Name: in vitro induction of human dental pulp stem cells toward pancreatic lineages
Uploaded: 2021-09-25T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In vitro Induction of Human Dental Pulp Stem Cells Toward Pancreatic Lineages at JoVE.com

SK, WR en QDL werden ondersteund door de Veterinary Stem Cell and Bioengineering Research Unit, Ratchadaphiseksomphot Endowment Fund, Chulalongkorn University. TO en PP werden ondersteund door Chulalongkorn Academic Advancement in Its 2nd Century Project. CS werd ondersteund door een onderzoeksondersteunende subsidie van de Faculteit Diergeneeskunde, Chulalongkorn Academic Advancement into Its 2nd Century Project, Veterinary Stem Cell and Bioengineering Research Unit, Ratchadaphiseksomphot Endowment Fund, Chulalongkorn University en Government Research Fund.

Dit werk werd uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki en goedgekeurd door de Human Research Ethics Committee, Faculteit Tandheelkunde, Chulalongkorn University. Menselijke DPC's (hDPSCs) werden geïsoleerd uit menselijke tandpulpweefsels die werden geëxtraheerd uit zowel premolaren als kiezen als gevolg van problemen met verstandskiezen. Geïnformeerde toestemming werd verkregen van de patiënten volgens een goedgekeurd protocol (HREC-DCU 2018/054).
1. Integratief inductiep...

