Name: engineering skeletal muscle tissues from murine myoblast progenitor cells and application of electrical stimulation
Uploaded: 2013-03-19T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation at JoVE.com

De auteurs willen Yabin Wu bedanken voor het kweken van de weefsels die in figuur 2, werd de foto genomen door Bart van Overbeeke. Het werk werd financieel ondersteund door SenterNovem, subsidie ​​ISO 42022.

1. Cultuur van Murine myoblast Progenitor Cellen of C2C12 Cellen <ol><li> Isoleer cellen volgens het protocol oorspronkelijk gepubliceerd Shefer en collega&#39;s 10 en later aangepast door Collins et al.. 11 en Boonen et al.. 12 en bewaar deze in vloeibare stikstof. Dit vereist muizen, bijv. C57Bl / 6. Alternatieve methoden worden in andere laboratoria, bijvoorbeeld een methode, gepubliceerd in Journal of Gevisualiseerde Experimenten door Li Y et...

<ol>
	<li>Langelaan, M. L. P., Boonen, K. J. M., Polak, R. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meet+the+new+meat:+tissue+engineered+skeletal+muscle.">Meet the new meat: tissue engineered skeletal muscle.</a> Trends Food Sci. Tech. 21 (2), 59-66 (2010).</li><li>Shansky, J., Chromiak, J., Tatto, M., Vandenburgh, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simplified+method+for+tissue+engineering+skeletal+muscle+organoids+in+vitro.">A simplified method for tissue engineering skeletal muscle organoids in vitro.</a> In Vitro Cell Dev. Biol. Animal. 33 (9), 659-661 (1997).</li><li>Vandenburgh, H., Del Tatto, M., Shansky, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-engineered+skeletal+muscle+organoids+for+reversible+gene+therapy.">Tissue-engineered skeletal muscle organoids for reversible gene therapy.</a> Hum. Gene Ther. 7 (17), 2195-2200 (1996).</li><li>Yaffe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retention+of+differentiation+potentialities+during+prolonged+cultivation+of+myogenic+cells.">Retention of differentiation potentialities during prolonged cultivation of myogenic cells.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 61 (2), 477-483 (1968).</li><li>Rando, T. A., Blau, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Primary+mouse+myoblast+purification,+characterization,+and+transplantation+for+cell-mediated+gene+therapy.">Primary mouse myoblast purification, characterization, and transplantation for cell-mediated gene therapy.</a> J. Cell Biol. 125 (6), 1275-1287 (1994).</li><li>Koning, M., Werker, P. M. N., vander Schaft, D. W. J., Bank, R. A., Harmsen, 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=MicroRNA-1+and+MicroRNA-206+Improve+Differentiation+Potential+of+Human+Satellite+Cells:+A+Novel+Approach+for+Tissue+Engineering+of+Skeletal+Muscle.">MicroRNA-1 and MicroRNA-206 Improve Differentiation Potential of Human Satellite Cells: A Novel Approach for Tissue Engineering of Skeletal Muscle.</a> Tissue Eng. Part A. , (2011).</li><li>Darabi, R., Pan, W., Bosnakovski, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+myogenic+engraftment+from+mouse+iPS+cells.">Functional myogenic engraftment from mouse iPS cells.</a> Stem Cell Rev. 7 (4), 948-957 (2011).</li><li>Langelaan, M. L. P., Boonen, K. J. M., Rosaria-Chak, K. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+maturation+by+electrical+stimulation:+Differences+in+response+between+C2C12+and+primary+muscle+progenitor+cells.">Advanced maturation by electrical stimulation: Differences in response between C2C12 and primary muscle progenitor cells.