Name: generation of 3d skin organoid from cord blood-derived induced pluripotent stem cells
Uploaded: 2019-04-18T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Generation of 3D Skin Organoid from Cord Blood-derived Induced Pluripotent Stem Cells at JoVE.com

Detta arbete stöds av ett bidrag från Korea hälso-och sjukvård teknik R & D projekt, ministeriet för hälsa, välfärd och familjefrågor, Sydkorea (H16C2177, H18C1178).

Alla förfaranden som involverar djur utfördes enligt lagen om laboratorium djur välfärd, guiden för skötsel och användning av försöksdjur, och de riktlinjer och Policies för gnagare experiment som tillhandahålls av den institutionella Animal Care och Använd kommittén (IACUC) av School of Medicine vid katolska universitetet i Korea. Studieprotokollet godkändes av den institutionella Review Board av den katolska universitet i Korea (CUMC-2018-0191-01). IACUC och den avdelning av laboratorium djur (DOLA) Korea...

<ol>
	<li>Vincent, J. F., Bogatyreva, O. A., Bogatyrev, N. R., Bowyer, A., Pahl, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomimetics:+its+practice+and+theory.">Biomimetics: its practice and theory.</a> Journal of The Royal Society Interface. 3 (9), 471-482 (2006).</li><li>Madison, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Barrier+function+of+the+skin:+"la+raison+d'etre"+of+the+epidermis.">Barrier function of the skin: "la raison d'etre" of the epidermis.</a> Journal of Investigative Dermatology. 121 (2), 231-241 (2003).</li><li>Chen, M., Przyborowski, M., Berthiaume, F. <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+for+skin+tissue+engineering+and+wound+healing.">Stem cells for skin tissue engineering and wound healing.</a> Critical Reviews in Biomedical Engineering. 37 (4-5), 399-421 (2009).</li><li>Dixit, 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=Immunological+challenges+associated+with+artificial+skin+grafts:+available+solutions+and+stem+cells+in+future+design+of+synthetic+skin.">Immunological challenges associated with artificial skin grafts: available solutions and stem cells in future design of synthetic skin.</a> Journal of Biological Engineering. 11, 49 (2017).</li><li>Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induced+pluripotent+stem+cells:+past,+present,+and+future.">Induced pluripotent stem cells: past, present, and future.</a> Cell Stem Cell. 10 (6), 678-684 (2012).</li><li>Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pluripotency+and+nuclear+reprogramming.">Pluripotency and nuclear reprogramming.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 363 (1500), 2079-2087 (2008).</li><li>Scheiner, Z. S., Talib, S., Feigal, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+for+immunogenicity+of+autologous+induced+pluripotent+stem+cell-derived+therapies.">The potential for immunogenicity of autologous induced pluripotent stem cell-derived therapies.</a> Journal of Biological Chemistry. 289 (8), 4571-4577 (2014).</li><li>Zimmermann, A., Preynat-Seauve, O., Tiercy, J. M., Krause, K. H., Villard, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Haplotype-based+banking+of+human+pluripotent+stem+cells+for+transplantation:+potential+and+limitations.">Haplotype-based banking of human pluripotent stem cells for transplantation: potential and limitations.</a> Stem Cells and Development. 21 (13), 2364-2373 (2012).</li><li>Takahashi, K., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+pluripotent+stem+cells+from+mouse+embryonic+and+adult+fibroblast+cultures+by+defined+factors.">Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.</a> Cell. 126 (4), 663-676 (2006).</li><li>Terasaki, P. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+brief+history+of+HLA.">A brief history of HLA.</a> Immunologic Research. 38 (1-3), 139-148 (2007).</li><li>Haase, A., 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=Generation+of+induced+pluripotent+stem+cells+from+human+cord+blood.">Generation of induced pluripotent stem cells from human cord blood.</a> Cell Stem Cell. 5 (4), 434-441 (2009).</li><li>Rim, Y. A., 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=Recent+progress+of+national+banking+project+on+homozygous+HLA-typed+induced+pluripotent+stem+cells+in+South+Korea.">Recent progress of national banking project on homozygous HLA-typed induced pluripotent stem cells in South Korea.</a> Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 12 (3), 1531-1536 (2018).</li><li>Nakatsuji, N., Nakajima, F., Tokunaga, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HLA-haplotype+banking+and+iPS+cells.">HLA-haplotype banking and iPS cells.</a> Nature Biotechnology. 26 (7), 739-740 (2008).</li><li>Pappas, D. 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=Proceedings:+human+leukocyte+antigen+haplo-homozygous+induced+pluripotent+stem+cell+haplobank+modeled+after+the+california+population:+evaluating+matching+in+a+multiethnic+and+admixed+population.">Proceedings: human leukocyte antigen haplo-homozygous induced pluripotent stem cell haplobank modeled after the california population: evaluating matching in a multiethnic and admixed population.</a> Stem Cells Translational Medicine. 4 (5), 413-418 (2015).</li><li>Embryoid body formation from human pluripotent stem cells in chemically defined E8 media. StemBook Available from: <a target="_blank" href="https://www.stembook.org/node/6632">https://www.stembook.org/node/6632</a> (2008)</li><li>Kim, 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=Establishment+of+a+complex+skin+structure+via+layered+co-culture+of+keratinocytes+and+fibroblasts+derived+from+induced+pluripotent+stem+cells.">Establishment of a complex skin structure via layered co-culture of keratinocytes and fibroblasts derived from induced pluripotent stem cells.</a> Stem Cell Research &amp; Therapy. 9 (1), 217 (2018).