Name: isolation of rat adipose tissue mesenchymal stem cells for differentiation into insulin-producing cells
Uploaded: 2022-08-29T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Isolation of Rat Adipose Tissue Mesenchymal Stem Cells for Differentiation into Insulin-producing Cells at JoVE.com

Wir danken Dr. Rawda Samir Mohamed, MSc, Tierarzt, Fakultät für Pharmazie, The British University of Egypt (BUE) für die Hilfe bei der Sezierung der Ratten.
Wir möchten auch die Bemühungen der Fakultät für Massenkommunikation der British University in Egypt (BUE) für die Produktion und Bearbeitung des Videos dieses Manuskripts anerkennen und schätzen.
Wir danken Miss Fatma Masoud, MSc, Assistant Lecturer of English, The British University in Egypt (BUE) für die Überarbeitung und das Korrekturlesen des Manuskripts in englischer Sprache.
Diese Arbeit wurde teilweise vom Center for Drug Research and Development (CDRD), Fakultät für Pharmazie, The British University in Egypt (BUE), Kairo, Ägypten, finanziert.

Alle Experimente wurden gemäß den genehmigten Richtlinien durchgeführt, und alle Verfahren wurden von der Ethikkommission der Fakultät für Pharmazie der British University in Egypt (BUE), Kairo, Ägypten, genehmigt. Das Ad-MSC-Isolationsprotokoll wurde von Lopez und Spencer übernommen, mit Modifikationen15.
1. Isolierung von Ad-MSCs aus epididymalen Fettpölstigen von Ratten
<ol><li>Verwenden Sie männliche Sprague-Dawley-Ratten mit einem Gewich...

