Name: three-dimensional tissue engineered aligned astrocyte networks to recapitulate developmental mechanisms and facilitate nervous system regeneration
Uploaded: 2018-01-10T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Three-dimensional Tissue Engineered Aligned Astrocyte Networks to Recapitulate Developmental Mechanisms and Facilitate Nervous System Regeneration at JoVE.com

תמיכה כספית סופק על ידי מכוני הבריאות הלאומיים [U01-NS094340 (קולן) & F31-NS090746 (Katiyar)], מייקל ג'יי פוקס קרן [טיפולית צינור תוכנית #9998 (קולן)], פן רפואה Neuroscience מרכז טייס פרס (קולן), הקרן הלאומית למדע [מחקר לתואר שני מלגות DGE-1321851 (Struzyna)], המחלקה לענייני חיילים משוחררים [RR & D ההצטיינות לסקור #B1097-אני (קולן)], מחקר רפואי של צבא ארה ב ואת פיקוד [#W81XWH-13-207004 (קולן) & W81XWH-15-1-0466 (קולן)].

כל ההליכים היו אושרה על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועדות שימוש ב אוניברסיטת פנסילבניה ו מייקל ג'יי Crescenz ותיקי לענייני המרכז הרפואי, דבקה בהתאם להנחיות המפורטות במדיניות שירות בריאות הציבור NIH על להומניות טיפול ושימוש חיות מעבדה (2015).
1. פיתוח של הידרוג מיקרו-העמודות Agarose
<ol><...

כאשר לעומת הסביבה יותר תומכת של מערכת העצבים ההיקפית, מערכת העצבים מוגבל במיוחד בטיפול ההשלכות מזיקה של neurotrauma, הקשורים ניוון מוחיים. לאחר עלבון רציני מערכת העצבים יונקים, נוצרת צלקת גליה המורכב גרעין של תאים דלקתיים שהותירה מוקף meshwork צפופה של האסטרוציטים תגובתי לא מאורגן להפריש proteoglycans ע...

