Name: hypoxic preconditioning of marrow-derived progenitor cells as a source for the generation of mature schwann cells
Uploaded: 2017-06-14T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Hypoxic Preconditioning of Marrow-derived Progenitor Cells As a Source for the Generation of Mature Schwann Cells at JoVE.com

Les auteurs souhaitent remercier le Dr Nai-Sum Wong d&#39;avoir fourni l&#39;appareil de chambre hypoxique et Mme Alice Lui pour le soutien technique.

Toutes les procédures impliquant des animaux ont été effectuées en stricte conformité avec le Guide NIH pour le soin et l&#39;utilisation des animaux de laboratoire et approuvé par le Comité sur l&#39;utilisation des animaux vivants pour l&#39;enseignement et la recherche, la Faculté de médecine Li Ka Shing, l&#39;Université de Hong Kong. Des échantillons humains de moelle osseuse ont été obtenus à partir de la crête iliaque de donneurs sains après avoir obtenu leur consentement éclairé. Les protocoles...

<ol>
	<li>Wiliams, R. R., Bunge, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Schwann+cell+transplantation:+a+repair+strategy+for+spinal+cord+injury?.">Schwann cell transplantation: a repair strategy for spinal cord injury?.</a> Prog Brain Res. 201, 295-312 (2012).</li><li>Kanno, H., Pearse, D. D., Ozawa, H., Itoi, E., Bunge, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Schwann+cell+transplantation+for+spinal+cord+injury+repair:+its+significant+therapeutic+potential+and+prospectus.">Schwann cell transplantation for spinal cord injury repair: its significant therapeutic potential and prospectus.</a> Rev Neurosci. 26 (2), 121-128 (2015).</li><li>Lindvall, O., Kokaia, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cells+in+human+neurodegenerative+disorders--time+for+clinical+translation?.">Stem cells in human neurodegenerative disorders--time for clinical translation?.</a> J Clin Invest. 120 (1), 29-40 (2010).</li><li>Terzic, 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=Directed+Differentiation+of+Oligodendrocyte+Progenitor+Cells+From+Mouse+Induced+Pluripotent+Stem+Cells.">Directed Differentiation of Oligodendrocyte Progenitor Cells From Mouse Induced Pluripotent Stem Cells.</a> Cell Transplant. 25 (2), 411-424 (2016).</li><li>Takashima, 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=Neuroepithelial+cells+supply+an+initial+transient+wave+of+MSC+differentiation.">Neuroepithelial cells supply an initial transient wave of MSC differentiation.</a> Cell. 129 (7), 1377-1388 (2007).</li><li>Felling, R. 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=Neural+stem/progenitor+cells+participate+in+the+regenerative+response+to+perinatal+hypoxia/ischemia.">Neural stem/progenitor cells participate in the regenerative response to perinatal hypoxia/ischemia.</a> J Neurosci. 26 (16), 4359-4369 (2006).</li><li>Shea, G. K., Tsui, A. Y., Chan, Y. S., Shum, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+marrow-derived+Schwann+cells+achieve+fate+commitment--a+prerequisite+for+remyelination+therapy.">Bone marrow-derived Schwann cells achieve fate commitment--a prerequisite for remyelination therapy.</a> Exp Neurol. 224 (2), 448-458 (2010).</li><li>Jessen, K. R., Mirsky, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origin+and+development+of+glial+cells+in+peripheral+nerves.">The origin and development of glial cells in peripheral nerves.</a> Nat Rev Neurosci. 6 (9), 671-682 (2005).</li><li>Mung, K. L., 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=Rapid+and+efficient+generation+of+neural+progenitors+from+adult+bone+marrow+stromal+cells+by+hypoxic+preconditioning.">Rapid and efficient generation of neural progenitors from adult bone marrow stromal cells by hypoxic preconditioning.</a> Stem Cell Res Ther. 7 (1), 146 (2016).</li><li>Ao, Q., 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=The+regeneration+of+transected+sciatic+nerves+of+adult+rats+using+chitosan+nerve+conduits+seeded+with+bone+marrow+stromal+cell-derived+Schwann+cells.">The regeneration of transected sciatic nerves of adult rats using chitosan nerve conduits seeded with bone marrow stromal cell-derived Schwann cells.</a> Biomaterials. 32 (3), 787-796 (2011).</li><li>Tondreau, T., 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=Isolation+of+BM+mesenchymal+stem+cells+by+plastic+adhesion+or+negative+selection:+phenotype,+proliferation+kinetics+and+differentiation+potential.">Isolation of BM mesenchymal stem cells by plastic adhesion or negative selection: phenotype, proliferation kinetics and differentiation potential.</a> Cytotherapy. 6 (4), 372-379 (2004).</li><li>Baksh, D., Song, L., Tuan, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+mesenchymal+stem+cells:+characterization,+differentiation,+and+application+in+cell+and+gene+therapy.">Adult mesenchymal stem cells: characterization, differentiation, and application in cell and gene therapy.</a> J Cell Mol Med. 8 (3), 301-316 (2004).</li><li>Jirsova, K., Sodaar, P., Mandys, V., Bar, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cold+jet:+a+method+to+obtain+pure+Schwann+cell+cultures+without+the+need+for+cytotoxic,+apoptosis-inducing+drug+treatment.">Cold jet: a method to obtain pure Schwann cell cultures without the need for cytotoxic, apoptosis-inducing drug treatment.</a> J. Neurosci. Methods. 78 (1-2), 133-137 (1997).</li></ol>

