Name: endothelial cell co-culture mediates maturation of human embryonic stem cell to pancreatic insulin producing cells in a directed differentiation approach
Uploaded: 2012-03-27T13:00:00
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Dieses Projekt wurde von NIH New Innovator Award DP2 116520 und ORAU Ralph Powe Junior Faculty Enhancement Award.

1. Zell-Wartung <ol><li> H1 hESC (WiCell) wurden an menschlichen embryonalen Stammzellen qualifizierte Matrigel beschichteten Wells mit mTeSR1 Medien gepflegt, mit Medien täglich ändern. F12: Die Vertiefungen wurden mit verdünnter Matrigel Lösung, durch Zugabe von 300 ul hESC Matrigel in 25 ml DMEM beschichtet. 1 ml dieser Lösung wurde Matrigel in jede Vertiefung einer Platte mit sechs Vertiefungen gegeben, oder 400 ul in jede Vertiefung einer 12-Well-Platte und man ließ die Beschichtung 1 Stunde bei Raumtempera...

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	<li>De Vos, J., Assou, S., Tondeur, S., Dijon, M., Hamamah, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Les+cellules+souches+embryonnaires+humaines+:+de+la+transgression+de+l'embryon+humain+&#225;+la+m&#233;decine+r&#233;g&#233;n&#233;ratrice+de+demain.">Les cellules souches embryonnaires humaines : de la transgression de l'embryon humain &#225; la m&#233;decine r&#233;g&#233;n&#233;ratrice de demain.</a> Gyn&#233;cologie Obst&#233;trique &#38; Fertilit&#233;. 37, 620-626 (2009).</li><li>Murtaugh, L. C., Melton, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genes,+Signals,+and+Lineages+in+Pancreas+Development.">Genes, Signals, and Lineages in Pancreas Development.</a> Annual Review of Cell and Developmental Biology. 19, 71-89 (2003).</li><li>Kubo, A., Shinozaki, K., Shannon, J. M., Kouskoff, V., Kennedy, M., Woo, S., Fehling, H. J., Keller, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+definitive+endoderm+from+embryonic+stem+cells+in+culture.">Development of definitive endoderm from embryonic stem cells in culture.</a> Development. 131, 1651-1662 (2004).</li><li>D'Amour, K. A., Bang, A. G., Eliazer, S., Kelly, O. G., Agulnick, A. D., Smart, N. G., Moorman, M. A., Kroon, E., Carpenter, M. K., Baetge, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+pancreatic+hormone-expressing+endocrine+cells+from+human+embryonic+stem+cells.">Production of pancreatic hormone-expressing endocrine cells from human embryonic stem cells.</a> Nat. 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D., Sato, S., Chen, Y., Muirhead, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+and+Transplantation+of+Human+Embryonic+Stem+Cell-Derived+Hepatocytes.">Differentiation and Transplantation of Human Embryonic Stem Cell-Derived Hepatocytes.</a> Gastroenterology. 136, 990-999 (2009).</li><li>Phillips, B. W., Hentze, H., Rust, W. L., Chen, Q. -. P., Chipperfield, H., Tan, E. -. K., Abraham, S., Sadasivam, A., Soong, P. L., Wang, S. T., Lim, R., Sun, W., Colman, A., Dunn, N. R. <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+Human+Embryonic+Stem+Cells+into+the+Pancreatic+Endocrine+Lineage.">Directed Differentiation of Human Embryonic Stem Cells into the Pancreatic Endocrine Lineage.</a> Stem Cells and Development. 16, 561-578 (2007).</li><li>Kim, S. K., Melton, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pancreas+development+is+promoted+by+cyclopamine,+a+Hedgehog+signaling+inhibitor.">Pancreas development is promoted by cyclopamine, a Hedgehog signaling inhibitor.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 95, 13036-13041 (1998).</li><li>Docherty, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+and+development+of+the+islets+of+Langerhans:+implications+for+the+treatment+of+diabetes+mellitus.">Growth and development of the islets of Langerhans: implications for the treatment of diabetes mellitus.</a> Current Opinion in Pharmacology. 1, 641-649 (2001).</li><li>Nikolova, G., Jabs, N., Konstantinova, I., Domogatskaya, A., Tryggvason, K., Sorokin, L., F&#228;ssler, R., Gu, G., Gerber, H. -. P., Ferrara, N., Melton, D. 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+Vascular+Basement+Membrane:+A+Niche+for+Insulin+Gene+Expression+and+[beta]&gt;+Cell+Proliferation.">The Vascular Basement Membrane: A Niche for Insulin Gene Expression and [beta]&gt; Cell Proliferation.</a> Developmental Cell. 10, 397-405 (2006).</li><li>Yoshitomi, H., Zaret, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelial+cell+interactions+initiate+dorsal+pancreas+development+by+selectively+inducing+the+transcription+factor+Ptf1a.">Endothelial cell interactions initiate dorsal pancreas development by selectively inducing the transcription factor Ptf1a.</a> Development. 131, 807-817 (2004).</li><li>Osafune, K., Caron, L., Borowiak, M., Martinez, R. J., Fitz-Gerald, C. S., Sato, Y., Cowan, C. A., Chien, K. R., Melton, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marked+differences+in+differentiation+propensity+among+human+embryonic+stem+cell+lines.">Marked differences in differentiation propensity among human embryonic stem cell lines.</a> Nat. Biotech. 26, 313-315 (2008).</li><li>Banerjee, I., Sharma, N., Yarmush, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+co-culture+on+pancreatic+differentiation+of+embryonic+stem+cells.">Impact of co-culture on pancreatic differentiation of embryonic stem cells.</a> J. Tissue Eng. Regen. Med. 5, 313-323 (2010).</li></ol>