</a> J. Tissue Eng. Regen. Med. 5 (7), 529-539 (2011).</li><li>van der Schaft, D., van Spreeuwel, A. C., van Assen, H. C., Baaijens, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanoregulation+of+vascularization+in+aligned+tissue+engineered+muscle;+a+role+for+VEGF.">Mechanoregulation of vascularization in aligned tissue engineered muscle; a role for VEGF.</a> Tissue Eng. Part A. , (2011).</li><li>Shefer, G., Wleklinski-Lee, M., Yablonka-Reuveni, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle+satellite+cells+can+spontaneously+enter+an+alternative+mesenchymal+pathway.">Skeletal muscle satellite cells can spontaneously enter an alternative mesenchymal pathway.</a> J. Cell. Sci. 117 (Pt. 22), 5393-5404 (2004).</li><li>Collins, C. A., Olsen, I., Zammit, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell+function,+self-renewal,+and+behavioral+heterogeneity+of+cells+from+the+adult+muscle+satellite+cell+niche.">Stem cell function, self-renewal, and behavioral heterogeneity of cells from the adult muscle satellite cell niche.</a> Cell. 122 (2), 289-301 (2005).</li><li>Boonen, K. J. M., Rosaria-Chak, K. Y., Baaijens, F. P. T., van der Schaft, D. W. J., Post, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Essential+environmental+cues+from+the+satellite+cell+niche:+optimizing+proliferation+and+differentiation.">Essential environmental cues from the satellite cell niche: optimizing proliferation and differentiation.</a> Am. J. Physiol. Cell Physiol. 296 (6), C1338-C1345 (2009).</li><li>Li, Y., Pan, H., Huard, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolating+Stem+Cells+from+Soft+Musculoskeletal+Tissues.">Isolating Stem Cells from Soft Musculoskeletal Tissues.</a> J. Vis. Exp. (41), e2011 (2010).</li><li>Boonen, K. J. M., Langelaan, M. L. P., Polak, R. B., et al. <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+a+combined+mechanical+stimulation+protocol:+Value+for+skeletal+muscle+tissue+engineering.">Effects of a combined mechanical stimulation protocol: Value for skeletal muscle tissue engineering.</a> J. Biomech. 43 (8), 1514-1521 (2010).</li><li>Gawlitta, D., Boonen, K. J. M., Oomens, C. W. J., Baaijens, F. P. T., Bouten, C. V. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+serum-free+culture+conditions+on+skeletal+muscle+differentiation+in+a+tissue-engineered+model.">The influence of serum-free culture conditions on skeletal muscle differentiation in a tissue-engineered model.</a> Tissue Eng. Part A. 14 (1), 161-171 (2008).</li><li>Koning, M., van Luijn, M., van der Schaft, D. W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+skeletal+muscle+formation+and+engraftment+In+vivo+is+independent+of+preconditioning+In+vitro+with+HUVEC.">Human skeletal muscle formation and engraftment In vivo is independent of preconditioning In vitro with HUVEC.</a> , (2013).</li><li>Levenberg, S., Rouwkema, J., Macdonald, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+vascularized+skeletal+muscle+tissue.">Engineering vascularized skeletal muscle tissue.</a> Nat. Biotechnol. 23 (7), 879-884 (2005).</li><li>Koffler, J., Kaufman-Francis, K., Yulia, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+vascular+organization+enhances+functional+integration+of+engineered+skeletal+muscle+grafts.">Improved vascular organization enhances functional integration of engineered skeletal muscle grafts.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108 (36), 14789-14794 (2011).</li></ol>