מערכת העצבים המרכזית (CNS) בעל קיבולת מוגבלת כדי לנטרל את אובדן ו/או תפקוד לקוי של נוירונים מסלולים עצב שמלווים מצבים כגון פגיעה מוחית טראומטית (TBI), שבץ, מחלת פציעה (מדע), ניווניות חוט השדרה1 ,2,3,4,5. נוירוג'נסיס ב מערכת העצבים היא מוגבלת למספר מוגבל של אזורים במוח, פוגעות השיקום של נוירונים אבודים6,7. בנוסף, התחדשות של מסלולים עצב לאיבוד בתוך מערכת העצבים אינה מספיקה בשל העדר הדרכה מכוונת, הנוכחות של מעכבי תוצר, ו astrogliosis תגובתי בעקבות נזק רקמה עצבית2,8, 9,10. האסטרוציטים בדרך כלל יש פונקציות מגוונות בקליטת נוירונים עם יון הומאוסטזיס, סיווג נוירוטרנסמיטר, היווצרות סינפסה נוירו-וסקולריים צימוד11. יחד עם זאת, בעקבות פגיעה קלה אפילו רקמה עצבית, האסטרוציטים עלול לעבור שינויים מולקולרית מבנית, פונקציונלי במעבר המדינה היפרטרופית11. בתגובה neurotrauma חמורה, שינויים אלה לגרום היווצרות צלקת עם הילה המכילה האסטרוציטים תגובתי נודדים, ליבה של הנגע הכולל לויקוציטים דלף מן קרע מחסום הדם - מוח (BBB), מיקרוגלייה, oligodendrocytes להפוך ולאחר fibroblasts11,12,13. האסטרוציטים הממוגן אלה להשיג את המורפולוגיה של תהליכים filamentous, לא מאורגן ולהציג ביטוי מוגבר של חלבונים פילמנט ביניים, כונדרויטין סולפט proteoglycans (CSPGs), אשר להפריע התחדשות עצבית12. אף-על-פי הצלקת גליה בתחילה עוזר לשחזר BBB שלמות ולהימנע שידור של תגובת דלקתית לרקמות בריאות, משמשת מחסום פיזי וביוכימי נגד האקסון התחדשות12,14 15, ,16. למשל, אקסונים המפגש הצלקת גליה להציג צמיחה dystrophic בולבוסי קונוסים, ננסיים צמיחה12. יתר על כן, חוסר הארגון של תהליכים astrocytic לאחר פציעה פוגעת ההרחבה של רגנרציה אקסונים17. התוצאה של תכונות מעכבות אלה באה לידי ביטוי את קבוע לעיתים קרובות נוירולוגיות פיזיקליות ליקויי חולים סובלים לאחר neurotrauma חמורות, לרבות TBI לביוטכנולוגיה
ללא קשר חיצוני האתגרים התחדשות תפקודית של מערכת העצבים, אקסונים הוכחו בעלי יכולת מהותי להתחדש. למשל, באופי הדינמי של הקונוסים צמיחה dystrophic בקשר עם הצלקת גליה מציע סופים אלה שומרים על היכולת שלהם להרחיב את12. כתוצאה מכך, הוא האמין כי ליצור הפרעה עצב מחדש את הצמיחה העיקרי הוא הסביבה המעכבת של מערכת העצבים לאחר פציעה, וכי מתן סביבה מתירנית יותר באמצעות הפחתת גליה הצטלקות ו/או במתן משובי גשרים על פני הצלקת יהיה יתרון. ואכן, מחקרים קודמים הדגימו כי CNS הנוירונים מסוגלים הארכת אקסונים באמצעות פגיעה באמצעות שתלי במערכת העצבים ההיקפית כמו גשרים, מציג סביבה אוהדת יותר האקסון התחדשות12,18, 19. כנראה תפס מספר אסטרטגיות אחרות כדי לנצל את יכולת ההתחדשות מנוונת. לדוגמה, מניפולציה של התא צמיחה איתות המסלולים במודלים שונים של פגיעה הביא התחדשות עצב וגליה הצלקת הפחתת10,20,21. בנוסף, מחקרים הראו כי טיפול עם chondroitinase ABC, אשר cleaves את רוב הרשתות סוכר ב- CSPGs, מפחיתה את ההשפעה המעכבת של CSPGs מופרש על ידי האסטרוציטים תגובתי22. למרות מעודד תוצאות, גישות אלה אינם מספקים מכוונת ההדרכה של גביעי צמיחה, אשר יכול לגרום פוטנציאל התחדשות aberrant12, גם חשבון על האובדן של נוירונים. כבר מנוצל גישות תא ניסיונות כדי להתגבר על ההשפעות של הצלקת גליה וכדי לחדש תאים אבודים, במיוחד נוירונים. כמה קבוצות יש dedifferentiated האסטרוציטים תגובתי לתוך הנוירונים, בעוד אחרים יש מושתלים ובתאים העצבי לתוך נגעים CNS לאכלס אזור הפציעה ולקדם האקסון התחדשות23,24, 25. עם זאת, השתלת תא גזע לבד הוא מוגבל על ידי שיעורי הישרדות נמוכים, אינטגרציה המסכן ושמירה צנוע רקמות שנפגעו5. יתר על כן, אסטרטגיות אלו מבוססת תא להיכשל לשחזר ספינלי עצב למרחקים ארוכים, במיוחד בצורה מבוקרת. לכן, להיות נידונות biomaterials בשילוב עם גישות אחרות כמו רכבי ההעברה שונות עצבית, ובתאים וצמיחה גורמים26. גישות biomaterial כוללים רמה גבוהה של עיצוב פקד כדי לייצר מבנים המחקים את haptotaxic הפיזי, ספציפי, וכן רמזים chemotaxic להציג microenvironment תלת מימדי (3D) המטרה המארח רקמות27, 28,29,30,31,32,33,34. רבייה של אותות סביבתיים אלה הוא בעל חשיבות עליונה עבור התאים המושתלים להציג מורפולוגיה מקורי כמו התפשטות, הגירה, איתות, בין שאר המאפיינים הנוירוביולוגי29. למרות מאפיינים אלה יתרון, קידום מעבר תא מסורתי נזרע biomaterial פיגומים נדרש בעת ובעונה אחת לקדם התחדשות שיחות לחו ל עצב מכוונת ולהחליף נוירונים אבוד.
התחלה מבטיחה גישה חלופית מבוססת על רקמה עצבית מהונדסים "חי פיגומים", אשר נבדלים גישות אחרות בשל נוכחותם של לחיות תאים עצביים עם cytoarchitecture preformed שמדמה נוירואנטומיה מקורית מבוססת-תא או מנגנונים התפתחותית כדי להקל על החלפת יישוב, שיקום והתחדשות של המעגלים העצביים4,35. שיקולים על העיצוב של פיגומים המגורים כוללים את פנוטיפים ואת מקורות של תאים עצביים, כמו גם את תכונות מכאניות/פיזי, אותות ביוכימיים שמכתיבה ההרכב של כל biomaterials הנלווה35. לאחר ייצור במבחנה, פיגומים החיים האלה יכולים להיות מושתל ויוו מולקולות אדהזיה התא הנוכחי, chemotactic ואותות neurotrophic להסדיר באופן פעיל את נדידת תאים עצביים, האקסון תוצר בהתאם למצב, התפתחות לתהליכי הרגנרציה35... גלייה יכול לשמש כבסיס cytoarchitecture שעברו הנדסה לאחור של פיגומים החיים מאז תאים אלה לתווך שונים מנגנוני התפתחותית ויוו. במהלך התפתחות המוח, נוירונים חדשים להסתמך על תהליכים הבזליים המורחבת על ידי עכשיו, דונלד רדיאלי מאזור חדרית לעבר הצלחת בקליפת