</li><li>Diecke, S., Jung, S. M., Lee, J., Ju, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+technological+updates+and+clinical+applications+of+induced+pluripotent+stem+cells.">Recent technological updates and clinical applications of induced pluripotent stem cells.</a> The Korean Journal of Internal Medicine. 29 (5), 547-557 (2014).</li><li>Shi, Y., Inoue, H., Wu, J. C., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induced+pluripotent+stem+cell+technology:+a+decade+of+progress.">Induced pluripotent stem cell technology: a decade of progress.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 16 (2), 115-130 (2017).</li><li>Yoshida, Y., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+stem+cell+advances:+induced+pluripotent+stem+cells+for+disease+modeling+and+stem+cell-based+regeneration.">Recent stem cell advances: induced pluripotent stem cells for disease modeling and stem cell-based regeneration.</a> Circulation. 122 (1), 80-87 (2010).</li><li>Pham, T. L., Nguyen, T. T., Van Bui, A., Nguyen, M. T., Van Pham, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fetal+heart+extract+facilitates+the+differentiation+of+human+umbilical+cord+blood-derived+mesenchymal+stem+cells+into+heart+muscle+precursor+cells.">Fetal heart extract facilitates the differentiation of human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells into heart muscle precursor cells.</a> Cytotechnology. 68 (4), 645-658 (2016).</li><li>Stecklum, 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=Cell+differentiation+mediated+by+co-culture+of+human+umbilical+cord+blood+stem+cells+with+murine+hepatic+cells.">Cell differentiation mediated by co-culture of human umbilical cord blood stem cells with murine hepatic cells.</a> In Vitro Cellular &amp; Developmental Biology - Animal. 51 (2), 183-191 (2015).</li><li>Nam, Y., Rim, Y. A., Ju, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondrogenic+Pellet+Formation+from+Cord+Blood-derived+Induced+Pluripotent+Stem+Cells.">Chondrogenic Pellet Formation from Cord Blood-derived Induced Pluripotent Stem Cells.</a> Journal of Visualized Experiments. (124), e55988 (2017).</li><li>Rim, Y. A., Nam, Y., Ju, J. 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+Cord+Blood+and+Cord+Blood-derived+Induced+Pluripotent+Stem+Cells+for+Cartilage+Regeneration.">Application of Cord Blood and Cord Blood-derived Induced Pluripotent Stem Cells for Cartilage Regeneration.</a> Cell Transplantation. , (2018).</li><li>Shevde, N. K., Mael, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techniques+in+embryoid+body+formation+from+human+pluripotent+stem+cells.">Techniques in embryoid body formation from human pluripotent stem cells.</a> Methods in Molecular Biology. 946, 535-546 (2013).</li><li>Shamis, 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=iPSC-derived+fibroblasts+demonstrate+augmented+production+and+assembly+of+extracellular+matrix+proteins.">iPSC-derived fibroblasts demonstrate augmented production and assembly of extracellular matrix proteins.</a> In Vitro Cellular &amp; Developmental Biology - Animal. 48 (2), 112-122 (2012).</li><li>Bikle, D. D., Xie, Z., Tu, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+regulation+of+keratinocyte+differentiation.">Calcium regulation of keratinocyte differentiation.</a> Expert Review of Endocrinology &amp; Metabolism. 7 (4), 461-472 (2012).</li><li>Bernstam, L. I., Vaughan, F. L., Bernstein, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Keratinocytes+grown+at+the+air-liquid+interface.">Keratinocytes grown at the air-liquid interface.</a> In Vitro Cellular &amp; Developmental Biology. 22 (12), 695-705 (1986).</li><li>Prunieras, M., Regnier, M., Woodley, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+cultivation+of+keratinocytes+with+an+air-liquid+interface.">Methods for cultivation of keratinocytes with an air-liquid interface.</a> Journal of Investigative Dermatology. 81, 28-33 (1983).</li><li>Steven, A. C., Bisher, M. E., Roop, D. R., Steinert, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biosynthetic+pathways+of+filaggrin+and+loricrin--two+major+proteins+expressed+by+terminally+differentiated+epidermal+keratinocytes.">Biosynthetic pathways of filaggrin and loricrin--two major proteins expressed by terminally differentiated epidermal keratinocytes.</a> Journal of Structural Biology. 104 (1-3), 150-162 (1990).</li><li>Hohl, 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=Characterization+of+human+loricrin.+Structure+and+function+of+a+new+class+of+epidermal+cell+envelope+proteins.">Characterization of human loricrin. Structure and function of a new class of epidermal cell envelope proteins.</a> Journal of Biological Chemistry. 266 (10), 6626-6636 (1991).</li><li>Bern, R., 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=Original+and+modified+technique+of+tie-over+dressing:+Method+and+application+in+burn+patients.">Original and modified technique of tie-over dressing: Method and application in burn patients.</a> Burns. 44 (5), 1357-1360 (2018).</li><li>Joyce, C. W., Joyce, K. M., Kennedy, A. M., Kelly, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Running+Barbed+Tie-over+Dressing.">The Running Barbed Tie-over Dressing.</a> Plastic and Reconstructive Surgery - Global Open. 2 (4), 137 (2014).</li><li>Wang, C. K., Nelson, C. F., Brinkman, A. M., Miller, A. C., Hoeffler, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+cell+sorting+of+fibroblasts+and+keratinocytes+creates+an+organotypic+human+skin+equivalent.">Spontaneous cell sorting of fibroblasts and keratinocytes creates an organotypic human skin equivalent.</a> Journal of Investigative Dermatology. 114 (4), 674-680 (2000).</li><li>Yang, R., 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=Generation+of+folliculogenic+human+epithelial+stem+cells+from+induced+pluripotent+stem+cells.">Generation of folliculogenic human epithelial stem cells from induced pluripotent stem cells.</a> Nature Communications. 5, 3071 (2014).</li></ol>