<ol>
	<li>Cho, N. H., 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=IDF+diabetes+atlas:+Global+estimates+of+diabetes+prevalence+for+2017+and+projections+for+2045.">IDF diabetes atlas: Global estimates of diabetes prevalence for 2017 and projections for 2045.</a> Diabetes Research and Clinical Practice. 138, 271-281 (2018).</li><li>Danaei, G., 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=National,+regional,+and+global+trends+in+fasting+plasma+glucose+and+diabetes+prevalence+since+1980:+systematic+analysis+of+health+examination+surveys+and+epidemiological+studies+with+370+country-years+and+2.7+million+participants.">National, regional, and global trends in fasting plasma glucose and diabetes prevalence since 1980: systematic analysis of health examination surveys and epidemiological studies with 370 country-years and 2.7 million participants.</a> Lancet. 378 (9785), 31-40 (2011).</li><li>Diabetes Care. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minimizing+hypoglycemia+in+diabetes.">Minimizing hypoglycemia in diabetes.</a> Diabetes Care. 38 (8), 1583 (2015).</li><li>Health Quality Ontario. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Islet+transplantation:+an+evidence-based+analysis.">Islet transplantation: an evidence-based analysis.</a> Ontario Health Technology Assessment Series. 3 (4), 1-45 (2003).</li><li>Brennan, D. C., 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=Long-term+follow-up+of+the+Edmonton+protocol+of+islet+transplantation+in+the+United+States.">Long-term follow-up of the Edmonton protocol of islet transplantation in the United States.</a> American Journal of Transplantation. 16 (2), 509-517 (2016).</li><li>Korsgren, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Islet+encapsulation:+Physiological+possibilities+and+limitations.">Islet encapsulation: Physiological possibilities and limitations.</a> Diabetes. 66 (7), 1748-1754 (2017).</li><li>Kuncorojakti, S., Srisuwatanasagul, S., Kradangnga, K., Sawangmake, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulin-Producing+Cell+Transplantation+Platform+for+Veterinary+Practice.">Insulin-Producing Cell Transplantation Platform for Veterinary Practice.</a> Frontiers in Veterinary Science. 7, 4 (2020).</li><li>Sawangmake, C., Nowwarote, N., Pavasant, P., Chansiripornchai, P., Osathanon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+feasibility+study+of+an+in+vitro+differentiation+potential+toward+insulin-producing+cells+by+dental+tissue-derived+mesenchymal+stem+cells.">A feasibility study of an in vitro differentiation potential toward insulin-producing cells by dental tissue-derived mesenchymal stem cells.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 452 (3), 581-587 (2014).</li><li>Sawangmake, C., Rodprasert, W., Osathanon, T., Pavasant, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrative+protocols+for+an+in+vitro+generation+of+pancreatic+progenitors+from+human+dental+pulp+stem+cells.">Integrative protocols for an in vitro generation of pancreatic progenitors from human dental pulp stem cells.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 530 (1), 222-229 (2020).</li><li>Kuncorojakti, 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=Alginate/Pluronic+F127-based+encapsulation+supports+viability+and+functionality+of+human+dental+pulp+stem+cell-derived+insulin-producing+cells.">Alginate/Pluronic F127-based encapsulation supports viability and functionality of human dental pulp stem cell-derived insulin-producing cells.</a> Journal of Biological Engineering. 14, 23 (2020).</li><li>Ritz-Laser, B., 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=Ectopic+expression+of+the+beta-cell+specific+transcription+factor+Pdx1+inhibits+glucagon+gene+transcription.">Ectopic expression of the beta-cell specific transcription factor Pdx1 inhibits glucagon gene transcription.</a> Diabetologia. 46 (6), 810-821 (2003).</li><li>Pampusch, M. S., Skinner, 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=Transduction+and+expansion+of+primary+T+cells+in+nine+days+with+maintenance+of+central+memory+phenotype.">Transduction and expansion of primary T cells in nine days with maintenance of central memory phenotype.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (157), (2020).</li><li>Fraga, 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=Factors+influencing+transfection+efficiency+of+pIDUA/nanoemulsion+complexes+in+a+mucopolysaccharidosis+type+I+murine+model.">Factors influencing transfection efficiency of pIDUA/nanoemulsion complexes in a mucopolysaccharidosis type I murine model.</a> International Journal of Nanomedicine. 12, 2061-2067 (2017).</li><li>Balak, J. R. 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=Highly+efficient+ex+vivo+lentiviral+transduction+of+primary+human+pancreatic+exocrine+cells.">Highly efficient ex vivo lentiviral transduction of primary human pancreatic exocrine cells.</a> Scientific Reports. 9 (1), 15870 (2019).</li><li>Balaji, S., Zhou, Y., Opara, E. C., Soker, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combinations+of+Activin+A+or+nicotinamide+with+the+pancreatic+transcription+factor+PDX1+support+differentiation+of+human+amnion+epithelial+cells+toward+a+pancreatic+lineage.">Combinations of Activin A or nicotinamide with the pancreatic transcription factor PDX1 support differentiation of human amnion epithelial cells toward a pancreatic lineage.</a> Cellular Reprogramming. 19 (4), 255-262 (2017).</li><li>Spaeth, J. 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=Defining+a+novel+role+for+the+Pdx1+transcription+factor+in+islet+&#946;-Cell+maturation+and+proliferation+during+weaning.">Defining a novel role for the Pdx1 transcription factor in islet &#946;-Cell maturation and proliferation during weaning.</a> Diabetes. 