieu DA différenciation neurale (1 mM) </td></tr><tr><td> MEM NEAA Solution </td><td> Invitrogen </td><td> 11140-050 </td><td> Pour DA nmilieu de différenciation EURAL (0,1 mM) </td></tr><tr><td> β-mercaptoéthanol </td><td> Invitrogen </td><td> 21985-023 </td><td> Pour le milieu DA différenciation neurale (0,1 mM) </td></tr><tr><td> Sonic hedgehog (SHH) </td><td> R &amp; D Systems </td><td> 1314-SH-025/CF </td><td> Pour DA différenciation neurale (100 ng / ml) </td></tr><tr><td> Fibroblast growth factor 8a (FGF8a) </td><td> R &amp; D Systems </td><td> 4745-F8-050 </td><td> Pour DA différenciation neurale (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

Cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) sont en train de devenir une source alternative intéressante pour la thérapie de remplacement cellulaire, car elles peuvent être multipliées en culture indéfiniment et différencié à tous les types de cellules dans le corps. Différents types de biomatériaux ont également été utilisés dans les cultures de cellules souches pour fournir un microenvironnement imitant la niche de cellules souches 1-3. Le dernier point est important pour la promotion de la cellule à cellule d&#39;interaction, la prolifération cellulaire et la différenciation en lignées spécifiques ainsi que l&#39;organisation des tissus en fournissant un en trois dimensions (3D) environnement 4 tel que l&#39;encapsulation. Le principe d&#39;encapsulation cellulaire implique le piégeage de cellules vivantes dans les limites de membranes semi-perméables dans des cultures 3D 2. Ces membranes de permettre l&#39;échange des nutriments, l&#39;oxygène et des stimuli à travers les membranes, tandis que les anticorps et les cellules immunitaires de l&#39;hôte qui sont plus grandes que la taille des pores capsule sont exclus 5. Ici, nous avons préenvoyé une approche à la culture et de différencier les CSEh neurones dopaminergiques dans un microenvironnement 3D utilisant des microcapsules d&#39;alginate. Nous avons modifié les conditions de culture de 2 à accroître la viabilité des CSEh encapsulé. Nous avons précédemment montré que l&#39;ajout de p160-Rho-associé superhélice kinase (ROCK) inhibiteur, Y-27632 et du foetus humain fibroblastes milieu conditionné de remplacement du sérum (HFF-CM) à la plate-forme 3D a considérablement amélioré la viabilité des CSEh encapsulé dans lequel les cellules expriment définitives gènes marqueurs endodermiques 1. Nous avons maintenant utilisé cette plate-forme 3D pour la propagation de la différenciation des CSEh et efficace pour les neurones dopaminergiques. Analyses d&#39;expression des protéines et des gènes après la phase finale de la DA de la différenciation neuronale a montré une expression accrue de la tyrosine hydroxylase (TH), un marqueur de neurones DA, plus de 100 plis au bout de 2 semaines. Nous avons supposé que notre plate-forme 3D utilisant des microcapsules d&#39;alginate peut être utile d&#39;étudier la prolifération et la différenciation dirigéedes CSEh à des lignées différentes. Ce système 3D permet également la séparation des cellules nourricières de CSEh au cours du processus de différenciation et possède également un potentiel pour le système immunitaire d&#39;isolement lors de la transplantation à l&#39;avenir.

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

Nous avons optimisé une technique de microencapsulation comme une plate-forme efficace pour la propagation 3D et la différenciation des cellules souches embryonnaires à l&#39;endoderme et dopaminergiques (DA) des neurones. Il fournit aussi une occasion pour le système immunitaire des cellules d&#39;isolement de l&#39;hôte lors de la transplantation. Cette plate-forme peut être adaptée à d&#39;autres types cellulaires.

Microcapsules d&#39;alginate comme une plate-forme 3D pour la Propagation et différenciation des cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) à différentes lignées

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

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

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