<ol>
	<li>Hmadcha, A., Martin-Montalvo, A., Gauthier, B. R., Soria, B., Capilla-Gonzalez, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+potential+of+mesenchymal+stem+cells+for+cancer+therapy.">Therapeutic potential of mesenchymal stem cells for cancer therapy.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 8, 43 (2020).</li><li>Kamal, M., Kassem, D., Haider, K. H., Haider, K. 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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=Differential+expression+of+stem+cell+mobilization-associated+molecules+on+multi-lineage+cells+from+adipose+tissue+and+bone+marrow.">Differential expression of stem cell mobilization-associated molecules on multi-lineage cells from adipose tissue and bone marrow.</a> Immunology Letters. 89 (2-3), 267-270 (2003).</li><li>Mosna, F., Sensebe, L., Krampera, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+bone+marrow+and+adipose+tissue+mesenchymal+stem+cells:+A+user's+guide.">Human bone marrow and adipose tissue mesenchymal stem cells: A user's guide.</a> Stem Cells and Development. 19 (10), 1449-1470 (2010).</li><li>Camara, B. O. 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=Differentiation+of+canine+adipose+mesenchymal+stem+cells+into+insulin-producing+cells:+Comparison+of+different+culture+medium+compositions.">Differentiation of canine adipose mesenchymal stem cells into insulin-producing cells: Comparison of different culture medium compositions.</a> Domestic Animal Endocrinology. 74, 106572 (2021).</li><li>Ren, 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=Isolation,+expansion,+and+differentiation+of+goat+adipose-derived+stem+cells.">Isolation, expansion, and differentiation of goat adipose-derived stem cells.</a> Research in Veterinary Science. 93 (1), 404-411 (2012).</li><li>Vallee, M., Cote, J. F., Fradette, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipose-tissue+engineering:+Taking+advantage+of+the+properties+of+human+adipose-derived+stem/stromal+cells.">Adipose-tissue engineering: Taking advantage of the properties of human adipose-derived stem/stromal cells.</a> Pathologie Biologie. 57 (4), 309-317 (2009).</li><li>Dominici, 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=Minimal+criteria+for+defining+multipotent+mesenchymal+stromal+cells.+The+International+Society+for+Cellular+Therapy+position+statement.">Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement.</a> Cytotherapy. 8 (4), 315-317 (2006).</li><li>Gong, W., 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=Mesenchymal+stem+cells+stimulate+intestinal+stem+cells+to+repair+radiation-induced+intestinal+injury.">Mesenchymal stem cells stimulate intestinal stem cells to repair radiation-induced intestinal injury.</a> Cell Death &amp; Disease. 7 (9), 2387 (2016).</li><li>Dai, R., Wang, Z., Samanipour, R., Koo, K. 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O., Wood, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+vesicles:+Biology+and+emerging+therapeutic+opportunities.">Extracellular vesicles: Biology and emerging therapeutic opportunities.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 12 (5), 347-357 (2013).</li><li>Lopez, M. J., Spencer, N. 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M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+mesenchymal+stromal/stem+cells+to+insulin-producing+cells:+Progress+and+challenges.">From mesenchymal stromal/stem cells to insulin-producing cells: Progress and challenges.</a> Stem Cell Reviews and Reports. 16 (6), 1156-1172 (2020).</li><li>Kassem, D. H., Kamal, M. M., El-Kholy, A. E. -. L. G., El-Mesallamy, H. 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G., Shah, K., Freitag, J., Cromer, B., Sumer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+potential+of+early-+and+late-passage+adipose-derived+mesenchymal+stem+cells+cultured+under+hypoxia+and+normoxia.">Differentiation potential of early- and late-passage adipose-derived mesenchymal stem cells cultured under hypoxia and normoxia.</a> Stem Cells International. 2020, 8898221 (2020).</li><li>Krishnamurthy, H., Cram, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basics+of+flow+cytometry.">Basics of flow cytometry.</a> Applications of Flow Cytometry in Stem Cell Research and Tissue. , 1-12 (2010).</li><li>Habib, S. A., Kamal, M. M., El-Maraghy, S. A., Senousy, M. 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R., Canikyan, S., Kocak, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+3-step+mechanical+digestion+method+to+harvest+adipose-derived+stromal+vascular+fraction.">A 3-step mechanical digestion method to harvest adipose-derived stromal vascular fraction.</a> Plastic and Reconstructive Surgery - Global Open. 8 (2), 2652 (2020).</li><li>Alstrup, T., Eijken, M., Bohn, A. B., Moller, B., Damsgaard, T. 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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=From+human+mesenchymal+stem+cells+to+insulin-producing+cells:+Comparison+between+bone+marrow-+and+adipose+tissue-derived+cells.">From human mesenchymal stem cells to insulin-producing cells: Comparison between bone marrow- and adipose tissue-derived cells.</a> BioMed Research International. 2017, 3854232 (2017).</li><li>Xin, 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=Insulin-producing+cells+differentiated+from+human+bone+marrow+mesenchymal+stem+cells+in+vitro+ameliorate+streptozotocin-induced+diabetic+hyperglycemia.">Insulin-producing cells differentiated from human bone marrow mesenchymal stem cells in vitro ameliorate streptozotocin-induced diabetic hyperglycemia.</a> PLoS One. 11 (1), 0145838 (2016).</li><li>Kassem, D. H., Kamal, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+efficacy+of+umbilical+cord-derived+stem+cells+for+diabetes+mellitus:+A+meta-analysis+study.">Therapeutic efficacy of umbilical cord-derived stem cells for diabetes mellitus: A meta-analysis study.</a> Stem Cell Research &amp; Therapy. 11 (1), 484 (2020).</li><li>El-Demerdash, R. F., Hammad, L. N., Kamal, M. M., El Mesallamy, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+Wharton's+jelly+and+cord+blood+as+a+source+of+mesenchymal+stem+cells+for+diabetes+cell+therapy.">A comparison of Wharton's jelly and cord blood as a source of mesenchymal stem cells for diabetes cell therapy.</a> Regenerative Medicine. 10 (7), 841-855 (2015).</li><li>Kassem, D. H., Kamal, M. M., El-Kholy, A. E. -. L. G., El-Mesallamy, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+of+expression+levels+of+pluripotency/stem+cell+markers+with+the+differentiation+outcome+of+Wharton's+jelly+mesenchymal+stem+cells+into+insulin+producing+cells.">Association of expression levels of pluripotency/stem cell markers with the differentiation outcome of Wharton's jelly mesenchymal stem cells into insulin producing cells.</a> Biochimie. 127, 187-195 (2016).</li><li>El-Asfar, R. K., Kamal, M. M., Abd El-Razek, R. S., El-Demerdash, E., El-Mesallamy, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Obestatin+can+potentially+differentiate+Wharton's+jelly+mesenchymal+stem+cells+into+insulin-producing+cells.">Obestatin can potentially differentiate Wharton's jelly mesenchymal stem cells into insulin-producing cells.</a> Cell and Tissue Research. 372 (1), 91-98 (2018).</li><li>Gabr, M. 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=Insulin-producing+cells+from+adult+human+bone+marrow+mesenchymal+stromal+cells+could+control+chemically+induced+diabetes+in+dogs:+A+preliminary+study.">Insulin-producing cells from adult human bone marrow mesenchymal stromal cells could control chemically induced diabetes in dogs: A preliminary study.</a> Cell Transplantation. 27 (6), 937-947 (2018).</li></ol>