המוח המתפתח כמו חיים פיגומים עבור ההעברה מכוונת36,37. יתר על כן, הרחבת צמיחה קונוסים הינם שמוצג כדי להציב את עצמם על ידי חש אותות דוחה ומושכת שהפיק תאי גליה guidepost, מה שנקרא "חלוצי" אקסונים מוצעים כדי להגיע אל המטרות הנכונות על-ידי הרחבת לאורך מראש בדוגמת גליה פיגומים35,38,39. לפיכך, גלייה נחוצים עבור ההדרכה של חלוצי אקסונים, אשר מאוחר יותר משרתים גם מבוסס על האקסון "חי פיגומים" לכוון את הקרנת אקסונים "חסיד". יתר על כן, מנגנוני גדילה בתיווך עכשיו, דונלד הוכחו להתמיד נוצרו אחרי הלידה, כפי neuroblasts לכו בעקבות הזרם נודדות rostral (RMS) כדי לנווט מאזור subventricular (SVZ), אחד האזורים הנותרים האחרונים של נוירוג'נסיס במוח למבוגרים, הריח הנורה (אבוב)40. Neuroblasts אלה ב- RMS להעביר בתוך הצינור גליה (איור 1 א'-1), אשר כולל מיושר לימין longitudinally תהליכים astrocytic, באמצעות תאים תאים ישירה הדבקויות, לשפות אחרות גורמים מסיסים-37, 41. סוף סוף, בעוד נזק CNS יונקים גורם שיבשו סידור תהליך astrocytic ויוצרים צלקת גליה פיזית פוגעת התחדשות עצב17, מערכות מידע שאינם יונקים רבים חוסר היווצרות צלקת גליה מזיקה. במקום זאת, תאי גליה של מינים שאינם מידע יונקים לשמור על יותר מאורגן, מיושר תבניות המשמשות כקווי עזר דרך42,17,האזור הפגוע43. למשל, מידע שאינם יונקים SCI דגמים, אקסונים מוצגים לגדול בשיתוף הדוק עם גליה הגשרים שחוצים את הנגע, רומז תפקיד חשוב עבור פיגומים גליה מאורגן בשם דיאלקטריים הקלת עצב רגנרציה ומחזור (שחזור פונקציונלי איור 1A -2) 42 , 44 , 45. החוק הביוגנטי של התכונות neuroanatomical ואת המנגנונים התפתחותית/משובי שתוארו לעיל, תניב סוג חדש של פיגומים מהונדסים מבוסס על גליה חי במקביל שיכולים להביא הגירה העצבית ילדותי, עצב pathfinding דרך סביבות אחרת שאינה מתירני, שעשוי להיות ובכך מקלים את ההשפעות של עצביים האקסון בדרכי ניוון המשויך CNS פציעות ומחלות.
קבוצת המחקר שלנו תוכנן בעבר מספר סוגים של פיגומים חי עבור שחזור ומתוכננים התחדשות של עצב ספינלי מערכת העצבים, מערכת העצבים ההיקפית (מערכת העצבים ההיקפית) באמצעות מיקרו-רקמת רשתות עצביות (מיקרו-TENNs) ורקמות מתוכנן החוצפה-שתלים (TENGs), בהתאמה27,46,47,48. שתי אסטרטגיות מבוססים מטבעם על ביומימטיקה. מיקרו-TENNs הם מבנים בהשראת אנטומית המיועד מבחינה מבנית והן מבחינה תפקודית להחליף שטחים עצב המחבר ברורים אוכלוסיות עצביים במוח. TENGs לנצל את מנגנון התפתחותית של התחדשות עצב הקלו האקסון, ומעוררות "חסיד" צמיחה האקסון לאורך אקסונים "חלוץ", כדי להשיג את מארח היעד התחדשות עצב35,46,48. אנחנו לאחרונה מהוונות על צדדיות של לגרדום חיים טכניקה באמצעות ערכה דומה למטרתו כמו מיקרו-TENNs ומחפשים השראה מן המנגנונים מבוסס עכשיו, דונלד להציג במהלך הפיתוח. . הנה, פיתחנו בונה המורכב מיושר חבילות astrocytic פורש לומן סילוק של מיקרו-טור הידרוג49. פיגומים אלו החיים astrocytic מפותחים באמצעות מילוי אסיפה המחט צינור קפילר-דיקור עם agarose נוזלי כדי ליצור של הידרוג גליל חלול עם הקוטר החיצוני (OD), הקוטר הפנימי (ID) המתאים הקוטר של שפופרת ואת המחט, בהתאמה. בעקבות agarose gelation החילוץ של המיקרו-העמודה הידרוג מהצינור נימי, הפנים חלול הוא מצופה סוג אני קולגן לספק סביבה מתירניות עבור אדהזיה אסטרוציט ו מיושר צרור היווצרות (איור 1B -1). לאחר מכן, לומן הוא נזרע עם מוחי האסטרוציטים קורטיקלית מבודד מן החולדה לאחר הלידה הגורים (איור 1B-2). בניגוד דו-ממדית (2D) שיטות ליישור המסתמכים על היישום של שדות חשמליים, חריצים micropatterned מטריצה חוץ-תאית חלבון (ECM) תכנים, היישור אסטרוציט לגרדום חיים טכניקה מסתמך על הרכבה עצמית לפי משתני לשליטה כגון עקמומיות המצע (העמודה ID), צפיפות תא קולגן ריכוז50,51,52. האסטרוציטים חוזה לשפץ הקולגן ו לרכוש מורפולוגיה דו-קוטבי, מיושר לימין longitudinally מקביל פיגומים טבעי ויוו (איור 1B-3). אכן, אנחנו הם שואפים השימוש של המבנים האלה, כמו כבלים בשם דיאלקטריים פיזי עבור הדרכה ממוקד של העברת נוירונים לא בוגר, כמו גם בקידום התחדשות עצב באמצעות הסביבה שלילי של מערכת העצבים פגום, במיוחד בתרבית של גליה הצלקת (איור 1C). במאמר זה תוכלו להציג את שיטת ייצור מפורט עבור העמודות-המיקרו astrocytic, שלב תמונות חדות עם immunofluorescence את cytoarchitecture הצפוי, דיון מקיף על המגבלות הנוכחי וכיוונים עתידיים של טכניקה.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55848/55848fig1.jpg"> איור 1: השראה, ייצור פרוטוקול ויישומים המוצע עבור הרשתות Astrocytic מיושר. ההשראה הנוירוביולוגי (A): Neuroblasts (1) שמקורן באזור ' neurogenic subventricular ' (SVZ) לנצל את הצינור גליה longitudinally מיושר בזרם נודדות rostral (RMS) עבור העברה מכוונת לעבר הנורה הריח (אבוב); (2) אי-יונקים כגון דו-חיים, דגים יכול להימשך התחדשות לאחר רקמה עצבית נזק בחלקו בשל היווצרות של גליה גשר המחבר את הקצוות של פגיעה (למשל חוט השדרה transected) ומשמש עשו איתו בהדרכת רגנרציה אקסונים. (B) סקירה פבריקציה נוספת: (1) הקמת הידרוג בגודל מיקרון, חלול מיקרו-עמודה בעלת לומן מצופה ECM, (2) זריעה של ראשי האסטרוציטים קורטיקלית מבודד מן הגורים עכברוש כמחנכת, (3) הרכבה עצמית של longitudinally מונחה חבילות תרבות, ו (4) הפקת הצרור מ למטרתו biomaterial ללימודי השתלה עתידית. (ג) יישומים In vivo : (1) פיגומים חיים אלה עשוי לשמש מהונדסים גליה צינורות להעברת נוירון מכוונת ממרכזי neurogenic לשקם אזורים נוירון לקויה; (2) החוק הביוגנטי של מנגנון התפתחותית של חלוצי האקסון הדרכה, מנגנון הרגנרציה של גשרים גליה שאינם יונקים שיעניק אלה פיגומים astrocytic את היכולת לכוון רגנרציה האקסון על פני הלא-מתירני סביבה של הצלקת גליה יונקים. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55848/55848fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acupuncture needle (300 &#181;m diameter)</td>