Il est essentiel de préserver la «tige» des MSC avant l&#39;enrichissement des progéniteurs neuronaux par un préconditionnement hypoxique et une culture de la neurosphère. De notre expérience, les MSC multipotents peuvent être identifiés de manière fiable par leur morphologie allongée de type fibroblaste. En revanche, les MSC qui ont adopté une morphologie quadrangulaire plus aplatie, avec des fibres de stress cytosquelettiques proéminentes, n&#39;admettent pas facilement le devenir des cellules neurales et...

La transplantation de progéniteurs neuronaux et leurs dérivés se révèle prometteuse en tant que stratégie de traitement suite à une lésion du nerf traumatique 1 , 2 et une neurodégénérescence 3 , 4 . Avant l&#39;application clinique, il est essentiel d&#39;assurer: i) une méthode pour accéder et développer une source autologue de cellules souches / progénitrices et ii) un moyen de les diriger vers des types de cellules adultes pertinents 3 . Notre intérêt pour la thérapie cellulaire pour la lésion de la moelle épinière nous a permis de rechercher une source cellulaire autologue robuste de progéniteurs neuronaux à partir de tissus adultes. Une sous-population de MSC provient de la crête neurale et est facilement accessible à partir de la cavité de la moelle. Ces cellules sont des progéniteurs neuronaux qui peuvent générer des neurones et de la glie 5 . Les modèles animaux d&#39;ischémie cérébrale démontrent que l&#39;hypoxie favorise le prolapsus<html> L&#39;infiltration et la multiplicité des progéniteurs neurologiques dans le cerveau 6 . Ceci a servi de base à l&#39;utilisation du préconditionnement hypoxique comme moyen d&#39;expansion sur les progéniteurs neurologiques dérivés de la moelle. La transplantation de cellules de Schwann dans la moelle épinière lésée favorise la régénération 2 . Les SCLC peuvent être générés à partir de MSC au moyen de suppléments avec des facteurs gliogéniques ( p. Ex., Β-Heregulin, bFGF et PDGF-AA) mais démontrent une instabilité phénotypique. Lors du retrait des facteurs de croissance, ils reviennent à un phénotype de type fibroblaste 7 . L&#39;instabilité phénotypique est indésirable dans la transplantation cellulaire en raison du risque de différenciation aberrante et de carcinogenèse. Comme les précurseurs de cellules de Schwann sont associés à des faisceaux d&#39;axones dans le nerf périphérique embryonnaire 8 , nous avons été conduits à des SCLC de coculture avec des neurones DRG embryonnaires purifiés 7 ,Ass = &quot;xref&quot;&gt; 9. Les cellules Schwann matures résultantes sont engagées et démontrent une fonction in vitro 7 , 9 et 10 in vivo . Notre protocole pour l&#39;enrichissement des progéniteurs neuronaux des MSC est simple et efficace et entraîne une augmentation du nombre de cellules pour les tests ultérieurs. La dérivation des cellules Schwann engagées par le biais de la plate-forme coculture permet l&#39;étude de la différenciation gliale et la génération de cellules Schwann stables et fonctionnelles pour une application clinique potentielle.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="851">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:281px;">&#945;MEM</td>
			<td style="width:140px;">Sigmaaldrich</td>
			<td style="width:101px;">M4526</td>
			<td style="width:329px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">DMEM/F12</td>
			<td>Thermofisher scientific</td>
			<td>12400-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Neurobasal medium</td>
			<td>Thermofisher scientific</td>
			<td>21103-049</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">FBS</td>
			<td>Biosera</td>
			<td>FB-1280/500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">B27</td>
			<td>Thermofisher scientific</td>
			<td>17504-001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Epidermal growth factor (EGF)</td>
			<td>Thermofisher scientific</td>
			<td>PHG0313</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Basic fibroblast growth factor (bFGF)&#160;</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>100-18B/100UG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Nerve growth factor (NGF)&#160;</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>NC011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Platelet-derived growth factor-AA (PDGF-AA)</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>100-13A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Heregulin beta-3, EGF domain (&#946;-Her)</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>01-201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Uridine</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>U3003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">5-Fluro-2&#39; - deoxyuridine (FDU)</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>F0503</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Poly-D-lysine (PDL)</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>P7886-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Laminin</td>
			<td>Thermofisher scientific</td>
			<td>23017015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">GlutaMAX</td>
			<td>Thermofisher scientific</td>
			<td>35050061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Penicillin / streptomycin (P/S)</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td>15140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">TrypLE Express</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td>12604-013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">10 cm plate for adherent culture</td>
			<td>TPP</td>
			<td>93100</td>
			<td>Used for selection of MSCs by tissue culture adherence</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">6-well plate for adherent culture</td>
			<td>TPP</td>
			<td>92006</td>
			<td>Used for expansion of MSCs following passaging</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">UltraLow 6-well plate for non-adherent culture</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3471</td>
			<td>Used for neural progenitor enrichment</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">anti-human CD90(Thy-1)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>555593</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">anti-human CD73</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>550256</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">anti-human/rat STRO-1</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>MAB1038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">anti-human nestin</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>MAB1259</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">anti-human CD45</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>555480</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">anti-rat CD90(Thy-1)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>554895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">anti-rat CD73</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>551123</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">anti-rat nestin</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>MAB1259</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">anti-rat CD45</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>554875</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Anti-S100&#946;</td>
			<td>Dako</td>
			<td>Z031101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Anti-p75</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>MAB5386</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Anti-GFAP</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>G3893</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Anti-Class III-beta tubulin (Tuj-1)</td>
			<td>Covance</td>
			<td>MMS-435P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Anti-Human nuclei</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>MAB1281</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hypoxia chamber</td>
			<td>Billups-Rothenberg</td>
			<td>MIC-101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">HEPES buffer</td>
			<td>Sigmaaldrich</td>
			<td>H4034-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

