Name: a simplified and efficient method to isolate primary human keratinocytes from adult skin tissue
Uploaded: 2018-08-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simplified and Efficient Method to Isolate Primary Human Keratinocytes from Adult Skin Tissue at JoVE.com

Diese Arbeit wurde unterstützt durch National Key Research and Development Program of China (2017YFA0104604), das allgemeine Programm der National Natural Science Foundation of China (NSFC, 81772093), der Wissenschaft und Technologie Entwicklung Programm von Suzhou (ZXL2015128), der Natural Science Foundation der Provinz Jiangsu (BK20161241), und ein Shandong Taishan Scholar Award (tshw201502065).

Menschlichem Gewebe, die in diesem Protokoll verwendeten nach den Richtlinien des Instituts Humanforschung Ethik-Kommission behandelt wurden (NO.2015120401, Datum: 12. Mai 2015).
1. Vorbereitungen
<ol><li>Sammeln frische Erwachsenen Bauchhaut Gewebe verworfen von plastische Chirurgie am Krankenhaus in einen 50-mL-Tube mit 10 mL eiskaltes Dulbecco modifizierten Eagle Medium (DMEM). Das Präparat kann bei 4 ° C bis zu 72 h ohne erheblichen Auswirkungen auf die Zellviabilität gehalten werden....

<ol>
	<li>Ojeh, N., Pastar, I., Tomic-Canic, M., Stojadinovic, O. <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+Skin+Regeneration,+Wound+Healing,+and+Their+Clinical+Applications.">Stem Cells in Skin Regeneration, Wound Healing, and Their Clinical Applications.</a> International Journal of Molecular Sciences. 16 (10), 25476-25501 (2015).</li><li>Sotiropoulou, P. A., Blanpain, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+homeostasis+of+the+skin+epidermis.">Development and homeostasis of the skin epidermis.</a> Cold Spring Harbor Perspectives in BIology. 4 (7), a008383 (2012).</li><li>Kamstrup, M., Faurschou, A., Gniadecki, R., Wulf, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidermal+stem+cells+-+role+in+normal,+wounded+and+pathological+psoriatic+and+cancer+skin.">Epidermal stem cells - role in normal, wounded and pathological psoriatic and cancer skin.</a> Current Stem Cell Research &amp; Therapy. 3 (2), 146-150 (2008).</li><li>Blanpain, C., Fuchs, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidermal+stem+cells+of+the+skin.">Epidermal stem cells of the skin.</a> Annual Review of Cell and Developmental Biology. 22 (22), 339-373 (2006).</li><li>Guo, Z., 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=Building+a+microphysiological+skin+model+from+induced+pluripotent+stem+cells.">Building a microphysiological skin model from induced pluripotent stem cells.</a> Stem Cell Research &amp; Therapy. 4 (S1), S2 (2013).</li><li>Aasen, T., Izpisua Belmonte, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+cultivation+of+human+keratinocytes+from+skin+or+plucked+hair+for+the+generation+of+induced+pluripotent+stem+cells.">Isolation and cultivation of human keratinocytes from skin or plucked hair for the generation of induced pluripotent stem cells.</a> Nature Protocols. 5 (2), 371-382 (2010).</li><li>Bayati, V., Abbaspour, M. R., Neisi, N., Hashemitabar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin-derived+precursors+possess+the+ability+of+differentiation+into+the+epidermal+progeny+and+accelerate+burn+wound+healing.">Skin-derived precursors possess the ability of differentiation into the epidermal progeny and accelerate burn wound healing.</a> Cell Biology International. 41 (2), 187-196 (2017).</li><li>Hirsch, 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=Regeneration+of+the+entire+human+epidermis+using+transgenic+stem+cells.">Regeneration of the entire human epidermis using transgenic stem cells.</a> Nature. 551 (7680), 327-332 (2017).</li><li>Hentzer, B., Kobayasi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+human+epidermal+cells+from+fibroblasts+in+primary+skin+culture.">Separation of human epidermal cells from fibroblasts in primary skin culture.</a> Archiv f&#252;r dermatologische Forschung. 252 (1), 39-46 (1975).</li><li>Terunuma, A., Limgala, R. P., Park, C. J., Choudhary, I., Vogel, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+procurement+of+epithelial+stem+cells+from+human+tissue+specimens+using+a+Rho-associated+protein+kinase+inhibitor+Y-27632.">Efficient procurement of epithelial stem cells from human tissue specimens using a Rho-associated protein kinase inhibitor Y-27632.</a> Tissue Engineering Part A. 16 (4), 1363-1368 (2010).</li><li>Zhou, 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=ROCK+inhibitor+Y-27632+increases+the+cloning+efficiency+of+limbal+stem/progenitor+cells+by+improving+their+adherence+and+ROS-scavenging+capacity.">ROCK inhibitor Y-27632 increases the cloning efficiency of limbal stem/progenitor cells by improving their adherence and ROS-scavenging capacity.</a> Tissue Engineering Part C: Methods. 19 (7), 531-537 (2013).</li><li>Kurosawa, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+Rho-associated+protein+kinase+(ROCK)+inhibitor+to+human+pluripotent+stem+cells.">Application of Rho-associated protein kinase (ROCK) inhibitor to human pluripotent stem cells.</a> Journal of Bioscience and Bioengineering. 114 (6), 577-581 (2012).</li><li>Wen, J., Zu, T., Zhou, Q., Leng, X., Wu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Y-27632+simplifies+the+isolation+procedure+of+human+primary+epidermal+cells+by+selectively+blocking+focal+adhesion+of+dermal+cells.">Y-27632 simplifies the isolation procedure of human primary epidermal cells by selectively blocking focal adhesion of dermal cells.</a> Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 12 (2), e1251-e1255 (2018).</li><li>Zou, D., Pan, J., Zhang, P., Wu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+to+isolate+human+epidermal+keratinocytes.">A new method to isolate human epidermal keratinocytes.</a> Journal of Clinical Dermatology (in Chinese). 6, 424-429 (2016).</li><li>Cerqueira, M. 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A., Modzelewska, K., Kwong, L., Keely, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focal+adhesion+regulation+of+cell+behavior.">Focal adhesion regulation of cell behavior.</a> Biochimica et Biophysica Acta. 1692 (2-3), 103-119 (2004).</li></ol>