Mänskliga iPSCs har föreslagits som ett nytt alternativ för personlig regenerativ medicin17. Patientderiverade personlig iPSCs speglar patientens egenskaper som kan användas för sjukdom modellering, drogkontroll och autolog transplantation18,19. Användning av patientderiverade iPSCs kan också övervinna problemen när det gäller primära celler, en brist på adekvat cell nummer och immunreaktioner5,</su...

Huden täcker den yttersta ytan av kroppen och skyddar inre organ. Huden har olika funktioner, inklusive skydda mot patogener, absorbera och lagra vatten, reglera kroppstemperaturen och utsöndra kroppen avfall2. Hudtransplantation kan klassificeras beroende på källan som huden; ympkvistar använder hud från en annan givare kallas organtransplantationer och ympkvistar använder patientens egen huden är delad. Även om en autograft är den föredragna behandlingen på grund av dess låga avvisande risk, är hud biopsier svåra att utföra på patienter med svåra skador eller ett otillräckligt antal hudceller. Hos patienter med svåra brännskador är tre gånger antalet hudceller nödvändiga för att täcka stora områden. Den begränsade tillgången av hudceller från en patients kropp resulterar i situationer där allogenous transplantation är nödvändigt. En transplantatavstötning används tillfälligt tills autolog transplantation kan utföras eftersom det är oftast avvisas av värdens immunförsvar efter cirka 1 vecka3. För att övervinna förkastande av patientens immunförsvar, måste transplantat komma från en källa med samma immun identitet som den tålmodiga4.
Mänskliga iPSCs är en framväxande källa av celler för stamceller terapi5. Mänskliga iPSCs genereras från kroppsceller, använda omplanering faktorer såsom OCT4, SOX2, Klf4 och c-Myc6. Använder mänskliga iPSCs övervinner de etiska och immunologiska problem av embryonala stamceller (råden)7,8. Mänskliga iPSCs har pluripotency och kan differentieras till tre groddar lager9. Förekomst av HLA, en kritisk faktor inom regenerativ medicin, avgör immunsvaret och möjligheten till förkastande10. Användning av patientderiverade iPSCs löser problemen med cell-source begränsning och immunsystemet förkastande. CBMCs har också dykt upp som en alternativ cell källa för regenerativ medicin11. Obligatoriska HLA maskinskrivning, som uppstår under återstående bank, kan enkelt användas för forskning och transplantation. Ytterligare, homozygot HLA-typ iPSCs kan ofta gälla olika patienter12. En CBMC-iPSC bank är en ny och effektiv strategi för cellterapi och prövningar regenerativ medicin12,13,14. I denna studie, vi använder CBMC-iPSCs, differentierade keratinocyter och fibroblaster, och generera stratifierat 3D hudlagren. Resultaten från denna studie tyder på att en CBMC-iPSC-härledda 3D hud organoid är ett nytt verktyg för in vitro- och in vivo Dermatologisk forskning.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:965px;" width="964">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:301px;">Adenine</td>
			<td style="width:127px;">Sigma</td>
			<td style="width:136px;">A2786</td>
			<td style="width:401px;">Component of differentiation medium for fibroblast</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">AggreWell Medium (EB formation medium)</td>
			<td>STEMCELL</td>
			<td>05893</td>
			<td>EB formation</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Anti-Fibronectin antibody</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab23750</td>
			<td>Fibroblast marker</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Anti-KRT14 antibody</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab7800</td>
			<td>Keratinocyte marker</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Anti-Loricrin antibody</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab85679</td>
			<td>Stratum corneum marker</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Anti-p63 antibody</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab124762</td>
			<td>Keratinocyte marker</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Anti-Vimentin antibody</td>
			<td>Santa cruz</td>
			<td>sc-7558</td>
			<td>Fibroblast marker</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">BAND AID FLEXIBLE FABRIC</td>
			<td>Johnson &#38; Johnson</td>
			<td>-</td>
			<td>Bandage</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Basement membrane matrix (Matrigel)</td>
			<td>BD</td>
			<td>354277</td>
			<td>Component of differentiation medium for fibroblast</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">BLACK SILK suture</td>
			<td>AILEEE</td>
			<td>SK617</td>
			<td>Skin graft</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">CaCl2</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C5670</td>
			<td>Component of epithelial medium for 3D skin organoid</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Collagen type I</td>
			<td>BD</td>
			<td>354236</td>
			<td>3D skin organoid</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Collagen type IV</td>
			<td>Santa-cruz</td>
			<td>sc-29010</td>
			<td>Component of differentiation medium for keratinocyte</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Defined keratinocyte-Serum Free Medium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10744-019</td>
			<td>Component of differentiation medium for keratinocyte</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">DMEM, high glucose</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11995065</td>
			<td>Component of differentiation medium</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">DMEM/F12 Medium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11330-032</td>
			<td>Component of differentiation medium</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Essential 8 medium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>A1517001</td>
			<td>iPSC medium</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">FBS, Qualified</td>
			<td>Corning</td>
			<td>35-015-CV</td>
			<td>Component of differentiation medium for fibroblast and keratinocyte</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Glutamax Supplement&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>35050061</td>
			<td>Component of differentiation medium for fibroblast</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">Insulin</td>
			<td>Invtrogen</td>
			<td>12585-014</td>
			<td>Component of differentiation medium for fibroblast and keratinocyte</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">Iris standard curved scissor</td>
			<td>Professional</td>
			<td>PC-02.10</td>
			<td>Surgical instrument</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">Keratinocyte Serum Free Medium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17005-042</td>
			<td>Component of differentiation medium for keratinocyte</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">L-ascorbic acid 2-phosphata sesquimagnesium salt hydrate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A8960</td>
			<td>Component of differentiation medium for keratinocyte</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">MEM Non-Essential Amino Acid</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>1140050</td>
			<td>Component of differentiation medium for fibroblast</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">Meriam Forceps Thumb 16 cm</td>
			<td>HIROSE</td>
			<td>HC 2265-1</td>
			<td>Surgical instrument</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">NOD.CB17-Prkdc SCID/J</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td>001303</td>
			<td>Mice strain for skin graft</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">Petri dish 90 mm</td>
			<td>Hyundai Micro</td>
			<td>H10090</td>
			<td>Plastic ware</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">Recombinant Human BMP-4</td>
			<td>R&#38;D</td>
			<td>314-BP</td>
			<td>Component of differentiation medium for keratinocyte</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Recombinant human EGF protein</td>
			<td>R&#38;D</td>
			<td>236-EG</td>
			<td>Component of differentiation medium for keratinocyte</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">Retinoic acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>R2625</td>
			<td>Component of differentiation medium for keratinocyte</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">T/C Petridish 100 mm, 240/bx</td>
			<td>TPP</td>
			<td>93100</td>
			<td>Plastic ware</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">Transferrin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T3705</td>
			<td>Component of epithelial medium for 3D skin organoid</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">Transwell-COL collagen-coated membrane inserts&#160;</td>
			<td>Corning</td>
			<td>CLS3492</td>
			<td>Plastic ware for 3D skin organoid&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">Vitronectin</td>
			<td>Life technologies</td>
			<td>A14700</td>
			<td>iPSC culture</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;">Y-27632 Dihydrochloride</td>
			<td>peprotech</td>
			<td>1293823</td>
			<td>iPSC culture</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