hypoxic preconditioning of marrow-derived progenitor cells as a source for the generation of mature schwann cells

Ce manuscrit décrit un moyen d&#39;enrichir les progéniteurs neuronaux de la population de cellules stromales de la moelle (MSC) et ensuite de les diriger vers le sort de la maladie de Schwann mûr. Nous avons soumis les MSC de rat et humains à des conditions hypoxiques transitoires (1% d&#39;oxygène pendant 16 h), suivies d&#39;une expansion sous forme de neurosphères sur un substrat à faible adhérence avec un supplément de facteur de croissance épidémique (EGF) / supplément de fibroblaste basique (bFGF). Les neuro-sphères ont été ensemencées sur du plastique de culture de tissu revêtu de poly-D-lysine / laminine et cultivées dans un cocktail gliogénique contenant la β-Hereguline, le bFGF et le facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGF) pour générer des cellules de type Schwann (SCLC). Les SCLC ont été dirigés vers l&#39;engagement du devenir par coculture pendant 2 semaines avec des neurones de ganglions de racines dorsales purifiés (DRG) obtenus à partir de rats Sprague Dawley enceintes E14-15. Les cellules Schwann d&#39;âge mûr démontrent une persistance dans l&#39;expression de S100β / p75 et peuvent former des segments de myéline. Les cellules générées de cette manière ont un potentielPplications dans la transplantation de cellules autologues après une lésion de la moelle épinière, ainsi que dans la modélisation de la maladie.

Un aperçu des étapes clés de notre protocole est illustré à la figure 1 . En résumé, les MSC de rat et humains sont sélectionnés par adhérence au plastique de culture tissulaire. Les MSC élargis sont préconditionnés avec une hypoxie et sont ensuite soumis à des conditions de formation de la neurosphère. Les neuro-sphères sont plaquées et autorisées à se différencier en SCLC. Les SCLC sont cultivés avec des neurones DRG purifiés pour gé...