Kultivierte primäre HKCs haben häufig genutzt, um Wunden in Kliniken mehr als drei Jahrzehnte lang zu behandeln, und seit dieser Zeit wurde es immer wichtig, ausreichende Zahl von Zellen für klinische Anwendungen in einer fristgerechten Weise effizient zu erhalten. Daher erschwert in der Praxis, die herkömmliche Isolierung-Methode, die die Trennung der Epidermis von der Dermis erfordert, diese Anforderungen durch die geringe Ausbeute an Zellen und die geringe Fähigkeit, adulte Zellen die passage. Hier beschreiben wi...

Ziel war es, ein einfaches und effizientes Protokoll zur primären menschlichen Keratinozyten (HKCs) von adulten Geweben, vor allem für klinische Anwendungen isolieren zu entwickeln. Epidermalen Hautstammzellen, lokalisiert in der basalen Schicht der Haut, besitzen ein hohes Potenzial zu vermehren und zu unterscheiden und bieten Keratinozyten zur Aufrechterhaltung der Funktionen der Haut1,2,3, 4. HKCs von Geweben weit für Haut Gewebe-Engineering und Regeneration Zwecke, vor allem in der Reparatur der beschädigten Haut und in der Gentherapie für klinische Anwendungen5,6 verbreitet sindHaut isoliert. Die Schlüsselfrage für HKC-basierten Anwendungen ist es, effizient zu isolieren und zu große Anzahl von HKCs mit hohem Potenzial in-vitro-7,8zu erweitern. Obwohl verschiedene Forschergruppen Methoden entwickelt, um die Kulturen der Stamm-ähnliche HKCs zu produzieren, sind diese Methoden manchmal zeitaufwendig und kompliziert zu führen und andere Einschränkungen, z. B. niedrige Zelle Renditen und durch die Art der Haut Probe begrenzt 9verwendet. Zum Beispiel beinhaltet die traditionelle Methode, HKCs von Hautgewebe zu isolieren eine zweistufigen enzymatischen Verdauung mit einer Trennung der Epidermis von der Dermis-6. Diese Methode funktioniert in der Regel gut für neonatale Gewebe, aber es wird sehr schwierig, wenn verwendet, um Zellen aus adulten Geweben zu isolieren.
Y-27632, ein Inhibitor der Rho-assoziierten Proteinkinase (ROCK), wurde berichtet, erheblich verbessern die Effizienz der epidermalen Stammzellen isoliert und Kolonie Wachstum10,11,12. In einer früheren Studie entdeckten wir, dass Y-27632 das klonale Wachstum der Epidermiszellen erleichtert sondern den Ertrag der dermalen Zellen verringert durch die differentiell Steuerung des Ausdrucks der Adhäsion Moleküle13. Wir stellte auch ein neues konditionierten Inokulation Medium, genannt G-Medium, das Wachstum und Ertrag von primären epidermalen Zellen unterstützt. Durch die Kombination G-Medium mit Y-27632, kann diese neuartige Methode epidermale und dermale Zellen spontan nach Enzym Verdauung, so dass den Schritt der Epidermis-Dermis Trennung13,14trennen. Basierend auf früheren Berichten, beschreiben wir nun die Einzelheiten des Verfahrens der neuen Methode HKCs von Erwachsenen Hautgewebe zu isolieren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1344px;" width="1342">
	<tbody>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:263px;">Countess automated cell counter</td>
			<td style="width:291px;">Invitrogen Inc.&#160;</td>
			<td style="width:264px;">C10227</td>
			<td style="width:527px;">Automatic cell counting&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">CO2 Incubator</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>51026333</td>
			<td>For cell incubating</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Sorvall ST 16R Centrifuge</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>75004380</td>
			<td>Cell centrifuge</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Constant Temperature Shaker</td>
			<td>Shanghai Boxun</td>
			<td>150036</td>
			<td>For water bath</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Electronic Scale</td>
			<td>Harbin Zhonghui</td>
			<td>1171193</td>
			<td>For tissue weighing</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Cell Culture Dish</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>30702115</td>
			<td>For cell culture</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">50ml Centrifuge Tube</td>
			<td>KIRGEN</td>
			<td>171003</td>
			<td>For cell centrifuge</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Cell Strainer</td>
			<td>Corning incorporated</td>
			<td>431792</td>