generation of 3d skin organoid from cord blood-derived induced pluripotent stem cells

Huden är kroppens största organ och har många funktioner. Huden fungerar som en fysisk barriär och beskyddare av kroppen och reglerar kroppsliga funktioner. Biomimetik är imitation av de modeller, system och delar av naturen i syfte att lösa komplexa mänskliga problem1. Huden Biomimetik är ett användbart verktyg för in vitro-Sjukdomforskning och Invivo regenerativ medicin. Mänskliga inducerade pluripotenta stamceller (iPSCs) har kännetecken av obegränsad proliferation och differentiering förmåga att tre groddar lager. Mänskliga iPSCs genereras från olika primära celler, blodkroppar, keratinocyter, fibroblaster och mer. Bland dem, har mononukleära celler navelsträngsblod (CBMCs) kommit att bli en alternativ cell källa från perspektiv av allogena regenerativ medicin. CBMCs är användbara i regenerativ medicin eftersom humant leukocyt antigen (HLA) att skriva är nödvändigt till cellen banksystemet. Vi tillhandahåller en metod för differentiering av CBMC-iPSCs till keratinocyter och fibroblaster och för generering av en 3D hud organoid. CBMC-iPSC-härledda keratinocyter och fibroblaster har liknande egenskaper som en primär cell fodrar. De 3D hud organoids genereras genom att lägga till en epidermal lager på ett dermal lager. Genom omplantering denna 3D hud organoid, genereras en humaniserade möss modell. Denna studie visar att en 3D människohud som iPSC-derived organoid kan vara en roman, alternativa verktyg för Dermatologisk forskning in vitro- och in vivo.

