Name: applying a three-dimensional uniaxial mechanical stimulation bioreactor system to induce tenogenic differentiation of tendon-derived stem cells
Uploaded: 2020-08-01T14:00:00
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यह शोध उस समय किया गया जबकि लेखक को "पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया विश्वविद्यालय अंतर्राष्ट्रीय शुल्क छात्रवृत्ति और पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया विश्वविद्यालय में विश्वविद्यालय स्नातकोत्तर पुरस्कार" की प्राप्ति हुई । इस काम को नेशनल नेचुरल साइंस फाउंडेशन ऑफ चाइना (81802214) ने सपोर्ट किया।

वर्णित तरीकों को मंजूरी दे दी और पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया पशु नैतिकता समिति के विश्वविद्यालय के दिशा निर्देशों और विनियमों के अनुसार प्रदर्शन किया गया ।
1. चूहों टीडीएससी का अलगाव
<ol><li>गर्भाशय ग?...

टेंडन एक मेकेनोसेंसिव रेशेदार कनेक्टिव टिश्यू है। पिछले शोध के अनुसार, अतिरिक्त यांत्रिक लोडिंग टेंडन स्टेम कोशिकाओं के ऑस्टियोजेनिक भेदभाव का कारण बन सकती है, जबकि अपर्याप्त लोडिंग से टेंडन भेदभा?...