			<td>Cell filtration</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Phosphate buffered solution</td>
			<td>Solarbio Life Science&#160;</td>
			<td>P1020-500</td>
			<td>Washing solution</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">DMEM</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>C11995500</td>
			<td>Component of neutralization medium</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Defined K-SFM</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>10785-012</td>
			<td>Epidermal cells culture medium</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Penicillin Streptomycin</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>15140-122</td>
			<td>Antibiotics</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Biological Industries</td>
			<td>04-001-1AC5</td>
			<td>Component of neutralization medium</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">0.05% Trypsin</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>25300-062</td>
			<td>For HKC dissociation</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">0.25% Trypsin&#160;</td>
			<td>Beijing Solarbio Science &#38; Technology</td>
			<td>T1350-100</td>
			<td>For HKC dissociation</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Coating Matrix Kit</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>R-011-K</td>
			<td>For coating matrix</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Dispase</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17105-041</td>
			<td>For HKC isolation</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Collagenase Type I</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>17100-017</td>
			<td>For HKC isolation</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Deoxyribonuclease I</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>9003-98-9</td>
			<td>For HKC isolation</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">F12 Nutrient Mix, Hams</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>31765035</td>
			<td>Component of G-medium</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">B27 Supplement</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>17504044</td>
			<td>Growth factor in G-medium</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">FGF-2 Millipore</td>
			<td>Merck Biosciences</td>
			<td>341595</td>
			<td>Growth factor in G-medium</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Y-27632</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Y0503</td>
			<td>ROCK inhibitor</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Fungizone</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15290026</td>
			<td>Preparation for G-medium</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">EGF Recombinant Human Protein</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>PHG0311</td>
			<td>Growth factor in G-medium</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Cell Counting Kit-8</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>NC9864731</td>
			<td>cell proliferation and cytotoxicity assays</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Mouse Anti-Human Cytokeratin5</td>
			<td>Hewlett-Packard Development Company</td>
			<td>MA-20142</td>
			<td>For immunofluorescence staining to check differentiation marker of HKCs</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Rabbit Anti-Human Loricrin</td>
			<td>Covance</td>
			<td>PRB-145p</td>
			<td>For immunofluorescence staining to check differentiation marker of HKCs</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Mouse anti-human Vimentin</td>
			<td>Cell Signaling Technology</td>
			<td>3390</td>
			<td>For immunofluorescence staining of dermal fibroblasts</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Integrin &#945;6(GOH3)</td>
			<td>Santa Cruz&#160;</td>
			<td>SC-19622</td>
			<td>flow cytometry analysis of HKCs</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:263px;">Rat IgG2a FITC</td>
			<td>Santa Cruz&#160;</td>
			<td>SC-2831</td>
			<td>negative control antibody of &#945;6-integrin&#160; in flow cytometry analysis&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simplified and efficient method to isolate primary human keratinocytes from adult skin tissue