			<td>Lhasa Medical</td>
			<td>HS.30x40</td>
			<td>The diameter may be varied according to the desired size for the micro-column lumen.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>08772B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s phosphate buffered saline (DPBS)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>14200075</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polystyrene disposable serological pipet</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>13-678-11D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A9539-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microliter glass capillary tube (701 &#181;m)</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>21-170J</td>
			<td>The diameter may be varied according to the desired size for the micro-column shell.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcap bulb dispenser</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>21-170J</td>
			<td>Bulb comes with the microcap tubes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>SP88857200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic bar</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>1451352</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Z683884-1EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25 mm gauge needle</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>14-826-49</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscalpel</td>
			<td>Roboz Surgical</td>
			<td>RS-6270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14081-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>501985</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot bead sterilizer</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Z378550-1EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereoscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>SMZ800N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-spatula</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S50821</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat tail type I collagen</td>
			<td>Corning</td>
			<td>354236</td>
			<td>Maintain at 4 &#186;C and remove only when needed. Use ice to preserve its temperature when in use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge tube</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>02-681-256</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide (NaOH)</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>SS2661</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid (HCl)</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>SA48-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Litmus paper</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>09-876-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hank&#39;s balanced salt solution (HBSS)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>14170112</td>
			<td>Store at 4 &#186;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.25% Trypsin-EDTA</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>25200056</td>
			<td>Store at -20 &#186;C and warm at 37 &#186;C before use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine pancreatic deoxyribonuclease (Dnase) I</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>10104159001</td>
			<td>Store at -20 &#186;C and warm at 37 &#186;C before use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium (DMEM) with Ham&#39;s F-12 Nutrient Mixture</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11330-032</td>
			<td>Store at 4 &#186;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Atlanta Biologicals</td>
			<td>S11195</td>
			<td>Store at -20&#186;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Postnatal day 0 or day 1 Sprague Dawley rat pups</td>
			<td>Charles River</td>
			<td>Strain 001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neurobasal embryonic neuron basal medium</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>21103049</td>
			<td>Store at 4&#186;C and warm at 37 &#186;C before use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B-27 serum free supplement</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>12587010</td>
			<td>Store at -20 &#186;C and warm at 37 &#186;C before use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-glutamine</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>35050061</td>