टेंडिनोपैथी आम खेल चोटों में से एक है। यह मुख्य रूप से दर्द, स्थानीय सूजन, प्रभावित क्षेत्र में मांसपेशियों के तनाव में कमी, और शिथिलता से प्रकट होता है। टेंडिनोपैथी की घटनाएं अधिक होती हैं। दुखती टेंडिनोपैथी की उपस्थिति मध्यम और लंबी दूरी के धावकों (29%) के लिए सबसे आम है, जबकि वॉलीबॉल (45%), बास्केटबॉल (32%), ट्रैक और फील्ड (23%), हैंडबॉल (15%), और फुटबॉल (13%),1,,2,3,4, 5,5के एथलीटों में पटेलर टेंडिनोपैथी की उपस्थिति भी अधिक है।, हालांकि, टेंडन की सीमित आत्म-चिकित्सा क्षमता और प्रभावी उपचारों की कमी के कारण, टेंडिनोपैथी अभी भी रोगियों के जीवन को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है6,,7। इसके अलावा, टेंडिनोपैथी का रोगजनन अस्पष्ट बना हुआ है। इसके रोगजनन के बारे में कई जांच की गई है, जिसमें मुख्य रूप से "सूजन सिद्धांत", "अध: पतन सिद्धांत", "अति प्रयोग सिद्धांत", और आगे8शामिल हैं। वर्तमान में, कई शोधकर्ताओं का मानना था कि टेंडिनोपैथी अत्यधिक यांत्रिक लोडिंग के कारण सूक्ष्म चोटों की विफल आत्म-मरम्मत के कारण थी टेंडन अनुभव9,,10।
टेंडन-व्युत्पन्न स्टेम सेल (टीडीएससी), टेंडन कोशिकाओं की प्राथमिक अग्रदूत कोशिकाओं के रूप में, टेंडिनोपैथी11, 12, 13,12के बाद टेंडिनोपैथी और कार्यात्मक और संरचनात्मक बहाली दोनों के विकास में एक आवश्यक भूमिकानिभाते13हैं। यह बताया गया था कि यांत्रिक तनाव उत्तेजना ऑस्टियोसाइट्स, ऑस्टियोब्लास्ट, चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं, फाइब्रोब्लास्ट, मेसेंचिमल स्टेम कोशिकाओं और अन्य बल-संवेदनशील कोशिकाओं14,15, 16,,,17,,,18के प्रसार और भेदभाव का कारण बन सकती है।17 इसलिए, टीडीएससी, मशीनोसेंसिव और बहुआयामी कोशिकाओं में से एक के रूप में, इसी तरह यांत्रिक लोडिंग19,,20द्वारा अंतर करने के लिए प्रेरित किया जा सकता है।
हालांकि, विभिन्न यांत्रिक लोडिंग पैरामीटर (लोडिंग स्ट्रेंथ, लोडिंग फ्रीक्वेंसी, लोडिंग प्रकार और लोडिंग अवधि) टीडीएससी को विभिन्न कोशिकाओं21में अंतर करने के लिए प्रेरित कर सकते हैं। इस प्रकार, एक प्रभावी और वैध यांत्रिक लोडिंग व्यवस्था टेनोजेनेसिस के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, विभिन्न प्रकार के बायोरिएक्टर हैं क्योंकि वर्तमान में टीडीएससी को यांत्रिक लोडिंग प्रदान करने के लिए उपयोग की जाने वाले उत्तेजना प्रणालियां हैं। प्रत्येक प्रकार के बायोरिएक्टर के सिद्धांत अलग-अलग हैं, इसलिए विभिन्न बायोरिएक्टरों के अनुरूप यांत्रिक लोडिंग पैरामीटर भी अलग हैं। इसलिए, एक सरल, आर्थिक और प्रजनन योग्य उत्तेजना प्रोटोकॉल मांग में है, जिसमें बायोरिएक्टर का प्रकार, संबंधित उत्तेजना माध्यम और यांत्रिक लोडिंग व्यवस्था शामिल है।
वर्तमान लेख में टेंडन जैसे ऊतक में अंतर करने के लिए टीडीएससी को प्रोत्साहित करने के लिए त्रि-आयामी (3 डी) एकीय खींच प्रणाली के आधार पर एक विधि का वर्णन किया गया है। प्रोटोकॉल के सात चरण हैं: चूहों का अलगाव टीडीएससी, संस्कृति और चूहों टीडीएससी का विस्तार, सेल शीट गठन के लिए उत्तेजना संस्कृति माध्यम की तैयारी, उत्तेजना माध्यम में खेती करके सेल शीट गठन, 3 डी टेंडन स्टेम सेल निर्माण की तैयारी, यूनिएक्सियल-स्ट्रेचिंग मैकेनिकल उत्तेजना परिसर की असेंबली, और विट्रो टेंडन जैसे ऊतक में यांत्रिक उत्तेजित का मूल्यांकन। पूरी प्रक्रिया को 3 डी सेल निर्माण प्राप्त करने में 3 सप्ताह से भी कम समय लगता है, जो कुछ मौजूदा तरीकों22, 23,23से बहुत कम है। वर्तमान प्रोटोकॉल को टेंडन ऊतक में अंतर करने के लिए टीडीएससी को प्रेरित करने में सक्षम साबित किया गया है, और यह वर्तमान आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले दो-आयामी (2D) स्ट्रेचिंग सिस्टम21की तुलना में अधिक विश्वसनीय है। प्रभावशीलता हिस्ट्रोलॉजी द्वारा प्रदर्शित किया गया था। संक्षेप में, वर्तमान प्रोटोकॉल सरल, आर्थिक, प्रजनन योग्य और वैध है।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:860px;" width="860">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="156">
			<td height="156" style="height:156px;width:240px;">Ascorbic acid</td>
			<td style="width:213px;">Sigma-aldrich</td>
			<td style="width:119px;">PHR1008-2G</td>
			<td style="width:288px;"></td>
		</tr>
		<tr height="130">
			<td height="130" style="height:130px;">Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Gibco&#228; by Life Technologies</td>
			<td align="right">1908361</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:240px;">Histology processor</td>
			<td style="width:213px;">Leica</td>
			<td style="width:119px;">TP 1020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Minimal Essential Medium (Alpha-MEM)</td>
			<td>Gibco&#228; by Life Technologies</td>
			<td align="right" style="width:119px;">2003802</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:240px;">Mouse Tendon Derived Stem Cell</td>
			<td style="width:213px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:288px;">Isolated from Achilles tendons of 6- to 8-wk-old C57BL/6 mice. Then digested with type I collagenase (3 mg/ml; MilliporeSigma, Burlington, MA, USA) for 3 h and passed through a 70 mmcell strainer to yield single-cell suspensions.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Paraformaldehyde</td>
			<td style="width:213px;">Sigma-aldrich</td>
			<td style="width:119px;">441244</td>
			<td style="width:288px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Streptomycin and penicillin mixture</td>
			<td>Gibco&#228; by Life Technologies</td>
			<td align="right">15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="168">
			<td height="168" style="height:168px;width:240px;">Three-dimensional Uniaxial Mechanical Stimulation Bioreactor System</td>
			<td style="width:213px;">Centre of Orthopaedic Translational Research, Medical School, University of Western Australia</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:288px;">Available from the corresponding author upon request. Or make it according to our design* *Wang T, Lin Z, Day RE, et al. Programmable mechanical stimulation influences tendon homeostasis in a bioreactor system. Biotechnol Bioeng. 2013;110(5):1495&#8211;1507. doi:10.1002/bit.24809</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:240px;">Trypsin</td>
			<td>Gibco&#228; by Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">1858331</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

applying a three-dimensional uniaxial mechanical stimulation bioreactor system to induce tenogenic differentiation of tendon-derived stem cells