De engineering van spierweefsel heeft een groot potentieel voor het gebruik als een ziekte model, voor drug discovery, in de regeneratieve geneeskunde en voor de vleesproductie. Echter, de eisen voor deze toepassingen variëren. We kozen voor werken met een combinatie van collageen en Matrigel, omdat collageen maakt celuitlijning en omdat de myoblast progenitor cellen vereisen de aanwezigheid van basale membraan eiwitten afkomstig zoals bepaald in eerdere studies 2D 12. Bovendien zijn fibrinegelen getest in o...

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van het reagens </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td><td> Opmerkingen (optioneel) </td></tr><tr><td> Matrigel-groeifactor verminderd </td><td> Beckton en Dickinson </td><td></td><td></td></tr><tr><td> DMEM (hoog glucose) * </td><td> Gibco </td><td> 42430 </td><td></td></tr><tr><td> Geavanceerde DMEM </td><td> Gibco </td><td> 12491 </td><td></td></tr><tr><td> Paardenserum </td><td> Gibco </td><td> 65050-122 </td><td></td></tr><tr><td> Foetaal runderserum </td><td> Greiner </td><td> 758075 </td><td></td></tr><tr><td> 0,45 en 0,22 urn spuitfilter * </td><td> Whatmann (Schleicher en Scheull) </td><td> 10462100 </td><td></td></tr><tr><td> L-glutamine </td><td> Gibco </td><td> 25030024 </td><td></td></tr><tr&gt; <td> Penicilline / streptomycine </td><td> Gibco </td><td> 10378016 </td><td></td></tr><tr><td> Amfotericine </td><td> Gibco </td><td> 15290-018 </td><td></td></tr><tr><td> Cultuur kunststof </td><td> Greiner </td><td></td><td> Inclusief cultuur kolven en pipetten </td></tr><tr><td> Kippenembryo-extract </td><td> United States Biological </td><td> C3999 </td><td></td></tr><tr><td> Pasteur pipet * </td><td> Hilgenberg </td><td></td><td> Pasteurpipetten, met een vernauwing, met katoen, open tip L: 230 mm met tip diameter van 0,9 - 1,1 mm </td></tr><tr><td> Pasteur pipet * </td><td> Hilgenberg </td><td></td><td> Pasteurpipetten, met een vernauwing, met katoen, open tip L: 230 mm met tip diameter van 1,4 - 1,6 mm </td></tr><tr><td> Pasteur pipet </td><td> VWR </td><td> 612-1702 </td><td></td></tr><tr><td> Collagenase type I* </td><td> Sigma </td><td> C0130-16 </td><td></td></tr><tr><td> 40 um cel zeef * </td><td> BD Falcon </td><td> 352340 </td><td></td></tr><tr><td> 19G naald </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Elastomeer </td><td> Dow Corning Corporation </td><td> 3097358-1004 </td><td> Silastic MDX 4-4.210 # </td></tr><tr><td> Verharder </td><td> Dow Corning Corporation </td><td></td><td> Silastic MDX 4-4.210 # </td></tr><tr><td> Klittenband </td><td> Reguliere winkel </td><td></td><td> U kunt deze kopen bij een reguliere winkel, alleen de zachte kant </td></tr><tr><td> Collageen type I, rattenstaart </td><td> BD Biosciences </td><td> 3544236 </td><td></td></tr><tr><td> C-Pace EP Cultuur Pacer </td><td> Ionoptix </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 6-well kweekplaten voor elektrische stimulatie </td><td> Beckton Dickinson-Falcon </td><td> BD Falcon # 353846 </td><td></td></tr><tr><td> C-Dish cultuur schotel elektroden </td><td> Ionoptix </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> * Nodig voor de isolatie van cellen (punt 1.1) # Samen in een kit </td></tr></tbody></table>

engineering skeletal muscle tissues from murine myoblast progenitor cells and application of electrical stimulation

Ontworpen spierweefsel kan worden gebruikt voor verschillende doeleinden, waaronder de productie van weefsel voor gebruik als een ziektemodel in vitro, bijv. decubitus bestuderen voor regeneratieve geneeskunde en als vlees alternatief 1. De eerste melding 3D spier constructen zijn vele jaren geleden gemaakt en pioniers op het gebied zijn Vandenburgh en collega&#39;s 2,3. Vooruitgang in spierweefsel engineering zijn niet alleen het gevolg van de enorme winst in kennis van de biochemische factoren, stamcellen en progenitorcellen, maar zijn met name gebaseerd op inzichten die door de onderzoekers dat de fysieke factoren een essentiële rol in de controle van cel gedrag spelen en weefsel ontwikkeling. State-of-the-art ontworpen spier bouwt bestaan ​​momenteel uit cel-bevolkte hydrogel constructen. In ons lab deze over het algemeen bestaan ​​uit murine myoblast progenitorcellen, geïsoleerd uit muizen achterste ledematen spieren of een muizen myoblast cellijn C2C12, mixed met een mengsel van collageen / Matrigel en uitgeplaat tussen twee ankerpunten, nabootsen van de spier ligamenten. Andere cellen kunnen eveneens worden overwogen, bijvoorbeeld alternatieve cellijnen zoals L6 myoblasten rat 4 neonatale spier afgeleide progenitorcellen 5, cellen afkomstig van volwassen spierweefsel van andere species zoals humaan 6 of geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS cellen) 7 . Cell contractiliteit veroorzaakt uitlijning van de cellen langs de lengteas van de construct 8,9 en differentiatie van de spier progenitorcellen na ongeveer een week van cultuur. Bovendien is de toepassing van elektrische stimulatie kan de differentiatie verbeteren enigszins 8. Vanwege de beperkte omvang (8 x 2 x 0,5 mm) het volledige weefsel kan worden geanalyseerd met behulp van confocale microscopie zoals levensvatbaarheid, differentiatie en celuitlijning controleren. Afhankelijk van de specifieke toepassing van voorschriften voor de engineerood spierweefsel variëren, bijvoorbeeld bij gebruik voor regeneratieve geneeskunde is het opschalen van weefsel grootte en vascularisatie, terwijl om als vleesvariatie vertaling naar andere soorten noodzakelijk.