66 (11), 2830-2839 (2017).</li><li>Bastidas-Ponce, 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=Foxa2+and+Pdx1+cooperatively+regulate+postnatal+maturation+of+pancreatic+&#946;-cells.">Foxa2 and Pdx1 cooperatively regulate postnatal maturation of pancreatic &#946;-cells.</a> Molecular Metabolism. 6 (6), 524-534 (2017).</li><li>Zhu, Y., Liu, Q., Zhou, Z., Ikeda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PDX1,+Neurogenin-3,+and+MAFA:+critical+transcription+regulators+for+beta+cell+development+and+regeneration.">PDX1, Neurogenin-3, and MAFA: critical transcription regulators for beta cell development and regeneration.</a> Stem Cell Research &amp; Therapy. 8 (1), 240 (2017).</li><li>Ma, 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=Culturing+and+transcriptome+profiling+of+progenitor-like+colonies+derived+from+adult+mouse+pancreas.">Culturing and transcriptome profiling of progenitor-like colonies derived from adult mouse pancreas.</a> Stem Cell Research &amp; Therapy. 8 (1), 172 (2017).</li><li>Tiedemann, H. B., Schneltzer, E., Beckers, J., Przemeck, G. K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hrabe+de+Angelis,+M.+Modeling+coexistence+of+oscillation+and+Delta/Notch-mediated+lateral+inhibition+in+pancreas+development+and+neurogenesis.">Hrabe de Angelis, M. Modeling coexistence of oscillation and Delta/Notch-mediated lateral inhibition in pancreas development and neurogenesis.</a> Journal of Theoretical Biology. 430, 32-44 (2017).</li><li>Xu, B., 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=Three-dimensional+culture+promotes+the+differentiation+of+human+dental+pulp+mesenchymal+stem+cells+into+insulin-producing+cells+for+improving+the+diabetes+therapy.">Three-dimensional culture promotes the differentiation of human dental pulp mesenchymal stem cells into insulin-producing cells for improving the diabetes therapy.</a> Frontiers in Pharmacology. 10, 1576 (2019).</li><li>Grimm, 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=Tissue+engineering+under+microgravity+conditions-use+of+stem+cells+and+specialized+cells.">Tissue engineering under microgravity conditions-use of stem cells and specialized cells.</a> Stem Cells and Development. 27 (12), 787-804 (2018).</li><li>Tran, R., Moraes, C., Hoesli, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+clustering+enhances+PDX1+and+NKX6.1+expression+in+pancreatic+endoderm+cells+derived+from+pluripotent+stem+cells.">Controlled clustering enhances PDX1 and NKX6.1 expression in pancreatic endoderm cells derived from pluripotent stem cells.</a> Scientific Reports. 10 (1), 1190 (2020).</li><li>Li, X. Y., Zhai, W. J., Teng, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Notch+signaling+in+pancreatic+development.">Notch signaling in pancreatic development.</a> International Journal of Molecular Sciences. 17 (1), 48 (2015).</li><li>Motoyama, H., 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=Treatment+with+specific+soluble+factors+promotes+the+functional+maturation+of+transcription+factor-mediated,+pancreatic+transdifferentiated+cells.">Treatment with specific soluble factors promotes the functional maturation of transcription factor-mediated, pancreatic transdifferentiated cells.</a> PLoS One. 13 (5), 0197175 (2018).</li><li>Baldan, J., Houbracken, I., Rooman, I., Bouwens, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+human+pancreatic+acinar+cells+dedifferentiate+into+an+embryonic+progenitor-like+state+in+3D+suspension+culture.">Adult human pancreatic acinar cells dedifferentiate into an embryonic progenitor-like state in 3D suspension culture.</a> Scientific Reports. 9 (1), 4040 (2019).</li><li>Wedeken, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+murine+pancreatic+progenitors+require+epidermal+growth+factor+and+nicotinamide+for+self-renewal+and+differentiation+in+a+serum-+and+conditioned+medium-free+culture.">Adult murine pancreatic progenitors require epidermal growth factor and nicotinamide for self-renewal and differentiation in a serum- and conditioned medium-free culture.</a> Stem Cells and Development. 26 (8), 599-607 (2017).</li><li>Trott, 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=Long-term+culture+of+self-renewing+pancreatic+progenitors+derived+from+human+pluripotent+stem+cells.">Long-term culture of self-renewing pancreatic progenitors derived from human pluripotent stem cells.</a> Stem Cell Reports. 8 (6), 1675-1688 (2017).</li><li>Kim, J. 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=Construction+of+EMSC-islet+co-localizing+composites+for+xenogeneic+porcine+islet+transplantation.">Construction of EMSC-islet co-localizing composites for xenogeneic porcine islet transplantation.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 497 (2), 506-512 (2018).</li><li>Gauthaman, K., 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=Extra-embryonic+human+Wharton's+jelly+stem+cells+do+not+induce+tumorigenesis,+unlike+human+embryonic+stem+cells.">Extra-embryonic human Wharton's jelly stem cells do not induce tumorigenesis, unlike human embryonic stem cells.</a> Reproductive BioMedicine Online. 24 (2), 235-246 (2012).</li><li>Schiesser, J. V., Wells, J. M. <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+beta+cells+from+human+pluripotent+stem+cells:+are+we+there+yet.">Generation of beta cells from human pluripotent stem cells: are we there yet.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1311, 124-137 (2014).</li><li>Chmielowiec, J., Borowiak, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+differentiation+and+expansion+of+human+pluripotent+stem+cell-derived+pancreatic+progenitors.">In vitro differentiation and expansion of human pluripotent stem cell-derived pancreatic progenitors.</a> The Review of Diabetic Studies. 11 (1), 19-34 (2014).</li></ol>