In diesem Protokoll ist es uns gelungen, ein detailliertes Protokoll für die Isolierung von Ad-MSCs aus Ratten-Nebenhodenfett und die Differenzierung dieser Ad-MSCs in IPCs vorzustellen. Tatsächlich ist das epidydimale Fett der Ratte eine leicht zugängliche Quelle von Fettgewebe zur Gewinnung von Ad-MSCs und erfordert keine spezielle Ausrüstung, weder für die Sammlung noch für die Verarbeitung 15,26,27. Die isolierten Ad-M...

Mesenchymale Stammzellen (MSCs), auch mesenchymale Stromazellen genannt, gehören zu den am häufigsten verwendeten Zelltypen für die regenerative Medizin 1,2. Sie werden als adulte Stammzellen klassifiziert und zeichnen sich durch Multilineage-Differenzierungspotenzial und Selbsterneuerungskapazitätaus 3. MSCs können isoliert und aus verschiedenen Quellen gewonnen werden, einschließlich Fettgewebe, Knochenmark, peripherem Blut, Nabelschnurgewebe und Blut, Haarfollikeln und Zähnen 4,5.
Die Isolierung von Stammzellen aus Fettgewebe wird aufgrund ihres einfachen Zugangs, ihrer schnellen Expansion in vitro und ihrer hohen Ausbeute als attraktiv und vielversprechend angesehen6. Aus Fettgewebe gewonnene mesenchymale Stammzellen (Ad-MSCs) können aus verschiedenen Arten wie Menschen, Rindern, Mäusen, Ratten und in jüngster Zeit auch aus Ziegenisoliert werden 7. Es wurde nachgewiesen, dass Ad-MSCs jetzt potenzielle Kandidaten für Tissue Engineering und Gen-/Zelltherapie sind, die sogar verwendet werden können, um eine autologe Alternative für die langfristige Reparatur von Weichteilverletzungen oder -defekten zu entwickeln 7,8.
Die International Society for Cell and Gene Therapy (ISCT) hat drei Mindestkriterien definiert, die von MSCs für eine vollständige Charakterisierung nachgewiesen werden müssen9. Erstens müssen sie plastikhaltig sein. Zweitens sollten MSCs mesenchymale Stammzelloberflächenmarker wie CD73, CD90 und CD105 exprimieren und die hämatopoetischen Marker CD45, CD34, CD14 oder CD11b, CD79α oder CD19 und HLA-DR nicht exprimieren. Schließlich sollten MSCs die Fähigkeit aufweisen, sich in die drei mesenchymalen Linien zu differenzieren: Adipozyten, Osteozyten und Chondrozyten. Interessanterweise können MSCs auch in andere Linien wie neuronale Zellen, Kardiomyozyten, Hepatozyten und Epithelzellendifferenzieren 10,11.
Tatsächlich besitzen MSCs einzigartige Eigenschaften, die es ermöglichen, sie als potenzielle Therapeutika in der regenerativen Therapie für verschiedene Krankheiten einzusetzen. MSCs können lösliche Faktoren absondern, um eine immunmodulatorische Umgebung zu induzieren, die therapeutische Vorteile bietet12. Darüber hinaus können MSCs zu Verletzungsstellen und Tumormikroumgebungen migrieren, um eine zielgerichtete Therapie durchzuführen. Die Mechanismen sind jedoch nicht vollständig aufgeklärt13. Darüber hinaus haben MSCs die Fähigkeit, Exosomen abzusondern, extrazelluläre Vesikel im Nanobereich, die eine Ladung nicht-kodierender RNAs, Proteine und löslicher Faktoren tragen, die sich in letzter Zeit als neuartiger Mechanismus des therapeutischen Potenzials der MSCs bei verschiedenen Krankheiten herausgestellthaben 14.
Noch wichtiger ist, dass MSCs deutliche Aufmerksamkeit für ihr Potenzial zur Differenzierung in insulinproduzierende Zellen (IPCs) erzeugt haben, entweder durch genetische Veränderung 15,16 oder durch die Verwendung verschiedener extrinsisch induzierender Faktoren innerhalb der Kulturmedien in vitro17. Die IPC-Induktionsperiode variiert stark, da sie vom verwendeten Induktionsprotokoll und den verwendeten extrinsischen Faktoren abhängt. Der Prozess der Differenzierung kann von Tagen bis zu Monaten dauern und erfordert eine Kombination von exogen induzierenden Faktoren, die in verschiedenen Stadien hinzugefügt und / oder zurückgezogen werden müssen. Viele dieser Faktoren, die für die endokrine Pankreasdifferenzierung verwendet wurden, sind biologisch aktive Verbindungen, von denen gezeigt wurde, dass sie die Proliferation oder Differenzierung / Neogenese von insulinsezernierenden β-Zellen fördern und / oder den Insulingehalt von IPCs 18,19,20,21 erhöhen. Es ist hier bemerkenswert, dass MSCs auch therapeutische Wirkungen bei Diabetes und seinen Komplikationen über mehrere Mechanismen, einschließlich ihres Sekrets, sowie eine breite Palette von immunmodulatorischen Wirkungen haben22,23,24.
In diesem Protokoll stellen wir ein detailliertes Stufenprotokoll zur Isolierung und Charakterisierung von Ad-MSCs aus Eileiterfett von Ratten vor, gefolgt von einem einfachen, relativ kurzen Protokoll zur Generierung von IPCs aus Ad-MSCs.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Albumin, bovine serum Fraction V</td>
			<td>MP Biomedicals</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcian Blue 8GX</td>
			<td>Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>A3157</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alizarin Red S</td>
			<td>Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>A5533</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium hydroxide</td>
