Name: preparation of 3d fibrin scaffolds for stem cell culture applications
Uploaded: 2012-03-02T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of 3D Fibrin Scaffolds for Stem Cell Culture Applications at JoVE.com

Författarna vill tacka för NSERC Discovery bidrag 402462 &quot;vävnadsteknisk ställningar för att styra inducerade pluripotenta beteende stamceller&quot;.

Anteckningar innan du börjar protokollet: Fibrinogen är en blod härstammar protein och därför lämpligt säkerhetsutbildning måste slutföras innan hantering. Detta protokoll kräver 2 dagar att slutföra så tiden önskade stamcellerna kulturerna lämpligt att säkerställa att de är redo för sådd. I termer av att beräkna hur mycket fibrinogen till väga, tre 35 mm petriskålar av tris-buffrad saltlösning (TBS, pH 7,4) innehållande 110-130 mg av fibrinogen upplöst i 3 ml av TBS kommer att ...

<ol>
	<li>Keung, A. J., Healy, K. E., Kumar, S., Schaffer, D. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biophysics+and+dynamics+of+natural+and+engineered+stem+cell+microenvironments.">Biophysics and dynamics of natural and engineered stem cell microenvironments.</a> Wiley Interdiscip. Rev. Syst. Biol. Med. 2, 49-64 (2010).</li><li>Willerth, S. M., Sakiyama-Elbert, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+stem+cells+and+biomaterial+scaffolds+for+constructing+tissues+and+cell+delivery.">Combining stem cells and biomaterial scaffolds for constructing tissues and cell delivery.</a> StemBook. , (2008).</li><li>Lee, J., Cuddihy, M. J., Kotov, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+cell+culture+matrices:+state+of+the+art.">Three-dimensional cell culture matrices: state of the art.</a> Tissue Eng. Part B Rev. 14, 61-86 (2008).</li><li>Ahmed, T. A., Dare, E. V., Hincke, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibrin:+a+versatile+scaffold+for+tissue+engineering+applications.">Fibrin: a versatile scaffold for tissue engineering applications.</a> Tissue Eng. Part B Rev. 14, 199-215 (2008).</li><li>Breen, A., O'Brien, T., Pandit, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibrin+as+a+delivery+system+for+therapeutic+drugs+and+biomolecules.">Fibrin as a delivery system for therapeutic drugs and biomolecules.</a> Tissue Eng. Part B Rev. 15, 201-214 (2009).</li><li>Willerth, S. M., Faxel, T. E., Gottlieb, D. I., Sakiyama-Elbert, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+soluble+growth+factors+on+embryonic+stem+cell+differentiation+inside+of+fibrin+scaffolds.">The effects of soluble growth factors on embryonic stem cell differentiation inside of fibrin scaffolds.</a> Stem Cells. 25, 2235-2244 (2007).</li><li>Willerth, S. M., Arendas, K. J., Gottlieb, D. I., Sakiyama-Elbert, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+fibrin+scaffolds+for+differentiation+of+murine+embryonic+stem+cells+into+neural+lineage+cells.">Optimization of fibrin scaffolds for differentiation of murine embryonic stem cells into neural lineage cells.</a> Biomaterials. 27, 5990-6003 (2006).</li><li>Gorodetsky, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibrin+Microbeads+Loaded+with+Mesenchymal+Cells+Support+Their+Long-Term+Survival+While+Sealed+at+Room+Temperature.">Fibrin Microbeads Loaded with Mesenchymal Cells Support Their Long-Term Survival While Sealed at Room Temperature.</a> Tissue Eng. Part C Methods. , (2011).</li><li>Barsotti, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibrin+acts+as+biomimetic+niche+inducing+both+differentiation+and+stem+cell+marker+expression+of+early+human+endothelial+progenitor+cells.">Fibrin acts as biomimetic niche inducing both differentiation and stem cell marker expression of early human endothelial progenitor cells.</a> Cell Prolif. 44, 33-48 (2011).</li><li>Park, J. S., Yang, H. N., Woo, D. G., Jeon, S. Y., Park, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondrogenesis+of+human+mesenchymal+stem+cells+in+fibrin+constructs+evaluated+in+vitro+and+in+nude+mouse+and+rabbit+defects+models.">Chondrogenesis of human mesenchymal stem cells in fibrin constructs evaluated in vitro and in nude mouse and rabbit defects models.</a> Biomaterials. 32, 1495-1507 (2011).</li><li>Mooney, R., Tawil, B., Mahoney, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+fibrinogen+and+thrombin+concentrations+promote+neuronal+rather+than+glial+growth+when+primary+neural+cells+are+seeded+within+plasma-derived+fibrin+gels.">Specific fibrinogen and thrombin concentrations promote neuronal rather than glial growth when primary neural cells are seeded within plasma-derived fibrin gels.</a> Tissue Eng. Part A. 16, 1607-1619 (2010).</li><li>Liu, H., Collins, S. F., Suggs, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+culture+for+expansion+and+differentiation+of+mouse+embryonic+stem+cells.">Three-dimensional culture for expansion and differentiation of mouse embryonic stem cells.</a> Biomaterials. 27, 6004-6014 (2006).</li><li>Dellenback, R. J., Chien, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+extinction+coefficient+of+fibrinogen+from+man,+dog,+elephant,+sheep,+and+goat+at+280+mmu.">The extinction coefficient of fibrinogen from man, dog, elephant, sheep, and goat at 280 mmu.</a> Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 134, 353-355 (1970).</li><li>Bain, G., Kitchens, D., Yao, M., Huettner, J. E., Gottlieb, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embryonic+stem+cells+express+neuronal+properties+in+vitro.">Embryonic stem cells express neuronal properties in vitro.</a> Dev. Biol. 168, 342-357 (1995).</li><li>Li, X. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+differentiation+of+ventral+spinal+progenitors+and+motor+neurons+from+human+embryonic+stem+cells+by+small+molecules.">Directed differentiation of ventral spinal progenitors and motor neurons from human embryonic stem cells by small molecules.</a> Stem Cells. 26, 886-893 (2008).</li><li>Lorentz, K. M., Kontos, S., Frey, P., Hubbell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineered+aprotinin+for+improved+stability+of+fibrin+biomaterials.">Engineered aprotinin for improved stability of fibrin biomaterials.</a> Biomaterials. 32, 430-438 (2011).</li><li>Willerth, S. M., Rader, A., Sakiyama-Elbert, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+controlled+growth+factor+delivery+on+embryonic+stem+cell+differentiation+inside+fibrin+scaffolds.">The effect of controlled growth factor delivery on embryonic stem cell differentiation inside fibrin scaffolds.</a> Stem Cell Res. 1, 205-218 (2008).</li><li>Chen, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+improvement+of+focal+cerebral+ischemia+injury+by+subdural+transplantation+of+induced+pluripotent+stem+cells+with+fibrin+glue.">Functional improvement of focal cerebral ischemia injury by subdural transplantation of induced pluripotent stem cells with fibrin glue.</a> Stem Cells Dev. 19, 1757-1767 (2010).</li></ol>