Huden består för det mesta, av epidermis och dermis. Keratinocyter är den huvudsakliga Celltypen i överhuden, och fibroblaster är den huvudsakliga celltypen av dermis. Ordningen av keratinocyter differentiering visas i figur 1A. CBMC-iPCSc bibehölls en aktiebolaget trav & galopp-belagd maträtt (figur 1B). I denna studie differentierat vi CBMC-iPSCs till keratinocyter och fibroblaster använder EB bildandet. Vi genererat E...

Watch this Scientific Journal Video about Generation of 3D Skin Organoid from Cord Blood-derived Induced Pluripotent Stem Cells at JoVE.com

Generation of 3D Skin Organoid from Cord Blood-derived Induced Pluripotent Stem Cells

Generation av 3D hud Organoid från sladd blod-derived inducerade pluripotenta stamceller

Vi föreslår ett protokoll som visar hur att skilja inducerade pluripotenta stamceller-derived keratinocyter och fibroblaster och generera en 3D hud organoid, använda dessa keratinocyter och fibroblaster. Detta protokoll innehåller ytterligare ett steg för att generera en humaniserade möss modell. Tekniken presenteras här kommer förbättra Dermatologisk forskning.

The skin is the body&#8217;s largest organ and has many functions. The skin acts as a physical barrier and protector of the body and regulates bodily ...