			<td>Store at -20 &#186;C and warm at 37 &#186;C before use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G5 astrocytic supplement</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>17503012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague Dawley embryonic day 18 rats</td>
			<td>Charles River</td>
			<td>Strain 001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipette</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>22-042816</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL centrifuge tube</td>
			<td>EMESCO</td>
			<td>1194-352099</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>02-215-414</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>05-413-115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemocytometer</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>02-671-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>13 998 076</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formaldehyde 40%</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>F77P-4</td>
			<td>Formaldehyde is a toxic compound known to be carcinogenic, and must be disposed of in a separate container.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass cover slip</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>12-548-5M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nail polish</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences (EMS)</td>
			<td>72180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoromont mounting medium</td>
			<td>Southern Biotech</td>
			<td>0100-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-L-lysine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P4707</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>BP3994</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T8787</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal horse serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>16050-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-glial acidic fibrillary protein (GFAP) primary antibody</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>AB5804</td>
			<td>Store at -20&#186;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-beta-tubulin III primary antibody</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T8578</td>
			<td>Store at -20&#186;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-collagen I primary antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab34710</td>
			<td>Store at -20&#186;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-vimentin</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>AB3400</td>
			<td>Store at -20&#186;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-nestin</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>AB5326</td>
			<td>Store at -20&#186;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey anti-mouse 568 secondary antibody</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A10037</td>
			<td>Store at 4&#186;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey anti-rabbit 568 secondary antibody</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A10042</td>
			<td>Store at 4&#186;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey anti-rabbit 488 secondary antibody</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A21206</td>
			<td>Store at 4&#186;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoechst 33342, Trihydrochloride</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>H3570</td>
			<td>Store at 4&#186;C. Hoechst is a known mutagen that should be treated as a carcinogen. Therefore, it must be disposed of in a separate container.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcein AM</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C1359</td>
			<td>4 mM in anhydrous DMSO</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethidium homodimer-1</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>E1169</td>
			<td>2 mM in DMSO/H2O 1:4 (v/v)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxane (DMSO)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>276855</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A1RSI Laser Scanning Confocal Microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>--------------</td>
			<td>Used for taking the confocal reconstructions of immunolabeled constructs.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eclipse Ti-S Microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>--------------</td>
			<td>Used for taking the phase-contrast images. With digital image acquisition using a QiClick camera interfaced with Nikon Elements Basic Research software (4.10.01).</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