Het eindproduct wordt spier constructen zoals aangegeven in figuur 3. De grootte van het weefsel zal ongeveer 8 mm lang en 2 mm breed en 0,5 mm dik. Elektrische stimulatie tijdens differentiatie verandert de expressie van myosine zware keten isovormen, maar niet sterk verbeteren van de differentiatieproces zoals geïnduceerd door de differentiatie medium 8, maar elektrische stimulatie kan ook worden toegepast op het einde van het proces om te controleren functionaliteit van de spier omdat een spier met ...

Watch this Scientific Journal Video about Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation at JoVE.com

Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation

Engineered spierweefsel heeft een groot potentieel in de regeneratieve geneeskunde, als de ziekte model en ook als een alternatieve bron voor vlees. Hier beschrijven we de constructie van een spier construct, in dit geval van muis myoblast progenitor cellen en stimulering van elektrische pulsen.

Techniek skeletspier weefsel van muizen myoblast progenitorcellen en toepassing van elektrische stimulatie

Engineered muscle tissues can be used for several different purposes, which include the production of tissues for use as a disease model in vitro, e.g. to ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fabrication of Micro-tissues using Modules of Collagen Gel Containing Cells

Fabricatie van Micro-weefsels met behulp van modules van Collageen gel met cellen

This protocol describes the fabrication of a type of micro-tissues called modules.  The module approach generates uniform, scalable and vascularized ...

Engineering Fibrin-based Tissue Constructs from Myofibroblasts and Application of Constraints and Strain to Induce Cell and Collagen Reorganization

Techniek Fibrine-based Tissue constructen van myofibroblasten en Application of Constraints en Zeef to Cell en collageen (Re) organisatie Induce

Collagen content and organization in developing collagenous tissues can be influenced by local tissue strains and tissue constraint. Tissue engineers aim ...

Electrospun Fibrous Scaffolds of Poly(glycerol-dodecanedioate) for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Electrospun Fibrous Scaffolds of Polyglycerol-dodecanedioate for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Electrospun Stapel Stellingen van Poly (glycerol-dodecanedioate) voor Engineering zenuwweefsel Van muis embryonale stamcellen

For tissue engineering applications, the preparation of biodegradable and biocompatible scaffolds is the most desirable but challenging task. &#160;Among ...

Measurement of Maximum Isometric Force Generated by Permeabilized Skeletal Muscle Fibers

Meting van de maximale isometrische kracht die door gepermeabiliseerd Skeletal Muscle Vezels

Analysis of the contractile properties of chemically skinned, or permeabilized, skeletal muscle fibers offers a powerful means by which to assess muscle ...

Cardiac Muscle-cell Based Actuator and Self-stabilizing Biorobot - PART 1

Cardiac Spier-Cell Based Actuator en Zelfstabiliserende Biorobot - DEEL 1

Biological machines often referred to as biorobots, are living cell- or tissue-based devices that are powered solely by the contractile activity of living ...

Cardiac Muscle Cell-based Actuator and Self-stabilizing Biorobot - Part 2

Cardiac Spier Cell-gebaseerde Actuator en Zelfstabiliserende Biorobot - Deel 2

In recent years, hybrid devices that consist of a living cell or tissue component integrated with a synthetic mechanical backbone have been developed. ...

Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

Microfluidic Bioprinting voor Engineering gevacuoliseerd weefsels en Organoids

Engineering vascularized tissue constructs and organoids has been historically challenging. Here we describe a novel method based on microfluidic ...

Two Methods for Decellularization of Plant Tissues for Tissue Engineering Applications

Twee methoden voor Decellularization van plantaardige weefsels voor Tissue Engineering toepassingen

The autologous, synthetic, and animal-derived grafts currently used as scaffolds for tissue replacement have limitations due to low availability, poor ...

Simultaneous Electrical and Mechanical Stimulation to Enhance Cells' Cardiomyogenic Potential

Gelijktijdige elektrische en mechanische stimulatie ter verbetering van de cellen Cardiomyogenic potentieel

Cardiovascular diseases are the leading cause of death in developed countries. Consequently, the demand for effective cardiac cell therapies has motivated ...

Construction and Use of an Electrical Stimulation Chamber for Enhancing Osteogenic Differentiation in Mesenchymal Stem/Stromal Cells In Vitro

Constructie en het gebruik van een elektrische stimulatie kamer voor het verbeteren van Osteogenic differentiatie in mesenchymale stamcellen/stromale cellen In Vitro

Mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) have been used extensively to promote bone healing in tissue engineering approaches. Electrical stimulation (EStim) ...