Während Bauchspeicheldrüsenentwicklung sind Differenzieren Pankreaszellen in unmittelbarer Nähe mit Endothelzellen aus der Aorta, ferner sind Pankreasinseln dicht vaskularisiert raschen Austausch von Blutglukose und Inselhormone zu präsentieren. Angesichts dieser Tatsachen ist es nicht verwunderlich, dass Endothelzellen eine wichtige Rolle im Prozess der Organogenese Pankreas spielen. Während die Bedeutung von Endothelzellen während der Pankreas-Entwicklung wird zunehmend geschätzt wird seine Rolle bei der in...

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenzes </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Die Konzentrationen </td></tr><tr><td> mTeSR1 (mit Zuschlag) </td><td> Stammzellentechnologien </td><td> 5850 </td><td></td></tr><tr><td> hESC qualifizierte Matrigel </td><td> BD Biosciences </td><td> 354277 </td><td></td></tr><tr><td> DMEM: F12 </td><td> Invitrogen </td><td> 11330-032 </td><td></td></tr><tr><td> MCDB-131 </td><td> Invitrogen </td><td> 10372019 </td><td></td></tr><tr><td> MCDB-131 (Complete) </td><td> VEC Technologies </td><td> MCDB-131 </td><td></td></tr><tr><td> B27 Supplement </td><td> Invitrogen </td><td> 17504044 </td><td></td></tr><tr><td> Activin A </td><td> F &amp; E </td><td> <a href="http://www.rndsystems.com/pdf/338-ac.pdf">338-AC</a> </td><td> 100ng/ml </td></tr><tr><td> Wortmannin </td><td> Invitrogen </td><td> W3144 </td><td> 1 &amp;mgr; M </td></tr><tr><td> KAAD-Cyclopamie </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> C4116 </td><td> 0,2 um </td></tr><tr><td> All-trans-Retinsäure </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> R2625 </td><td> 2 &amp;mgr; m </td></tr><tr><td> DAPT </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> D5942 </td><td> 30 um </td></tr><tr><td> Nicotinamid </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> N0636 </td><td> 10 mM </td></tr><tr><td> Natriumselenit </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S5261 </td><td> 30 nM </td></tr><tr><td> Insulin </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I1882 </td><td> 25 ug / ml </td></tr><tr><td> Transferrin </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> T8158 </td><td> 50 ug / ml </td></tr><tr><td> EGF </td><td> F &amp; E </td><td> <a href="http://www.rndsystems.com/pdf/236-eg.pdf">236-EG</a> </td><td> 10ng/ml </td></tr><tr><td> EndoGro </td><td> VEC Technologies </td><td> ENDOGRO </td><td> 10mg </td></tr><tr><td> Heparin </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> H3149 </td><td> 90μg/ml </td></tr><tr><td> Hydrocortison </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> H0888 </td><td> 1μg/ml </td></tr><tr><td> NucleoSpin RNA II </td><td> Macherey Nagel </td><td> 740955 </td><td></td></tr><tr><td> ImProm II Reverse Transkription-System </td><td> Promega </td><td> A3800 </td><td></td></tr><tr><td> Brilliant II SYBR Green qPCR Master Mix </td><td> Straragene </td><td> 600548 </td><td></td></tr><tr><td> Sox17 polyklonaler Ziege-IgG </td><td> Santa Cruz </td><td> sc-17355 </td><td> 1/500 </td></tr><tr><td> PDX1 polyklonaler Ziege-IgG </td><td> Santa Cruz </td><td> sc-14662 </td><td> 1/500 </td></tr><tr><td> C-Peptid Kaninchen polyklonale </td><td> Cell Signaling </td><td> 4593 </td><td> 1/500 </td></tr><tr><td> Alexa Fluor 488 Esel Anti-Kaninchen IgG </td><td> Invitrogen </td><td> A-21206 </td><td> 1/1000 </td></tr><tr><td> Alexa Fluor 647 Esel-anti-Ziege-IgG </td><td> Invitrogen </td><td> A-21447 </td><td> 1/1000 </td></tr></tbody></table> Tabelle 2. Reagenzien und Kits.