Navelsträngsblod mononukleära celler, eller CBMC, har uppstått som en potentiell cellkälla för regenerativ medicin, eftersom mänskliga leukocyte antigenet skriva är viktigt att cellen banksystemet. CBMC-inducerad pluripotenta stamceller, eller CMBC-iPSCs, kan differentieras till keratinocyter och fibroblaster. För att generera 3D-hudorganoid använder vi dermatologisk forskning.Börja med att kultförklara CBMC-iPSC på vitronectin-belagda 100-milliliter plattor vid 37 grader Celsius och 10%koldioxid. När cellerna har nått 80%konfluency, tvätta kulturerna med PBS, och behandla dem med en milliliter av en millimolar EDTA per platta i två minuter vid 37 grader Celsius och 5%koldioxid. När cellerna har lossnat, stoppa reaktionen med tre milliliter E8 medium per platta, och samla cellerna genom centrifugeringen.Åter upphäva pellets i fem milliliter av E8 medium för räkning, och överföra en gång-10-till-sjätte celler till en 15-milliliter konaltrör för centrifugeringen. Åter upphäva de överförda cellerna med 2,5-milliliter av embryonala kroppsbildning medium, kompletterat med 10-mikromolar rho-associerade kinas, eller ROCK-hämmare. Använd en pipett för att överföra 125-mikroliter droppar av celler på en obestruken kultur tallrik lock.När alla droppar har placerats, vänd på skålen så att dropparna att hänga från locket i 24 timmar vid 37 grader Celsius och 5% koldioxid. Nästa dag, tvätta locket med färskt E8 medium, och överföra embryonala kroppslösningen till en 50-milliliter konisk rör. Låt embryonala kroppar att nöja sig med en minut i rumstemperatur, innan aspirera supernatant och åter avbryta embryonala kroppar med färskt E8 medium för sin kultur i en 90-millimeters Petriskål vid 37 grader Celsius och 5%koldioxid tills deras differentiering.För CBMC-iPSC keratinocyte differentiering, ersätta E8-mediet från den embryonala kroppen kultur med färskt E8 medium, kompletteras med ett nanogram per milliliter av ben morfogent protein 4 för en 24-timmars inkubation vid 37 grader Celsius och 5%koldioxid. Nästa dag, skörda embryonala kroppar i en 50-milliliter koniska rör som visas, och låt kropparna att nöja sig med en minut i rumstemperatur. Därefter ersätter supernatanten med sex milliliter av keratinocyte differentieringsmedium 1, eller KDM1, kompletterat med 10 mikromolar ROCK-hämmare, och överför embryonala kroppar till en typ IV Kollagen-belagd 100-millimeters skål.På dag noll genom åtta av kultur, ersätta mediet varannan dag med färska KDM1, kompletteras med tre-mikromolar retinoinsyra och 25 nanogram per milliliter vardera av ben morphogenetic protein 4 och epidermal tillväxtfaktor. Mellan dag nio till 12, ersätta mediet varannan dag med KDM2, kompletterad med tre-mikromolar retinoinsyra, 25 nanogram per milliliter benmorfogent protein 4, och 20 nanogram per milliliter av epidermal tillväxtfaktor. Mellan dag 13 till 30, ändra mediet varannan dag till KDM3, kompletterad med 10 nanogram per milliliter benmorfogetiskt protein 4, och 20 nanogram per milliliter av epidermal tillväxtfaktor.För CBMC-iPSC fibroblast differentiering, åter upphäva embryonala kroppen kultur i sex milliliter fibroblast differentiering medium 1, kompletteras med 10-mikromolar ROCK-hämmare, och överföra embryonala kroppen suspension till en källare membran matris-belagda 100-millimeters skålen. Efter tre dagars inkubation, behandla kulturen med 0,5-nanomolar benmorfogetiskt protein 4 i fyra dagar, innan du ändrar medium till fibroblast differentiering medium 2. På dag sju av kultur, ändra mediet till FDM2 varannan dag i en vecka.På dag 14 av