Detta protokoll beskrivs ovan tillhandahåller ett förfarande för att generera 3D fibrin ställningar för pluripotenta stamceller kultur, särskilt för mus embryonala och inducerade pluripotenta stamceller. Denna 3D biomaterialet baserade odlingssystem mer exakt efterliknar nisch stamcell återfinnes in vivo och som ett resultat av detta kan den användas för att screena biologiska signaler för att bestämma deras effekter på stamceller differentiering 6. Våra observationer har visat att dess...

Utrustning som behövs: Analysvåg pH-mätare Vävnadsodlingsinkubator (37 ° C, 5% CO2) Omrörningsplatta Spektrofotometer Steril vävnadsodling huv Tris-buffrad saltlösning (pH 7,4) (Behöver 4 L plus tillräckligt för att lösa upp fibrinogen) 50 mM kalciumkloridlösning Sterila koniska rör (15 eller 50 ml) 35 mm Petri-skålar Dialysrör (7000 MW cutoff) Dialys klipp 5,0 fim sprutfilter Individuellt förpackade sterilt 0,22 fim sprutfilter Spruta 24 brunnars vävnadskulturplattor <table border="1"><tbody><tr><td> Namnet på reagens </td><td> Företaget </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> Fibrinogen (humant) </td><td> Calbiochem </td><td> 341.578 </td><td></td></tr><tr><td> Trombin (humant) </td><td> Sigma </td><td> T7009 </td><td></td></tr></tbody></table>