			<td>Fisher Scientific, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibody for Rat CD90, FITC</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>60024FI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A3912</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride</td>
			<td>Fisher Scientific, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD105 Monoclonal Antibody, FITC</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Invitrogen, USA</td>
			<td>MA1-19594</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD34 Polyclonal Antibody</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Invitrogen, USA</td>
			<td>PA5-85917</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Fisher Scientific, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase type I, powder</td>
			<td>Gibco, Thermo Fisher, USA</td>
			<td>17018029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Glucose anhydrous, extra pure</td>
			<td>Fisher Scientific, Germany</td>
			<td>G/0450/53</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide (DMSO)</td>
			<td>Fisher Scientific, Germany</td>
			<td>BP231-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dithizone staining</td>
			<td>Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>D5130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM - High Glucose 4.5 g/L</td>
			<td>Lonza, Switzerland</td>
			<td>12-604F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM - Low Glucose 1 g/L</td>
			<td>Lonza, Switzerland</td>
			<td>12-707F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM/F12 medium</td>
			<td>Lonza, Switzerland</td>
			<td>BE12-719F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNAse/RNAse free water</td>
			<td>Gibco Thermo Fisher, USA</td>
			<td>10977-035</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol absolute, Molecular biology grade</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Germany</td>
			<td>24103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Exendin-4</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Germany</td>
			<td>E7144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td>Gibco Thermo Fisher, Brazil</td>
			<td>10270-106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formaldehyde 37%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid (HCl)</td>
			<td>Fisher Scientific, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol, Molecular biology grade</td>
			<td>Fisher Scientific, USA</td>
			<td>BP2618500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamine</td>
			<td>Gibco Thermo Fisher, USA</td>
			<td>25030-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Chloride (Anhydrous)</td>
			<td>Fisher Scientific, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mesenchymal Stem Cell Functional identification kit</td>
			<td>R&#38;D systems Inc., MN, USA</td>
			<td>SC006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nicotinamide</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Germany</td>
			<td>N0636</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oil Red Stain</td>
			<td>Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>O0625</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin-Amphotericin</td>
			<td>Gibco Thermo Fisher, USA</td>
			<td>15240062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline, 1X, without Ca/Mg</td>
			<td>Lonza, Switzerland</td>
			<td>BE17-516F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Chloride</td>
			<td>Fisher Scientific, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat Insulin ELISA Kit</td>
			<td>Cloud-Clone Corp., USA</td>
			<td>CEA682Ra</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Bicarbonate</td>
			<td>Fisher Scientific, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td>Fisher Scientific, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Phosphate Dibasic (Anhydrous)</td>
			<td>Fisher Scientific, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Phosphate Monobasic (Anhydrous)</td>
			<td>Fisher Scientific, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYBR Green Maxima</td>
			<td>Thermo Scientific, USA</td>
			<td>K0221</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe filter, 0.2 micron</td>
			<td>Corning, USA</td>
			<td>431224</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TRIzol</td>
			<td>Thermo Scientific, USA</td>
			<td>15596026</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan blue</td>
			<td>Gibco Thermo Fisher, USA</td>
			<td>15250061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-Versene-EDTA, 1X</td>
			<td>Lonza, Switzerland</td>
			<td>CC-5012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Verso cDNA synthesis kit</td>
			<td>Thermo Scientific, USA</td>
			<td>AB-1453/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#946;-mercaptoethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Germany</td>
			<td>M3148</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isolation of rat adipose tissue mesenchymal stem cells for differentiation into insulin-producing cells