Het bereiken van een hogere IPC-productie van MSC's speelt een essentiële rol in diabetestherapie. De kritische stappen van het integratieve protocol zijn afhankelijk van de kwaliteit van cellen die moeten worden gebruikt voor de transductie en de kwaliteit van transducte cellen. Sommige celvereisten die moeten worden gecontroleerd op succesvolle transductie, zorgen voor celgezondheid, celbankbeheer en cellen bevinden zich in een mitotically actieve toestand. Verder speelt het monitoren van de levensvatbaarheid van tran...

Diabetes mellitus is een voortdurende wereldwijde zorg. Een rapport van de International Diabetes Federation (IDF) schatte dat de wereldwijde prevalentie van diabetes zou toenemen van 151 miljoen in 2000 tot 415 miljoen in 20151,2. De meest recente epidemiologische studie heeft voorspeld dat de geschatte wereldwijde prevalentie van diabetes zal toenemen van 451 miljoen in 2017 tot 693 miljoen in 20451. Het succes van pancreas eilandjestransplantatie met behulp van het Edmonton-protocol werd voor het eerst aangetoond in 2000, toen werd aangetoond dat het de endogene insulineproductie handhaafde en de normoglycemische toestand stabiliseerde bij type I diabetespatiënten3. De toepassing van het Edmonton-protocol kampt echter nog steeds met een knelpuntprobleem. Het beperkte aantal cadaverische alvleesklierdonoren is het belangrijkste probleem, omdat elke patiënt met type I diabetes ten minste 2-4 eilandjesdonoren nodig heeft. Bovendien kan het langdurig gebruik van immunosuppressiva levensbedreigende bijwerkingen veroorzaken4,5. Om dit aan te pakken, heeft de ontwikkeling van een potentiële therapie voor diabetes in het afgelopen decennium zich voornamelijk gericht op de generatie van effectieve insulineproducerende cellen (IPC's) uit verschillende bronnen van stamcellen6.
Stamcellen werden een alternatieve behandeling bij veel ziekten, waaronder diabetes type I, die wordt veroorzaakt door het verlies van bètacellen. Transplantatie van IPC's is de nieuwe veelbelovende methode voor het beheersen van de bloedglucose bij deze patiënten7. In dit artikel worden twee benaderingen gepresenteerd voor het genereren van IPC's, integratieve en niet-integratieve inductieprotocollen. Het inductieprotocol bootste het natuurlijke pancreasontwikkelingsproces na om de gerijpte en functionele IPC's8,9te krijgen .
Voor deze studie werden hDPSC's gekenmerkt door flowcytometrie voor MSC-oppervlaktemarkerdetectie, multilineagedifferentiatiepotentieel en RT-qPCR om de expressie van stamheidseigenschap en proliferatieve genmarkers te bepalen (gegevens niet getoond)8,9,10. hDPSC 's werden geïnduceerd in de richting van definitief endoderm, pancreasendoderm, pancreas-endocriene en pancreas bètacellen of IPC's (figuur 1), respectievelijk7. Om de cellen te induceren, werd een inductiebenadering in drie stappen gebruikt als een backbone-protocol. Dit protocol werd een niet-integratief protocol genoemd. In het geval van integratief protocol werd de essentiële pancreastranscriptiefactor, PDX1, overexpressie in hDPSC's gevolgd door de inductie van overexpressie PDX1 in hDPSC's met behulp van een differentiatieprotocol in drie stappen. Het verschil tussen niet-integratief en integratief protocol is de overexpressie van PDX1 in het integratieve protocol en niet in het niet-integratieve protocol. De pancreasdifferentiatie werd in deze studie vergeleken tussen de integratieve en niet-integratieve protocollen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Cell Culture</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibiotic-Antimycotic</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Corporation, USA</td>
			<td>15240062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning&#174; 60 mm TC-treated Culture Dish</td>
			<td>Corning&#174;</td>
			<td>430166</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#8217;s Modified Eagle Medium (DMEM)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Corporation</td>
			<td>12800017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Corporation</td>
			<td>10270106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GlutaMAX&#8482;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Corporation</td>
			<td>35050061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline (PBS) powder, pH 7.4</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P3813-10PAK</td>
			<td>One pack is used for preparing 1 L of PBS solution with sterile DDI</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA (0.25%)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Corporation</td>
			<td>25200072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lentiviral Vector Carrying PDX1 Preparation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amicon&#174; Ultra-15 Centrifugal Filter</td>
			<td>Merck Millipore, USA</td>
			<td>UFC910024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human pWPT-PDX1 plasmid</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>12256</td>
			<td>Gift from Didier Trono; http://n2t.net/addgene:12256; RRID: Addgene_12256</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Millex-HV Syringe Filter Unit, 0.45&#160;&#181;m</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>SLHV033RB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pMD2.G plasmid</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>12259</td>
			<td>Gift from Didier Trono; http://n2t.net/addgene:12259; RRID: Addgene_12259</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polybrene Infection / Transfection Reagent</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>TR-1003-G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>psPAX2 plasmid</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>12260</td>
			<td>Gift from Didier Trono; http://n2t.net/addgene:12260; RRID: Addgene_12260</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Three-step Induction Protocol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Activin A Recombinant Human Protein</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>GF300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beta-mercaptoethanol</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Corporation</td>
			<td>21985-023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin (BSA, Cohn fraction V, fatty acid free)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A6003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucagon-like peptide (GLP)-1</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G3265</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin-Transferrin-Selenium (ITS)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>41400-045</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nicotinamide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N0636</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-Essential Amino Acids (NEAAs)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Corporation</td>
			<td>11140-050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-treated cell culture dish, 60mm</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>30701011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium butyrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B5887</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Taurine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T0625</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vitro induction of human dental pulp stem cells toward pancreatic lineages