kultur, lossa cellerna med en millimolar EDTA som visats, och samla cellerna i tre milliliter av fibroblast differentiering medium 2 för centrifugeringen. Åter avbryta cellerna i fem milliliter fibroblast differentiering medium 1 för räkning, och överföra två gånger-10-till-sjätte celler till en icke-belagd maträtt. På dag 21 av kultur, överföra två gånger-10-till-sjätte celler från kulturen till en typ I Kollagen-belagda 100-millimeters maträtt i färsk fibroblast differentiering medium 1.På dag 28 av kultur, överföra två gånger-10-till-den-sex av iPSC-härledda fibroblaster till en ny icke-belagda skålen. För tredimensionell hud organoid generation, skörda iPSC-härledda fibroblaster från kultur, och överföra två gånger-10-till-den-femte celler till en 15-milliliter koniska röret för centrifugeringen. Re-suspendera fibroblast pellet i 1,5 milliliter av fibroblast differentiering medium 1, och 1,5 milliliter av neutraliserade typ I kollagen lösning.Inkubera cellerna på ett skär i en sex-väl mikroplatta i 30 minuter vid rumstemperatur. När lösningen har stelnat, tillsätt två milliliter medium till toppen av skäret, och tre milliliter till botten av brunnen. Placera sedan fibroblastmatrisen i inkubatorn i fem till sju dagar, tills gelationen är klar, och matrisen inte längre kontrakt.I slutet av inkubationen, skörda iPSC-härledda keratinocyter, och överföra en gång-10-till-sjätte celler till en 15-milliliter koniska röret för centrifugeringen. Åter upphäva pelleten i 50 till 100 mikroliter av låg kalcium epitelial medium 1, och ersätta mediet över fibroblast matris med keratinocyte celllösning. Efter 15 minuter vid 37 grader Celsius, byt ut mediet i toppen av skäret med två milliliter epitelial medium 1, och mediet i botten väl med tre milliliter av samma, och tillbaka plattan till inkubatorn.Efter två dagar, byt ut mediet i skäret och brunnen med normal kalciumepitel medium 2 för ytterligare två dagar av kultur. På dag fyra av kultur, ta bort alla medium, och tillsätt tre milliliter av cornification medium till botten väl bara, för att generera en luft-flytande gränssnitt. Sedan tillbaka plattan till inkubatorn i upp till 14 dagar innan skörd 3D hud organoid för nedströms analys.CBMC-iPSC-härledda keratinocyter har morfologi som liknar primära keratinocyter, och uttrycket av keratinocyte markörer ökas i dessa celler. CBMC-iPSC-härledda fibroblaster har morfologi som liknar primära fibroblaster, och uttrycket av pluripotenta stamceller markör Okt-4 är ned-reglerad, medan fibroblast markörer är upp-reglerad. Tjockleken på 3D-huden organoid ökar under 3D-kultur, bekräftar att 3D-huden organoid genereras från iPSC-härledda keratinocyter och fibroblaster.Efter två veckor, en transplanterad 3D hud organoid transplantat effektivt införlivar i en mottagare mus hud, vilket bekräftas av HNE analys. Vidare är keratinocyter mognad och epidermal differentiering markörer uttrycks i den CBMC-iPSC-härledda 3D hud organoider, visar en funktionell differentiering, effektiv ympning och effektiv läkning av musen huden defekter. Vi använder tidigare med hög kalcium medium som inducerar stratifierade lager av 3D hud organoid att efterlikna nära huden.analys visar att huden stratifieras. CBMC-iPSCs är en potentiell cellkälla för hudtransplantat, och CBMC-iPSC-härledda 3D hudorganoider kan användas i studier relaterade till dermatologi, kosmetisk screening, och regenerativ medicin.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Generation of Induced Pluripotent Stem Cells from Frozen Buffy Coats using Non-integrating Episomal Plasmids