Mesenchymale Stammzellen (MSCs) - insbesondere solche, die aus Fettgewebe isoliert wurden (Ad-MSCs) - haben als erneuerbare, reichlich vorhandene Quelle von Stammzellen, die keine ethischen Bedenken aufwirft, besondere Aufmerksamkeit erregt. Die derzeitigen Methoden zur Isolierung von Ad-MSCs sind jedoch nicht standardisiert und verwenden komplizierte Protokolle, die eine spezielle Ausrüstung erfordern. Wir isolierten Ad-MSCs aus dem Nebenhodenfett von Sprague-Dawley-Ratten mit einer einfachen, reproduzierbaren Methode. Die isolierten Ad-MSCs erscheinen normalerweise innerhalb von 3 Tagen nach der Isolierung, da adhärente Zellen eine fibroblastische Morphologie aufweisen. Diese Zellen erreichen innerhalb von 1 Woche nach der Isolierung eine Konfluenz von 80%. Danach, in der Passage 3-5 (P3-5), wurde eine vollständige Charakterisierung für die isolierten Ad-MSCs durch Immunphänotypisierung für charakteristische MSC-Cluster-of-Differentiation-Oberflächenmarker (CD) wie CD90, CD73 und CD105 sowie durch Induktion der Differenzierung dieser Zellen entlang der osteogenen, adipogenen und chondrogenen Linien durchgeführt. Dies wiederum impliziert die Multipotenz der isolierten Zellen. Darüber hinaus induzierten wir die Differenzierung der isolierten Ad-MSCs in Richtung der insulinproduzierenden Zellen (IPCs) über ein einfaches, relativ kurzes Protokoll, indem wir das modifizierte Eagle-Medium (HG-DMEM), β-Mercaptethanol, Nicotinamid und Exendin-4 von Dulbecco mit hoher Glucose einbehielten. Die IPC-Differenzierung wurde genetisch bewertet, indem zunächst die Expressionsniveaus spezifischer β-Zell-Marker wie MafA, NKX6.1, Pdx-1 und Ins1 sowie die Dithizon-Färbung für die erzeugten IPCs gemessen wurden. Zweitens wurde die Bewertung auch funktionell durch einen Glukose-stimulierten Insulinsekretions-Assay (GSIS) durchgeführt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Ad-MSCs leicht isoliert werden können, indem sie alle MSC-Charakterisierungskriterien aufweisen, und sie können in der Tat eine reichliche, erneuerbare Quelle von IPCs im Labor für die Diabetesforschung bieten.