three-dimensional tissue engineered aligned astrocyte networks to recapitulate developmental mechanisms and facilitate nervous system regeneration

מחלת Neurotrauma, ניווניות לעיתים קרובות לגרום שנמשך גרעונות בשל הקיבולת המוגבלת של מערכת העצבים המרכזית (CNS) כדי להחליף את הנוירונים לאיבוד והפק מסלולים עצב. עם זאת, במהלך פיתוח מערכת העצבים, הגירה העצבית והסיומת עצב לעיתים קרובות להתרחש לאורך מסלולים נוצר על ידי תאים אחרים, המכונה "חיים פיגומים". המבקשים לחקות מנגנונים אלה לתכנן אסטרטגיה העוקפות את הסביבה המעכבת של מערכת העצבים, כתב יד זה מציג את פרוטוקול כדי לבדות רקמות מהונדסים מבוססי אסטרוציט "חי פיגומים". כדי ליצור את המבנים האלה, אנחנו מועסקים ערכה למטרתו biomaterial הרומן לזירוז האסטרוציטים להרכיב עצמית צפופה תלת מימדי בחבילות של הפרעה דו קוטבית somata מיושר לימין longitudinally ותהליכים. ראשית, חלול הידרוג מיקרו-עמודות כונסו ולאחר לומן הפנימי היה מצופה מטריצה חוץ-תאית של קולגן. חלופה מועדפת את מוחי האסטרוציטים בקליפת המוח ואז נשלחו לתוך לומן של המיקרו-העמודה גלילי, קריטי בקוטר הפנימי של < מיקרומטר 350, באופן ספונטני עצמית ויישור מתכווץ כדי לייצר זמן כמו סיבים כבלים המורכב חבילות עבות תהליכים אסטרוציט ו קולגן הסיבים מדידה < מיקרומטר 150 קוטר עדיין הרחבת מספר ס מ אורך. אלה מהונדסים חיים פיגומים הציג > 97% תא הכדאיות והיו כמעט באופן בלעדי מורכבת האסטרוציטים לבטא שילוב של פילמנט ביניים חלבונים גליה-fibrillary חומצי החלבון (GFAP), vimentin, ו nestin. אלה המיושר אסטרוציט רשתות נמצאו לספק מצע מתירניות עבור הקובץ המצורף עצביים וכל neurite הרחבה. יתר על כן, מבנים אלה לשמור על שלמות ויישור כאשר מופק למטרתו הידרוג, שהופך אותם למתאימים להשתלה CNS. אלה בונה preformed מבנית לחקות את יסודות cytoarchitectural מפתח באופן טבעי מבוסס על גליה "חיים פיגומים" בתוך vivo. ככזה, פיגומים מהונדסים חיים אלה עשוי לשמש מבחן-מיטות לימוד התפתחותיות מנגנונים במבחנה או להקל על neuroregeneration על ידי הפניית הגירה העצבית ו/או עצב pathfinding בעקבות התנוונות מערכת העצבים המרכזית ויוו .