Vanaf 2000 werd het succes van pancreas eilandjestransplantatie met behulp van het Edmonton-protocol voor de behandeling van diabetes mellitus type I nog steeds geconfronteerd met enkele obstakels. Deze omvatten het beperkte aantal cadaverische alvleesklierdonoren en het langdurig gebruik van immunosuppressiva. Mesenchymale stamcellen (MSC's) worden beschouwd als een potentiële kandidaat als een alternatieve bron van eilandjesachtige celgeneratie. Onze vorige rapporten hebben met succes de vaststelling van inductieprotocollen geïllustreerd voor het differentiëren van menselijke tandheelkundige pulpstamcellen (hDPSC's) tot insulineproducerende cellen (IPC's). De inductie-efficiëntie varieerde echter sterk. In dit artikel demonstreren we de vergelijking van hDPSC's pancreasinductie-efficiëntie via integratieve (micro-environmentale en genetische manipulatie) en niet-integratieve (micro-environmentale manipulatie) inductieprotocollen voor het leveren van hDPSC-afgeleide IPCs (hDPSC-IPCs). De resultaten suggereren een duidelijke inductie-efficiëntie voor zowel de inductiebenaderingen in termen van 3-dimensionale koloniestructuur, opbrengst, pancreas mRNA-markers en functionele eigenschap bij multidoseringsglucose-uitdaging. Deze bevindingen zullen de toekomstige oprichting van een klinisch toepasbaar IPCs- en pancreaslijnproductieplatform ondersteunen.