preparation of 3d fibrin scaffolds for stem cell culture applications

Stamceller som finns i naturligt förekommande 3D ​​mikromiljöer in vivo, vilket ofta refereras till som stamceller nisch 1. Odling av stamceller inuti 3D biomaterial byggnadsställningar är ett sätt att exakt efterlikna dessa mikromiljöer, vilket ger en fördel jämfört med traditionella 2D kultur metoder med polystyren samt en metod för att vävnader tekniska ersättning 2. Medan 2D vävnadskultur polystyren har använts för de flesta av experiment cellodling kan 3D biomaterial ställningar närmare replikera mikromiljöer som finns in vivo genom att möjliggöra mer exakt fastställande av cell polaritet i miljön och som har biokemiska och mekaniska egenskaper som liknar mjuk vävnad. 3 En mängd olika naturligt framställda och syntetiska biomaterial byggnadsställningar har undersökts som 3D-miljöer för att stödja tillväxt stamceller. Även syntetiska ställningar kan syntetiseras ha en större rorange av mekaniska och kemiska egenskaper och har ofta större reproducerbarhet, är naturliga biomaterial ofta sammansatta av proteiner och polysackarider som finns i den extracellulära matrisen och som ett resultat innehåller bindningsställen för celladhesion och lätthet cellkultur. Fibrin ställningar, som produceras genom polymerisation av proteinet fibrinogen erhålles från plasma, har undersökts i stor utsträckning för en mängd olika tillämpningar vävnadsutvecklingssteg både in vitro och in vivo 4. Sådana ställningar kan ändras med hjälp av olika metoder för att integrera system med kontrollerad frisättning för att leverera terapeutiska faktorer 5. Tidigare arbete har visat att sådana ställningar kan användas för att framgångsrikt kultur embryonala stamceller, och denna stödstruktur-baserade odlingssystem kan användas för att screena effekterna av olika tillväxtfaktorer på differentiering av stamcellerna ympade inuti 6,7. Detta protokoll detaljer processen för polymerizing fibrin stödstrukturer från fibrinogen lösningar med den enzymatiska aktiviteten av trombin. Processen tar 2 dagar att slutföra, inklusive en övernattning dialys steg för fibrinogen lösningen att ta bort citrater som hämmar polymerisation. Dessa detaljerade metoder förlitar sig på fibrinogenkoncentrationer bestämts vara optimal för embryonal och inducerade pluripotenta stamceller kultur. Andra grupper har ytterligare undersökt fibrin ställningar för ett brett spektrum av celltyper och applikationer - visar mångsidigheten av denna strategi 8-12.

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of 3D Fibrin Scaffolds for Stem Cell Culture Applications at JoVE.com

Preparation of 3D Fibrin Scaffolds for Stem Cell Culture Applications

Detta arbete detaljer förberedelse av 3D fibrin ställningar för odling och differentiering plutipotent stamceller. Sådana ställningar kan användas för att screena effekterna av olika biologiska föreningar på stamceller beteende samt modifierats för att innehålla läkemedelsavgivningssystem.

Beredning av 3D Fibrin ställningar för Kultur Stem Cell Applications

Stem cells are found in naturally occurring 3D microenvironments in vivo, which are often referred to as the stem cell niche 1. Culturing stem cells ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

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

Alginat mikrokapselkomposition som en 3D-plattform för förökning och differentiering av mänskliga embryonala stamceller (hESC) till olika linjer

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

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Självrapporterings Ställningar för 3-dimensionell cellodling

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Sample Preparation Strategies for Mass Spectrometry Imaging of 3D Cell Culture Models

Provberedning Strategier för masspektrometri avbildning av 3D cellodlingsmodeller

Three dimensional cell cultures are attractive models for biological research. They combine the flexibility and cost-effectiveness of cell culture with ...

3D Hydrogel Scaffolds for Articular Chondrocyte Culture and Cartilage Generation

3D Hydrogel Byggnadsställningar för Articular kondrocyt kultur och brosk Generation

Human articular cartilage is highly susceptible to damage and has limited self-repair and regeneration potential. Cell-based strategies to engineer ...

Epithelial Cell Repopulation and Preparation of Rodent Extracellular Matrix Scaffolds for Renal Tissue Development

Epitelceller Återplantering och framställning av gnagare Extracellular Matrix Byggnadsställningar för njurvävnad utveckling

This protocol details the generation of acellular, yet biofunctional, renal extracellular matrix (ECM) scaffolds that are useful as small-scale model ...

Micropatterning and Assembly of 3D Microvessels

Micropatterning och montering av 3D mikrokärl

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

Light-mediated Formation and Patterning of Hydrogels for Cell Culture Applications

Ljus medierad Bildning och mönstring av Hydrogeler för cellodling Applications

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In ...

Synthesis of Biocompatible Liquid Crystal Elastomer Foams as Cell Scaffolds for 3D Spatial Cell Cultures

Syntes av biokompatibla Liquid Crystal Elastomer Skum som Cell Ställningar för 3D Spatial cellkulturer

Here, we present a step-by-step preparation of a 3D, biodegradable, foam-like cell scaffold. These scaffolds were prepared by cross-linking star block ...

Construction of a Multilayered Mesenchymal Stem Cell Sheet with a 3D Dynamic Culture System

Byggandet av ett Multilayered mesenkymala stamceller blad med ett 3D dynamisk kultur System

Stem cell therapy shows a promising future in regenerating injured organ and tissues, and the cell sheet technique has been developed to improve the low ...

A Culture Method to Maintain Quiescent Human Hematopoietic Stem Cells

En kulturmetod för att upprätthålla quiescenta mänskliga hematopoetiska stamceller

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