Watch this Scientific Journal Video about Hypoxic Preconditioning of Marrow-derived Progenitor Cells As a Source for the Generation of Mature Schwann Cells at JoVE.com

Hypoxic Preconditioning of Marrow-derived Progenitor Cells As a Source for the Generation of Mature Schwann Cells

Les cellules stromales de la moelle (MSC) avec potentiel neuronal existent dans la moelle osseuse. Notre protocole enrichit cette population de cellules par un préconditionnement hypoxique et les dirige ensuite pour devenir des cellules Schwann matures.

Le préconditionnement hypoxique des cellules progénitrices dérivées de la moelle en tant que source pour la génération de cellules Schwann mûres

This manuscript describes a means to enrich for neural progenitors from the marrow stromal cell (MSC) population and thereafter to direct them to the ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Derivation of Cardiac Progenitor Cells from Embryonic Stem Cells

Dérivation des cellules cardiaques progénitrices de cellules souches embryonnaires

Cardiac progenitor cells (CPCs) have the capacity to differentiate into cardiomyocytes, smooth muscle cells (SMC), and endothelial cells and hold great ...

Recherche

Biologie du développement

Direct Induction of Human Neural Stem Cells from Peripheral Blood Hematopoietic Progenitor Cells

Induction directe de neurales humaines cellules souches à partir de cellules progénitrices hématopoïétiques du sang périphérique

Human disease specific neuronal cultures are essential for generating in vitro models for human neurological diseases. However, the lack of access to ...

Generation of Human Adipose Stem Cells through Dedifferentiation of Mature Adipocytes in Ceiling Cultures

Génération de tissu adipeux humain cellules souches par dédifférenciation des adipocytes matures dans les cultures de plafond

Mature adipocytes have been shown to reverse their phenotype into fibroblast-like cells in vitro through a technique called ceiling culture. Mature ...

In Vitro Colony Assays for Characterizing Tri-potent Progenitor Cells Isolated from the Adult Murine Pancreas

In Vitro Colony Assays for Characterizing Tri-potent Progenitor Cells Isolated from the Adult Murine Pancreas

In Vitro Colony Assays pour Caractériser les cellules progénitrices Tri-puissants Isolée des adultes murins Pancréas

Stem and progenitor cells from the adult pancreas could be a potential source of therapeutic beta-like cells for treating patients with type 1 diabetes. ...

Defined and Scalable Generation of Hepatocyte-like Cells from Human Pluripotent Stem Cells

Définition et génération évolutive des cellules hépatocytes-like de pluripotentes humaines Cellules souches

Human pluripotent stem cells (hPSCs) possess great value for biomedical research. hPSCs can be scaled and differentiated to all cell types found in the ...

Horizontal Whole Mount: A Novel Processing and Imaging Protocol for Thick, Three-dimensional Tissue Cross-sections of Skin

Horizontal Whole Mount: un protocole de traitement et d&#39;imagerie géniaux pour les sections transversales épaisses en tissu tridimensionnel

Processing a tissue of interest to generate a microscopic image that supports a scientific argument can be challenging. The acquisition of high-quality ...

Single-cell Photoconversion in Living Intact Zebrafish

Photoconversion cellule unique chez le poisson zèbre Intact de la vie

Animal and plant tissue is composed of distinct populations of cells. These cells interact over time to build and maintain the tissue and can cause ...

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

Analyse de calcul de la lignée germinale de Caenorhabditis elegans pour étudier la Distribution des noyaux, les protéines et le cytosquelette

The Caenorhabditis elegans (C. elegans) germline is used to study several biologically important processes including stem cell development, apoptosis, and ...

In Vitro Generation of Somite Derivatives from Human Induced Pluripotent Stem Cells

Dans Vitro génération du Somite dérivés de Human induit Pluripotent Stem cellules

In response to signals such as WNTs, bone morphogenetic proteins (BMPs), and sonic hedgehog (SHH) secreted from surrounding tissues, somites (SMs) give ...

In Vitro Generation of Heart Field-specific Cardiac Progenitor Cells

In Vitro Generation of Mouse Heart Field-specific Cardiac Progenitor Cells In Vitro Generation of Mouse Heart Field-specific Cardiac Progenitor Cells In Vitro Generation of Mouse Heart Field-specific Cardiac Progenitor Cells In Vitro

Pluripotent stem cells offer great potential for understanding heart development and disease and for regenerative medicine. While recent advances in ...