Generering av inducerade pluripotenta stamceller från Frozen Buffy Coats använder icke-integrerande Episomalt plasmider

Somatic cells can be reprogrammed into induced pluripotent stem cells (iPSCs) by forcing the expression of four transcription factors (Oct-4, Sox-2, ...

Generation of Induced-pluripotent Stem Cells Using Fibroblast-like Synoviocytes Isolated from Joints of Rheumatoid Arthritis Patients

Generering av inducerade-pluripotenta stamceller med hjälp fibroblastliknande synoviocyter Isolerad från fogar av patienter med reumatoid artrit

Mature somatic cells can be reversed into a pluripotent stem cell-like state using a defined set of reprogramming factors. Numerous studies have generated ...

Generation of Induced Pluripotent Stem Cells from Human Melanoma Tumor-infiltrating Lymphocytes

Generering av inducerade pluripotenta stamceller från humant melanom tumörinfiltrerande lymfocyter

Adoptive transfer of ex vivo expanded autologous tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) can mediate durable and complete responses in significant subsets ...

Induced Pluripotent Stem Cell Generation from Blood Cells Using Sendai Virus and Centrifugation

Inducerade pluripotenta stamceller Generation från blodkroppar med användning Sendai virus och centrifugering

The recent development of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) proved that mature somatic cells can return to an undifferentiated, pluripotent ...

Generation of Integration-free Induced Pluripotent Stem Cells from Human Peripheral Blood Mononuclear Cells Using Episomal Vectors

Generation Integrations-fria inducerade pluripotenta stamceller från humant perifert blod mononukleära celler med användning av episomala vektorer

Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) hold great promise for disease modeling and regenerative therapies. We previously reported the use of Episomal ...

Differentiating Chondrocytes from Peripheral Blood-derived Human Induced Pluripotent Stem Cells

Differentierande kondrocyter från perifert blod härledda humana inducerade plöripotenta stamceller

In this study, we used peripheral blood cells (PBCs) as seed cells to produce chondrocytes via induced pluripotent stem cells (iPSCs) in an ...

Chondrogenic Pellet Formation from Cord Blood-derived Induced Pluripotent Stem Cells

Kondrogen pelletsbildning från Cord Blood-härledda inducerade Pluripotenta stamceller

Human articular cartilage lacks the ability to repair itself. Cartilage degeneration is thus treated not by curative but by conservative treatments. ...

Generation of Standardized and Reproducible Forebrain-type Cerebral Organoids from Human Induced Pluripotent Stem Cells

Generation av standardiserade och reproducerbara framhjärnan-typ Cerebral Organoids från mänskliga inducerade pluripotenta stamceller

The human cortex is highly expanded and exhibits a complex structure with specific functional areas, providing higher brain function, such as cognition. ...

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 ...