टेंडिनोपैथी एक हड्डी रोग क्षेत्र में सूजन और पतन से संबंधित एक आम पुरानी टेंडन बीमारी है। उच्च रुग्णता, सीमित आत्म-मरम्मत क्षमता और, सबसे महत्वपूर्ण बात, कोई निश्चित उपचार नहीं, टेंडिनोपैथी अभी भी रोगियों के जीवन की गुणवत्ता को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। टेंडन-व्युत्पन्न स्टेम सेल (टीडीएससी), टेंडन कोशिकाओं की प्राथमिक अग्रदूत कोशिकाओं के रूप में, टेंडिनोपैथी के विकास और टेंडिनोपैथी के बाद कार्यात्मक और संरचनात्मक बहाली दोनों में एक आवश्यक भूमिका निभाते हैं। इस प्रकार, एक विधि जो इन विट्रो में टीडीएससी के वीवो भेदभाव को टेंडन कोशिकाओं में नकल कर सकती है, उपयोगी होगी। यहां, वर्तमान प्रोटोकॉल एक त्रि-आयामी (3 डी) एकीय खींच प्रणाली के आधार पर एक विधि का वर्णन करता है ताकि टीडीएससी को टेंडन जैसे ऊतकों में अंतर करने के लिए प्रोत्साहित किया जा सके । वर्तमान प्रोटोकॉल के सात चरण हैं: चूहों टीडीएससी का अलगाव, चूहों टीडीएससी का समन्वय, कोशिका पत्रक गठन के लिए उत्तेजना संस्कृति माध्यम की तैयारी, उत्तेजना माध्यम में संस्कृति द्वारा सेल शीट गठन, 3 डी टेंडन स्टेम सेल निर्माण की तैयारी, यूनिएक्सियल-स्ट्रेचिंग मैकेनिकल उत्तेजना परिसर की असेंबली, और विट्रो टेंडन जैसे ऊतक में उत्तेजित यांत्रिक का मूल्यांकन। प्रभावशीलता हिस्ट्रोलॉजी द्वारा प्रदर्शित किया गया था। पूरी प्रक्रिया में 3 सप्ताह से भी कम समय लगता है। एक्सट्रासेलुलर मैट्रिक्स जमाव को बढ़ावा देने के लिए उत्तेजना संस्कृति माध्यम में 4.4 मिलीग्राम/एमएल एस्कॉर्बिक एसिड का उपयोग किया गया था। एक रैखिक मोटर के साथ एक अलग कक्ष सटीक यांत्रिक लोडिंग प्रदान करता है और पोर्टेबल और आसानी से समायोजित किया जाता है, जो बायोरिएक्टर के लिए लागू होता है। वर्तमान प्रोटोकॉल में लोडिंग व्यवस्था 6% तनाव, 0.25 हर्ट्ज, 8 घंटे थी, इसके बाद 6 दिनों के लिए 16 घंटे आराम किया गया। यह प्रोटोकॉल टेंडन में सेल भेदभाव की नकल कर सकता है, जो टेंडिनोपैथी की पैथोलॉजिकल प्रक्रिया की जांच के लिए उपयोगी है। इसके अलावा, टेंडन जैसे ऊतक का उपयोग संभावित रूप से एक इंजीनियर ऑटोलोगस भ्रष्टाचार के रूप में टेंडन चोट में टेंडन उपचार को बढ़ावा देने के लिए किया जाता है। संक्षेप में, वर्तमान प्रोटोकॉल सरल, आर्थिक, प्रजनन योग्य और वैध है।

यांत्रिक उत्तेजना से पहले, टीडीएससी को पूर्ण माध्यम में 100% संगम में उगाया गया था और एक अव्यवस्थित अल्ट्रास्ट्रक्चरल आकृति विज्ञान(चित्रा 2 ए)प्रदर्शित किया गया था। एकीय स्ट्रेचिंग मैकेनिकल लोड?...