In dit artikel werden de resultaten van beide inductieprotocollen vergeleken. De diagrammen van beide inductieprotocollen zijn geïllustreerd in figuur 2A,C. In beide protocollen werd de evaluatie uitgevoerd onder een lichtmicroscoop en werden beelden geanalyseerd met ImageJ. hDPSCs waren in staat om kolonie-achtige structuren te vormen vanaf de eerste dag van inductie in beide inductieprotocollen. De morfologie van de kolonie was rond en dicht, en alle kolonies dreven in de...

Watch this Scientific Journal Video about In vitro Induction of Human Dental Pulp Stem Cells Toward Pancreatic Lineages at JoVE.com

In vitro Induction of Human Dental Pulp Stem Cells Toward Pancreatic Lineages

Dit protocol presenteert een vergelijking tussen twee verschillende inductieprotocollen voor het differentiëren van menselijke tandheelkundige pulpstamcellen (hDPSC's) naar pancreaslijnen in vitro:het integratieve protocol en het niet-integratieve protocol. Het integratieve protocol genereert meer insulineproducerende cellen (IPC's).

In vitro Inductie van menselijke tandheelkundige pulpstamcellen naar pancreaslijnen

As of 2000, the success of pancreatic islet transplantation using the Edmonton protocol to treat type I diabetes mellitus still faced some obstacles. ...