Primären menschlichen Keratinozyten aus frischem Hautgewebe und ihre Erweiterung in-vitro- isoliert haben für Laborforschung und klinische Anwendungen weit verbreitet. Die konventionelle Isolationsmethode der menschlichen Keratinozyten beinhaltet ein zweistufiges sequentielle enzymatische Verdauung Verfahren, die sich bewährt hat, als ineffizient bei der Schaffung von Primärzellen von adulten Geweben aufgrund der niedrigen Zelle Wiederfindungsrate und reduzierten Zelle Lebensfähigkeit. Wir berichteten vor kurzem eine fortgeschrittene Methode, menschliche primäre epidermaler Vorläuferzellen von Hautgewebe zu isolieren, die die Rho-Kinase-Inhibitor Y-27632 im Medium nutzt. Im Vergleich mit dem traditionellen Protokoll, diese neue Methode ist einfacher, leichter und weniger zeitaufwendig, und epithelialen Stammzellen Ausbeute erhöht und verbessert ihre Stammzell-Eigenschaften. Darüber hinaus der neuen Methodik erfordert nicht die Trennung der Epidermis von der Dermis, und eignet sich somit für die Isolierung von Zellen aus verschiedenen Arten von adulten Geweben. Diese neue Isolationsmethode überwindet die größten Schwächen der herkömmlichen Methoden und eignet sich eher für die Herstellung von großen Zahlen von epidermalen Zellen mit hoher Potenz für Labor und klinische Anwendungen. Hier beschreiben wir die neue Methode im Detail.

Schematische Darstellungen der neuen Methode (Abbildung 1A) und der konventionellen Methode (Abbildung 1 b) sind in Abbildung 1dargestellt. Die konventionelle Methode ist eine zweistufige Verdauung, die eine 2-Tages-Verfahren erfordert. Die neue Methode ist dagegen eine einstufige Verdauung, die dauert rund 3 Stunden durchzuführen. Wichtig ist, erhalten die neue One-Step-Methode zwei Populationen (e...

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A Simplified and Efficient Method to Isolate Primary Human Keratinocytes from Adult Skin Tissue

Hier präsentieren wir ein Protokoll zur primären menschlichen Keratinozyten aus Erwachsenen Hautgewebe effizient zu isolieren. Diese Methode vereinfacht das konventionelle Verfahren mithilfe der ROCK-Inhibitor Y-27632 Mittel-und Impfung spontan Epidermiszellen von dermalen Zellen zu trennen.

Eine vereinfachte und effiziente Methode zur primären menschlichen Keratinozyten aus Erwachsenen Hautgewebe zu isolieren

Primary human keratinocytes isolated from fresh skin tissues and their expansion in vitro have been widely used for laboratory research and for clinical ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Isolation and Quantitative Immunocytochemical Characterization of Primary Myogenic Cells and Fibroblasts from Human Skeletal Muscle

Isolierung und Charakterisierung von Quantitative Immunzytochemische Primäre myogenen Zellen und Fibroblasten aus menschlichen Skelettmuskel

The repair and regeneration of skeletal muscle requires the action of satellite cells, which are the resident muscle stem cells. These can be isolated ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

Transfection, Selection, and Colony-picking of Human Induced Pluripotent Stem Cells TALEN-targeted with a GFP Gene into the AAVS1 Safe Harbor

Transfektion, Selektion und Colony-Picking für Menschen induzierten pluripotenten Stammzellen mit einem GFP-Gen in die AAVS1 Safe Harbor TALEN ziel

Targeted transgene addition can provide persistent gene expression while circumventing the gene silencing and insertional mutagenesis caused by viral ...

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Eine schnelle und effiziente Methode zur Reinigung von Entodermzellen generiert aus humanen embryonalen Stammzellen

The differentiation capabilities of pluripotent stem cells such as embryonic stem cells (ESCs) allow a potential therapeutic application for cell ...

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Epigenetische Umwandlung als eine sichere und einfache Methode, Insulin absondernden Zellen aus adulten Fibroblasten der Haut zu erhalten

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