Isolierung und Charakterisierung von Ad-MSCs Wie in Abbildung 2 gezeigt, zeigten die isolierten Zellen aus Fettgewebe eine heterogene Population von abgerundeten und fibroblastenähnlichen Zellen ab dem nächsten Tag der Isolierung (Abbildung 2A). 4 Tage nach der Isolierung begannen die Fibroblastenzellen in Anzahl und Größe zuzunehmen und als homogene Population durch Passage 1 zu wachsen (Abbildung 2B...

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Isolation of Rat Adipose Tissue Mesenchymal Stem Cells for Differentiation into Insulin-producing Cells

Aus Fettgewebe gewonnene mesenchymale Stammzellen (Ad-MSCs) können eine potenzielle Quelle für MSCs sein, die sich in insulinproduzierende Zellen (IPCs) differenzieren. In diesem Protokoll stellen wir detaillierte Schritte zur Isolierung und Charakterisierung von epididymalen Ad-MSCs von Ratten bereit, gefolgt von einem einfachen, kurzen Protokoll zur Generierung von IPCs aus denselben Ratten-Ad-MSCs.

Isolierung von mesenchymalen Stammzellen des Fettgewebes von Ratten zur Differenzierung in insulinproduzierende Zellen

Mesenchymal stem cells (MSCs)-especially those isolated from adipose tissue (Ad-MSCs)-have gained special attention as a renewable, abundant source of ...