Deze video toont de in vitro inductie van menselijke tandheelkundige pulpstamcellen naar pancreaslijnen. Stamcellen geven een alternatieve behandeling bij veel ziekten, waaronder diabetes type I, die biolaging van bètacellen veroorzaken. Transplantatie van insulineproducerende cellen zal de nieuwe veelbelovende methode zijn om levenslang te veroorzaken.In deze video worden twee benaderingen beschreven voor het genereren van insulineproducerende cellen, waaronder het integratieve en niet-integratieve inductieprotocol. En in dit deel wordt het integratieprotocol voor het induceren van insulineproducerende cellen uit menselijke tandpulpstamcel uitgelegd. Voor het inductieprotocol is het voor het mengen van het natuurlijke pancreasontwikkelingsproces.Om de natuurlijke en functionele insulineproducerende cellen te krijgen. Voor het genereren van insulineproducerende cellen uit mesenchymale stamcellen zoals tandpulpstamcellen wordt een multistaps inductieprotocol gebruikt. Mesenchymale stamcellen worden gebruikt in het woord definitief endoderm, pancreasendoderm, pancreas endocriene en vervolgens pancreas bètacel of insulineproducerende cellen respectievelijk.Om de cellen te induceren, wordt driestaps inductiebenadering gebruikt als een backbone-protocol. Het integratieve protocol gebruikte de over expiratie van de essentiële pancreastranscriptiefactor, PDX-1, door menselijke tandpulpstamcellen. Vervolgens zal de PDX-1 over expressed stamcellen verder worden geïnduceerd met behulp van driestaps differentiatieprotocol.Het pancreasdifferentiatiepotentieel, door het integratieve protocol, zal worden vergeleken met het niet-integratieve protocol zoals geïllustreerd in de animatie. Dit idee werd uitgevoerd onder het goedgekeurde protocol door de Human Research Ethic Committee, Faculty of Dentistry, Chulalongkorn University met geïnformeerde toestemming van patiënten. Dit protocol begon met het verlopen van PDX-1.Menselijke tandpulpstamcellen in delen van 2 tot 5, met 70-80% samenvloeiing, worden gebruikt voor de transductie. Cellen worden trypsinized en geteld. Dan zitten er een miljoen cellen op het transfectievat en worden ze 's nachts geïncubeerd.24 uur later wordt vers bereid antivirus met PDX-1-gen toegevoegd aan het gekweekte vat volgens de gewenste veelheid aan infecties. De getransfecteerde cellen worden vervolgens 24 uur in de incubator bewaard. Vervolgens wordt vers gekweekt medium veranderd en nog eens 48 periodes onderhouden.Morfologie van getransfecteerde cellen wordt gecontroleerd voordat het wordt gebruikt voor verdere inductiestap. De menselijke tandpulpstamcellen met PDX-1 over afloop worden dan Tryptimized en opgeschort in het eerste pancreasinductiemedium, zogenaamd middelgroot A.In deze stap, wordt het lage gehechtheid gekweekte vat gebruikt. Morfologie van PDX-1 over uitgedrukte menselijke tandheelkundige pulp stamcellen op dag 3 na Medium A inductie wordt waargenomen.Cellen met een goede morfologie worden vervolgens gebruikt voor verdere inductiestap. De volgende stap, het tweede inductiemedium, het zogenaamde medium B, wordt toegevoegd aan het gekweekte vat. De morfologie van PDX-1 over uitgedrukte menselijke tandheelkundige pulpstamcellen op dag twee na medium inductie wordt waargenomen.Cellen met een goede morfologie worden vervolgens gebruikt voor verdere inductiestap. De volgende stap is het derde inductiemedium, het zogenaamde medium C, dat aan het gekweekte vat wordt toegevoegd. 5 dagen later wordt celmorfologie waargenomen.Celkolonies worden verzameld voor verdere analyse. Inclusief koloniemorfologie en -grootte, alvleeskliergenmarkerexpressie en functionele eigenschap met betrekking tot glucose-gestimuleerde C-peptidesecretie of SGRS-test. Voor de niet-integratieve inductiebenadering wordt gebruik genomen van drie eerder genoemde inductieprotocols.Een miljoen cellen worden opnieuw opgehangen in het medium A en zitten op een kweekvat met lage aanhechting. Daarna drie dagen gecultiveerd. Nadat de morfologie is gecontroleerd, worden op respectievelijk dag drie en vijf reeksen inductiemedium, waaronder medium B en C, aan het gekweekte vat toegevoegd.Op dag 10 wordt celmorfologie waargenomen. Celkolonies worden verzameld voor verdere analyse, waaronder koloniemorfologie en -grootte, pancreasgenmarkerexpressie en functionele eigenschap met betrekking tot glucose-gestimuleerde C-peptidesecretie of SGRS-test. De uitkomsten van beide inductieprotocollen worden in beide protocollen vergeleken.Menselijke tandpulpstamcellen kunnen kolonieachtige structuur vormen sinds de allereerste dag van de inductie. Het uiterlijk van de kolonies is rond en dicht. Alle kolonies drijven in de cultuurvaten gedurende de inductieperiode.Het totale aantal kolonies van het integratieve inductieprotocol is iets hoger dan dat van niet-integratieve inductie. De evolutie onder kolonieformaat toont een gunstige trend, van kleine tot middelgrote kolonievorming bij integratieve inductie, wat belangrijk is om de necrotische kern in de kolonie te verminderen. Pancreasgenmarkeranalyse onthulde dat het integratieve inductieve protocol de kolonies oplevert met een hoge expiratie van pancreasmarkers, waaronder MAP-A, GLUT-2, insuline en GLP-1R, wat wijst op de differentiatie naar de gemeten insulineproducerende cellen.Aan de functie is de afscheiding van glucose C-peptide belangrijk. De resultaten laten zien dat beide inductieprotocols de kolonies een goed antwoord geven op glucose-uitdaging. Uit deze studie kunnen beide pancreasinductieprotocollen de insulineproducerende cellen in vitro genereren in termen van pancreasmarkerverval en functionele eigenschap, de protocollen tonen een betere kwaliteit van insulineproducerende celvorming.Suggereert de trends van menselijke mesenchymale stamcellen zoals menselijke tandheelkundige pulp stamcel toepassing in stamcel gebaseerde diabetes behandeling in de nabije toekomst.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

In vitro Induction of Human Dental Pulp Stem Cells Toward Pancreatic Lineages

Use of Human Perivascular Stem Cells for Bone Regeneration

Gebruik van de Mens Perivasculaire stamcellen voor botregeneratie

Human perivascular stem cells (PSCs) can be isolated in sufficient numbers from multiple tissues for purposes of skeletal tissue engineering1-3. PSCs are ...