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Applying a Three-dimensional Uniaxial Mechanical Stimulation Bioreactor System to Induce Tenogenic Differentiation of Tendon-Derived Stem Cells

टेंडन-व्युत्पन्न स्टेम कोशिकाओं और नव-टेंडन गठन के टेनोजेनिक-विशिष्ट भेदभाव के लिए एक त्रि-आयामी एकीय यांत्रिक उत्तेजना बायोरिएक्टर प्रणाली एक आदर्श बायोरिएक्टर है।

टेंडन-व्युत्पन्न स्टेम सेल के टेनोजेनिक भेदभाव को प्रेरित करने के लिए त्रि-आयामी यूनिएक्सियल मैकेनिकल स्टिमुलेशन बायोरिएक्टर सिस्टम लागू करना

Tendinopathy is a common chronic tendon disease relating to inflammation and degeneration in an orthopaedic area. With high morbidity, limited ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System

Transcranial चुंबकीय उत्तेजना का उपयोग मानव Neuromuscular प्रणाली का अध्ययन

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been in use for more than 20 years 1, and has grown exponentially in popularity over the past decade.  While ...

Isolation, Characterization and Comparative Differentiation of Human Dental Pulp Stem Cells Derived from Permanent Teeth by Using Two Different Methods

मानव दंत लुगदी स्टेम सेल के अलगाव विशेषता, और तुलनात्मक भेदभाव दो अलग अलग तरीकों का उपयोग करके स्थायी दांत से व्युत्पन्न

Developing wisdom teeth are easy-accessible source of stem cells during the adulthood which could be obtained by routine orthodontic treatments. Human ...

Utilizing Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to Improve Language Function in Stroke Patients with Chronic Non-fluent Aphasia

लगातार गैर धाराप्रवाह वाचाघात के साथ स्ट्रोक रोगियों में भाषा समारोह में सुधार करने के दोहराव transcranial चुंबकीय उत्तेजना का उपयोग

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been shown to significantly improve language function in patients with non-fluent aphasia1. In this ...

A Three-dimensional Tissue Culture Model to Study Primary Human Bone Marrow and its Malignancies

प्राथमिक मानव अस्थि मज्जा और उसके Malignancies अध्ययन के लिए एक तीन आयामी ऊतक संस्कृति मॉडल

Tissue culture has been an invaluable tool to study many aspects of cell function, from normal development to disease. Conventional cell culture methods ...

Three Dimensional Cultures: A Tool To Study Normal Acinar Architecture vs. Malignant Transformation Of Breast Cells

तीन आयामी संस्कृति: स्तन कोशिकाओं की घातक परिवर्तन बनाम सामान्य कोष्ठकी संरचना का अध्ययन करने के लिए एक उपकरण

Invasive breast carcinomas are a group of malignant epithelial tumors characterized by the invasion of adjacent tissues and propensity to metastasize. The ...

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional (3D) Model

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional 3D Model

एक तीन आयामी (3 डी) मॉडल का उपयोग कर स्तन कैंसर कोशिका invasiveness की मात्रा

It is now well known that the cellular and tissue microenvironment are critical regulators influencing tumor initiation and progression. Moreover, the ...

Three-Dimensional (3D) Tumor Spheroid Invasion Assay

Three-Dimensional 3D Tumor Spheroid Invasion Assay

तीन आयामी (3 डी) ट्यूमर उपगोल आक्रमण परख

Invasion of surrounding normal tissues is generally considered to be a key hallmark of malignant (as opposed to benign) tumors. For some cancers in ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

अग्नाशय के कैंसर नई उपचार रणनीतियों के विकास के लिए सेल के लक्षण स्टेम का अध्ययन

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

Three-dimensional Alginate-bead Culture of Human Pituitary Adenoma Cells

मानव पिट्यूटरी ग्रंथ्यर्बुद कोशिकाओं के तीन आयामी Alginate मनका संस्कृति

A three-dimensional culture method is described in which primary pituitary adenoma cells are grown in alginate beads. Alginate is a polymer derived from ...

A Simple Mechanical Procedure to Create Limbal Stem Cell Deficiency in Mouse

एक सरल यांत्रिक प्रक्रिया माउस में Limbal स्टेम सेल की कमी से बनाएँ करने के लिए

Limbal stem cell deficiency (LSCD) is a state of malfunction or loss of limbal epithelial stem cells, after which the corneal epithelium is replaced with ...