endothelial cell co-culture mediates maturation of human embryonic stem cell to pancreatic insulin producing cells in a directed differentiation approach

Embryonale Stammzellen (ESC) haben zwei wesentliche Eigenschaften: Sie können unbegrenzt in vitro vermehrt in einem undifferenzierten Zustand und sie sind pluripotent, somit die Möglichkeit besteht, sich in verschiedene Linien zu differenzieren. Solche Eigenschaften machen WSR äußerst attraktiv für die Zell-basierte Therapie und regenerative Behandlung Anwendungen ein. Jedoch für das volle Potenzial realisiert werden die Zellen zu reifen und funktionellen Phänotypen, die eine schwierige Aufgabe ist unterschieden werden. Ein vielversprechender Ansatz bei der Induktion der zellulären Differenzierung ist es, genau imitieren den Pfad der Organogenese in der In-vitro-Einstellung. Pankreas-Entwicklung ist bekannt, dass in bestimmten Stufen 2 auftreten, beginnend mit Entoderm, die in mehrere Organe, einschließlich Leber und Bauchspeicheldrüse entwickeln können. Endoderm Induktion durch Modulation des Knotenkörpers Weg durch Zugabe von Activin A 3 in Kombination mit mehreren Wachstumsfaktoren 4-7 erreicht werden </sup&gt;. Definitive Entodermzellen dann einer Pankreas-Einsatz durch Hemmung der Sonic-Hedgehog-Hemmung, die in vitro durch Zugabe von Cyclopamin 8 erreicht werden. Pankreas-Reifung wird durch mehrere parallele Ereignisse einschließlich der Hemmung der Notch-vermittelt; Aggregation von Pankreas-Vorläuferzellen in 3-dimensionale Cluster; Induktion der Vaskularisierung; um einige zu nennen. Mit Abstand das erfolgreichste in-vitro-Reifung der ESC abgeleiteten Pankreas-Vorläuferzellen wurden durch Hemmung der Notch-Signalweg durch DAPT Supplementierung 9 erreicht worden. Obwohl erfolgreich, führt dies zu geringen Ausbeute des reifen Phänotyp mit eingeschränkter Funktionalität. Ein weniger erforschtes Gebiet ist die Wirkung von Endothelzellen Signalgebung in der Bauchspeicheldrüse Reifung, die zunehmend als wichtiger Faktor in In-vivo-Inselzellen der Bauchspeicheldrüse Reifung 10,11 geschätzt. Die aktuelle Studie untersucht, wie Wirkung von Endothelial Zellsignalen in Reifung menschlicher ESC abgeleiteten Pankreas-Vorläuferzellen in Insulin produzierenden Inselzellen-Zellen. Wir berichten über einen mehrstufigen gerichtete Differenzierung Protokoll, bei dem die menschlichen WSR zuerst in Richtung Endoderm von Activin A zusammen mit der Hemmung der PI3K induziert. Pancreatic Spezifikation von Entoderm-Zellen wird durch Hemmung der Sonic-Hedgehog-Signalgebung durch Cyclopamin zusammen mit Retinoid-Induktion durch Zugabe von Retinsäure erzielt. Die letzte Stufe der Reifung wird durch Endothelzellen Signalisierung durch eine Co-Kultur-Konfiguration erreicht induziert. Während mehrere Endothelzellen in der Co-Kultur getestet worden, hier präsentieren wir unsere Daten mit Ratten-Herzen mikrovaskulären Endothelzellen (RHMVEC), vor allem für die Analyse erleichtern.

