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

Författarna skulle vilja erkänna Dr Nai-Sum Wong för att tillhandahålla hypoxiakammareapparaten och fru Alice Lui för det tekniska stödet.

Alla procedurer som involverar djur utfördes i strikt överensstämmelse med NIH Guide för vård och användning av laboratoriedjur och godkänd av kommittén för användning av levande djur för undervisning och forskning, Li Ka Shing medicinska fakultet, University of Hong Kong. Mänskliga benmärgsprover erhölls från iliac-kammen av friska givare efter att ha erhållit informerat samtycke. Protokoll godkändes av Institutional Review Board, University of Hong Kong. 1. Framställning av...

<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>

Det är viktigt att bevara MSC: ernas stamhet innan anrikning av neurala progenitorer genom hypoxisk förkonditionering och neurosfärkultur. Från vår erfarenhet kan multipotenta MSC på ett tillförlitligt sätt identifieras genom sin långsträckta fibroblastliknande morfologi. I motsats till detta, MSCs som har antagit en mer planerad, fyrkantig morfologi, med framträdande cytoskeletala stressfibrer, adopterar inte lätt neurala cellfetter och bör kasseras. I allmänhet använder vi inte MSCs med passagerantal so...

Transplantationen av neurala progenitorer och deras derivat demonstrerar löfte som en behandlingsstrategi efter traumatisk nervskada 1 , 2 och neurodegenerering 3 , 4 . Före klinisk tillämpning är det viktigt att säkerställa: i) en metod för att komma åt och expandera på en autolog källa till stam- / stamceller och ii) ett sätt att rikta dem till relevanta mogna celltyper 3 . Vårt intresse för cellterapi mot ryggmärgsskada ledde oss till att söka en robust autolog cellkälla av neurala progenitorer från vuxna vävnader. En subpopulation av MSCs härstammar från den neurala krönet och är lättillgänglig från marvhålan. Dessa celler är neurala progenitorer som kan generera neuroner och glia 5 . Djurmodeller av cerebral ischemi visar att hypoxi främjar prol<html> Iferation och multipotens av neurala progenitorer i hjärnan 6 . Detta var grunden för att utnyttja hypoxisk förkonditionering som ett sätt att expandera på margen-härledda neurala progenitorer. Transplantationen av Schwann-celler i den skadade ryggmärgen främjar regenerering 2 . SCLC kan genereras från MSC genom tillskott med gliogena faktorer ( dvs P-Heregulin, bFGF och PDGF-AA) men uppvisar fenotypisk instabilitet. Vid återtagande av tillväxtfaktorer återgår de till en fibroblastliknande fenotyp 7 . Fenotypisk instabilitet är oönskade vid celltransplantation på grund av risken för avvikande differentiering och karcinogenes. Eftersom Schwann-cellprekursorer är associerade med axonbuntar i den embryonala perifera nerven 8 , ledde vi oss till odlings-SCLCs med renade embryonala DRG-neuroner 7 ,Röv = &quot;xref&quot;&gt; 9. Resulterade mogna Schwann-celler är öde-engagerade och demonstrera funktion in vitro 7 , 9 och in vivo 10 . Vårt protokoll för anrikning av neurala progenitorer från MSC är enkelt och effektivt och resulterar i en ökning av cellantalet för efterföljande analyser. Avledningen av öde-engagerade Schwann-celler via odlingsplattformen möjliggör studier av glialifferentiering och för generering av stabila och funktionella Schwann-celler för potentiell klinisk tillämpning.

<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

Detta manuskript beskriver ett medel för att berika för neurala progenitorer från marvstromcells-populationen (MSC) och därefter för att rikta dem till den mogna Schwanncellfasen. Vi utsatte råtta och humana MSC till övergående hypoxiska tillstånd (1% syre under 16 timmar) följt av expansion som neurospherer vid substrat med lågt bindande medel med epidermal tillväxtfaktor (EGF) / basisk fibroblasttillväxtfaktor (bFGF) -tillskott. Neurospheres såddes på poly-D-lysin / lamininbelagd vävnadskulturplast och odlades i en gliogen cocktail innehållande P-Heregulin, bFGF och blodplätt-härledd tillväxtfaktor (PDGF) för att alstra Schwann-cellliknande celler (SCLC). SCLCs riktades till ödetes engagemang via odling i 2 veckor med renade dorsala rotganglier (DRG) neuroner erhållna från E14-15 gravida Sprague Dawley-råttor. Mogna Schwann-celler uppvisar persistens i S100p / p75-uttryck och kan bilda myelin-segment. Celler som alstras på detta sätt har potential aPlikationer vid autolog celltransplantation efter ryggmärgsskada, såväl som vid sjukdomsmodellering.

En översikt över nyckelstadierna i vårt protokoll illustreras i Figur 1 . Sammanfattningsvis väljs råtta och humana MSC för att vara vidhäftning till vävnadskulturplast. Utvidgade MSC är förkonditionerade med hypoxi och utsätts sedan för neurosfärbildande tillstånd. Neurospheres pläteras och får differentiera i SCLC. SCLCs odlas med renade DRG-neuroner för att generera öde-engagerade Schwann-celler. <p class="jove_content" fo:keep-toget...

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

Marvstromala celler (MSCs) med neurala potential finns inom benmärgen. Vårt protokoll berikar denna population av celler via hypoxisk förkonditionering och därefter leder dem till mogna Schwann-celler.

Hypoxisk förbehandling av margen-härledda progenitorceller som en källa för generering av mogna Schwann-celler

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

Härledning av Cardiac progenitorceller från embryonala stamceller

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

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

Direkt Induktion av humana neurala stamceller från perifert blod hematopoetiska progenitorceller

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

Generering av Human Fett stamceller genom dedifferentiering av mogna Adipocyter i Tak kulturer

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 analyser för att karakterisera Tri-potenta stamceller isolerade från vuxen Murina bukspottkörtel

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

Definierade och skalbar generation av hepatocyte-liknande celler från mänskliga pluripotenta stamceller

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

Horisontell helmontering: Ett nytt bearbetnings- och bildprotokoll för tjocka, tredimensionella vävnads tvärsnitt av huden

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

Single-cell Photoconversion i levande intakt zebrafiskar

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

Computational analys av den Caenorhabditis elegans könsceller att studera fördelningen av atomkärnor, proteiner och cytoskelettet

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

I Vitro Generation av Somite derivat från mänskliga inducerade stamceller pluripotenta

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 av mus hjärta fält-specifika hjärt progenitor celler

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