Alginate Microcapsule as a 3D Platform for Propagation and Differentiation of Human Embryonic Stem Cells (hESC) to Different Lineages

Alginate Microcapsule as a 3D Platform for Propagation and Differentiation of Human Embryonic Stem Cells hESC to Different Lineages

Alginaat microcapsule als een 3D-platform voor de vermeerdering en differentiatie van humane embryonale stamcellen (hESC) tot verschillende geslachten

Human embryonic stem cells (hESC) are emerging as an attractive alternative source for cell replacement therapy since they can be expanded in culture ...

Therapeutic Gene Delivery and Transfection in Human Pancreatic Cancer Cells using Epidermal Growth Factor Receptor-targeted Gelatin Nanoparticles

Gene Levering en Transfectie in Human alvleesklierkankercellen met epidermale groeifactor receptor-gerichte Gelatine-Based Engineered Nanovectors

More than 32,000 patients are diagnosed with pancreatic cancer in the United States per year and the disease is associated with very high mortality 1. ...

Development, Expansion, and In vivo Monitoring of Human NK Cells from Human Embryonic Stem Cells (hESCs) and Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs)

Development, Expansion, and In vivo Monitoring of Human NK Cells from Human Embryonic Stem Cells hESCs and Induced Pluripotent Stem Cells iPSCs

Ontwikkeling, uitbreiding en<em&gt; In vivo</em&gt; Controle van Human NK cellen uit menselijke embryonale stamcellen (hESC &#39;s) en en geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSCs)

We present a method for deriving natural killer (NK) cells from undifferentiated hESCs and iPSCs using a feeder-free approach. This method gives rise to ...

Transplantation of Induced Pluripotent Stem Cell-derived Mesoangioblast-like Myogenic Progenitors in Mouse Models of Muscle Regeneration

Transplantatie van geïnduceerde pluripotente stamcel-afgeleide mesoangioblast-achtige myogene voorlopers in muismodellen van spierregeneratie

Patient-derived iPSCs could be an invaluable source of cells for future autologous cell therapy protocols. iPSC-derived myogenic stem/progenitor cells ...

Use of a High-throughput In Vitro Microfluidic System to Develop Oral Multi-species Biofilms

Use of a High-throughput In Vitro Microfluidic System to Develop Oral Multi-species Biofilms

Toepassing van een High-throughput<em&gt; In Vitro</em&gt; Microfluïdische System op mondelinge Multi-species biofilms Ontwikkel

There are few high-throughput in vitro systems which facilitate the development of multi-species biofilms that contain numerous species commonly detected ...

Eye Irritation Test (EIT) for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial (RhCE) Tissue Model

Eye Irritation Test EIT for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial RhCE Tissue Model

Test op oogirritatie (EIT) voor Risico oog irriterende stoffen met gereconstrueerde humane Cornea-achtige Epithelial (RHCE) Tissue Model

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and ...

Efficient Generation and Editing of Feeder-free IPSCs from Human Pancreatic Cells Using the CRISPR-Cas9 System

Efficiënte generatie en het bewerken van Feeder-vrije IPSCs van menselijke Pancreatic cellen met behulp van de CRISPR-Cas9-systeem

Embryonic and induced pluripotent stem cells can self-renew and differentiate into multiple cell types of the body. The pluripotent cells are thus coveted ...

Advanced 3D Liver Models for In vitro Genotoxicity Testing Following Long-Term Nanomaterial Exposure

Geavanceerde 3D-levermodellen voor in vitro genotoxiciteitstests na langdurige blootstelling aan nanomaterialen

Due to the rapid development and implementation of a diverse array of engineered nanomaterials (ENM), exposure to ENM is inevitable and the development of ...

Single-Cell Optical Action Potential Measurement in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

Eencellige optische actiepotentiaalmeting in door de mens geïnduceerde pluripotente van stamcellen afgeleide cardiomyocyten

Conventional intracellular microelectrode techniques to quantify cardiomyocyte electrophysiology are extremely complex, labor intensive, and typically ...