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Endothelial Cell Co-culture Mediates Maturation of Human Embryonic Stem Cell to Pancreatic Insulin Producing Cells in a Directed Differentiation Approach

Die aktuelle Studie beschreibt eine gerichtete Differenzierung Ansatz bei der Induktion von Pankreas-Differenzierung von humanen embryonalen Stammzellen. Von großer Bedeutung ist der Befund, dass Endothelzellen Co-Kultur vermittelt Reifung von humanen embryonalen Stammzellen abgeleiteten Pankreas-Vorläuferzellen in Insulin exprimierenden Zellen.

Endothelial Cell Co-Kultur Vermittelt Reifung von humanen embryonalen Stammzellen zu Pankreas-Insulin-produzierenden Zellen in einer gerichteten Differenzierung Ansatz

Embryonic stem cells (ESC) have two main characteristics: they can be indefinitely propagated in vitro in an undifferentiated state and they are ...

Research

JoVE Journal

Biology

Derivation of Hematopoietic Stem Cells from Murine Embryonic Stem Cells

Ableitung von hämatopoetischen Stammzellen aus embryonalen Stammzellen der Maus

A stem cell is defined as a cell with the capacity to both self-renew and generate multiple differentiated progeny.  Embryonic stem cells (ESC) are ...

Forschung

Biologie

Derivation of Human Embryonic Stem Cells by Immunosurgery

Gewinnung menschlicher embryonaler Stammzellen durch Immunosurgery

The ability of human embryonic stem cells to self-renew and differentiate into all cell types of 
the body suggests that they hold great promise for both ...

Embryonic Stem Cell-Derived Endothelial Cells for Treatment of Hindlimb Ischemia

Embryonale Stammzellen gewonnenen Endothelzellen zur Behandlung von Ischämie Hinterlauf

Peripheral arterial disease (PAD) results from narrowing of the peripheral arteries that supply oxygenated blood and nutrients to the legs and feet, This ...

Isolation and Large Scale Expansion of Adult Human Endothelial Colony Forming Progenitor Cells

Isolation und großräumige Ausdehnung der erwachsenen Menschen Endothelial Colony Forming Progenitorzellen

This paper introduces a novel recovery strategy for endothelial colony forming progenitor cells (ECFCs) from heparinized but otherwise unmanipulated adult ...

Isolation and Animal Serum Free Expansion of Human Umbilical Cord Derived Mesenchymal Stromal Cells (MSCs) and Endothelial Colony Forming Progenitor Cells (ECFCs)

Isolation and Animal Serum Free Expansion of Human Umbilical Cord Derived Mesenchymal Stromal Cells MSCs and Endothelial Colony Forming Progenitor Cells ECFCs

Isolation und tierisches Serum Freie Expansion der menschlichen Nabelschnur Derived mesenchymale Stromazellen (MSCs) und Endothelial Colony Forming Progenitorzellen (ECFCs)

The umbilical cord is a rich source for progenitor cells with high proliferative potential including mesenchymal stromal cells (also termed mesenchymal ...

Video Bioinformatics Analysis of Human Embryonic Stem Cell Colony Growth

Video bioinformatischen Analyse von humanen embryonalen Stammzellen Colony Growth

Because video data are complex and are comprised of many images, mining information from video material is difficult to do without the aid of computer ...

Differentiation of Embryonic Stem Cells into Oligodendrocyte Precursors

Differenzierung von embryonalen Stammzellen in Oligodendrozyten Precursors

Oligodendrocytes are the myelinating cells of the central nervous system. For regenerative cell therapy in demyelinating diseases, there is significant ...

Fate Mapping of Human Embryonic Stem Cells by Teratoma Formation

Fate Mapping von humanen embryonalen Stammzellen durch Teratom Formation

Human embryonic stem cells (hESCs) have an unlimited capacity for self-renewal, and the ability to differentiate into cells derived from all three ...

Efficient Derivation of Human Cardiac Precursors and Cardiomyocytes from Pluripotent Human Embryonic Stem Cells with Small Molecule Induction

Effiziente Ableitung von Human Cardiac Vorstufen und Kardiomyozyten aus pluripotenten humanen embryonalen Stammzellen mit Small Molecule Induction

To date, the lack of a suitable human cardiac cell source has been the major setback in regenerating the human myocardium, either by cell-based ...

Reprogramming Human Somatic Cells into Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) Using Retroviral Vector with GFP

Reprogramming Human Somatic Cells into Induced Pluripotent Stem Cells iPSCs Using Retroviral Vector with GFP

Reprogrammierung menschlichen Körperzellen in induzierte pluripotente Stammzellen (IPSCs) mit retroviralen Vektoren mit GFP

Human embryonic stem cells (hESCs) are pluripotent and an invaluable cellular sources for in vitro disease modeling and regenerative medicine1. It has ...