בתחילה, שלב-ניגודיות מיקרוסקופ שימש כדי לעקוב אחר ההתקדמות של אדהזיה אסטרוציט היווצרות צרור ואת יציבותו הכללית cytoarchitecture כפונקציה של הזמן. ב- h 1 לאחר ציפוי, האסטרוציטים נמצאו ברחבי לומן של המיקרו-העמודות עם מורפולוגיה כדורית (איור 2 א). -5 שעות, האסטרוציטים ה...

Watch this Scientific Journal Video about Three-dimensional Tissue Engineered Aligned Astrocyte Networks to Recapitulate Developmental Mechanisms and Facilitate Nervous System Regeneration at JoVE.com

Three-dimensional Tissue Engineered Aligned Astrocyte Networks to Recapitulate Developmental Mechanisms and Facilitate Nervous System Regeneration

אנחנו ראווה הפיתוח של חבילות שהורכב עצמית, תלת מימדי של somata astrocytic longitudinally מיושר ותהליכים בתוך למטרתו biomaterial הרומן. אלה מהונדסים "חי פיגומים", מפגין בקנה מידה מיקרון קוטר עדיין הארכת ס מ אורך, עשוי לשמש מבחן-מיטות לימוד מנגנוני התפתחותיות או להקל על neuroregeneration על-ידי הגירה העצבית המשגה ו/או עצב pathfinding.

תלת מימדי רקמות מהונדסים מיושר אסטרוציט רשתות כדי לסכם מנגנונים התפתחותית וכדי להקל על מערכת העצבים התחדשות

Neurotrauma and neurodegenerative disease often result in lasting neurological deficits due to the limited capacity of the central nervous system (CNS) to ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Bioengineering

Human Biology

Nervous System

SCIENTISTS IN ACTION

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

תלת ממדית ברזולוציה אופטית photoacoustic מיקרוסקופית

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As ...

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

הדפסה מישוריים תלת ממדי של דיו מוליך

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

Generation of Aligned Functional Myocardial Tissue Through Microcontact Printing

דור של רקמות שריר לב פונקציונליות מזדהות באמצעות הדפסת microcontact

Advanced heart failure represents a major unmet clinical challenge,  arising from the loss of viable and/or fully functional cardiac muscle  cells. ...

Human Cartilage Tissue Fabrication Using Three-dimensional Inkjet Printing Technology

ייצור רקמת סחוס אנושי באמצעות שלושה ממדי הזרקת דיו טכנולוגיית הדפסה

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and ...

Generation of a Three-dimensional Full Thickness Skin Equivalent and Automated Wounding

דור של עור בעובי מלא תלת ממדי Equivalent ואוטומטי פציעה

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models ...

Engineering 3D Cellularized Collagen Gels for Vascular Tissue Regeneration

הנדסת ג&#39;ל קולגן Cellularized 3D לשחזור רקמות וכלי דם

Synthetic materials are known to initiate clinical complications such as inflammation, stenosis, and infections when implanted as vascular substitutes. ...

Construction of Defined Human Engineered Cardiac Tissues to Study Mechanisms of Cardiac Cell Therapy

בניית רקמות לב Engineered האנושית תחם לחקור מנגנונים של טיפול בתאי לב

Human cardiac tissue engineering can fundamentally impact therapeutic discovery through the development of new species-specific screening systems that ...

Engineering Three-dimensional Epithelial Tissues Embedded within Extracellular Matrix

הנדסה תלת מימדי רקמות אפיתל Embedded בתוך מטריקס

The architecture of branched organs such as the lungs, kidneys, and mammary glands arises through the developmental process of branching morphogenesis, ...

Melt Electrospinning Writing of Three-dimensional Poly(&#949;-caprolactone) Scaffolds with Controllable Morphologies for Tissue Engineering Applications

Melt Electrospinning Writing of Three-dimensional PolyÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Âµ-caprolactone Scaffolds with Controllable Morphologies for Tissue Engineering Applications

להמיס Electrospinning הכתיבה של פיגומים Poly(ε-caprolactone) תלת מימדי עם מורפולוגיות לשליטה עבור יישומי הנדסת רקמות

This tutorial reflects on the fundamental principles and guidelines for electrospinning writing with polymer melts, an additive manufacturing technology ...

Culturing Mammalian Cells in Three-dimensional Peptide Scaffolds

Culturing בתרבית של תאים בפפטיד תלת מימדי פיגומים

A useful technique for culturing cells in a self-assembling nanofiber three-dimensional (3D) scaffold is described. This culture system recreates an ...