Das übergeordnete Ziel dieses Protokolls ist es, rotes Fettgewebe, getrocknete mesenchymale Stammzellen zu isolieren und zu charakterisieren und sie mit einfachen Methoden in Richtung insulinproduzierender Zellen zu differenzieren. Mesenchymale Stammzellen haben die Wege in der Genetik gefunden. Sie können aus verschiedenen Quellen wie Knochenmark, Fettgewebe und perinatalem Gewebe isoliert werden.Sie akzeptieren ausgezeichnete kulturelle Eigenschaften. Sie sind multipotent und können potenziell verschiedene Krankheiten behandeln. Fettgewebe bietet eine reiche Quelle von mesenchymalen Stammzellen.Diese Fett-MSCs können leicht aus Lipo-Aspiraten mit hoher Ausbeute im Vergleich zu anderen Quellen wie Knochenmark isoliert werden. Und sie können eine gute Quelle sowohl für autologe als auch für allogene Transplantationen sein. In diesem Video stellen wir ein einfaches Protokoll zur Isolierung und Charakterisierung von adipösen mesenchymalen Stammzellen aus Fett von Ratten-Nebenhoden vor.Dieses Verfahren ist eine einfache, hocheffiziente Methode zur Isolierung. Nach der Isolierung werden wir die Differenzierung dieser adipösen mesenchymalen Stammzellen in insulinproduzierende Zellen mit einem einfachen, relativ kurzen Protokoll ertragen. Wir beginnen mit der Isolierung von adipösen mesenchymalen Stammzellen durch kollagene Verdauung von Nebenhodenfett, um eine stärkere vaskuläre Fraktion zu erhalten.Dann werden mesenchymale Stammzellen durch ihre plastische Adhärenz sowie die Expression von CD-Markern und die Differenzierung in mehrere mesodermale Linien charakterisiert. Anästhisieren Sie das Tier und euthanasieren Sie es dann mit Zervixdislokation. Sprühen Sie den ganzen Körper mit 70% Ethanol und beginnen Sie mit der Exzision der Haut und der Muskeln im unteren Teil des Bauches.Dann legen Sie die Hoden mit dem Nebenhodenfett frei. Schneiden Sie das Nebenhodenfett vorsichtig ab. Achten Sie darauf, die Blutgefäße nicht mit den Fetten zu schneiden.Schneiden Sie in einer Biosicherheitskabine das Fettgewebe mit Pinzette und Skalpell in kleine Stücke. Das Fettgewebe in ein Zentrifugenröhrchen mit 10 Milliliter sterilem PBS überführen. Beginnen Sie mit dem Waschen, indem Sie das Falcon-Rohr 45 Sekunden lang kippen.Lassen Sie dann die Röhre fünf Minuten stehen, um sie in zwei Schichten zu trennen. Entfernen Sie das infranierte PBS mit einer 10-Milliliter-Spritze. Wiederholen Sie diese Waschschritte vier- bis fünfmal, bis PBS klar ist.Nach dem Waschen das Fettgewebe in kollagener Lösung wieder suspendieren und dann im Schüttelwasserbad inkubieren, bis das Gewebe fast homogen ist. Danach wirbeln Sie die kollagene Mischung des Gewebes für 15 Sekunden ein und zentrifugieren Sie anschließend fünf Minuten lang. Nach der Zentrifugation haben Sie drei Schichten.Verwerfen Sie vorsichtig den Überstand über der stromalen Gefäßfraktion. Zuerst die Ölschicht oben vorsichtig entsorgen, gefolgt von der Echoschicht, ohne das stromale Gefäßfraktionspellet zu stören. Die Stromal-Gefäßfraktion wird in steriler BSA wieder suspendiert und fünf Minuten lang rezentrifugiert.Gesamte Zentrifugation, legen Sie komplette DMEM F-12-Medien in einen 25 Zentimeter großen quadratischen Kolben. Nach der Zentrifugation den Überstand entsorgen und das stromale Gefäßpellet in vollständigen DMEM F-12-Medien wieder suspendieren. Und Transfer in die Kulturflasche.In 37 Grad 5% Kohlendioxid-Inkubator legen. Entfernen Sie am nächsten Tag nicht angehängte Zellen und ersetzen Sie die Medien durch frische Medien. Ab dem nächsten Tag der Isolation werden die fibroblastenähnlichen Zellen erscheinen.Dann werden sie im Laufe der Zeit allmählich an Anzahl und Größe zunehmen. Durch das Passieren werden die Zellen homogener. Diese Zellen weisen alle Charakterisierungskriterien für mesenchymale Stammzellen auf.Diese Zellen wurden mit Hilfe dieses einfachen Protokolls, das Nicotinamid-Beta-Mercaptoethanol und Exendin-4 enthält, in Richtung insulinproduzierender Zellen differenziert. Während der Differenzierungsschritte beginnen die Zellen, ihre fibroblastische Form zu verlieren und ich denke, clusterartige Morphologie. Bei Verwendung von insulinproduzierenden Zellen zeigen sie eine positive karminrote Disithon-Färbung, dann exprimieren verwendete insulinproduzierende Zellen verschiedene Beta-Zellmarker wie Pdx-1, mafA und Insulin.Darüber hinaus sezernieren induzierte insulinproduzierende Zellen höhere Insulinspiegel im Überstand, wenn sie mit einer höheren Glukosekonzentration konfrontiert werden. Wir haben ein detailliertes, schrittweises Protokoll für die Isolierung und Charakterisierung von adipösen mesenchymalen Stammzellen zur Verfügung gestellt. Wir stellen hier auch ein relativ kurzes, einfaches und effizientes Protokoll zur Differenzierung von adipösen mesenchymalen Stammzellen in insulinproduzierende Zellen zur Verfügung.Dies bietet Forschern ein Einfallstor, um in das Gebiet der mesenchymalen Stammzellen einzusteigen und ihre Differenzierung in insulinproduzierende Zellen zu untersuchen.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Isolation and Enrichment of Human Adipose-derived Stromal Cells for Enhanced Osteogenesis

Isolierung und Anreicherung von menschlichen Fettgewebe gewonnene Stromazellen für verbesserte Osteogenesis

Bone marrow-derived mesenchymal stromal cells (BM-MSCs) are considered the gold standard for stem cell-based tissue engineering applications. However, the ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

Isolation and Differentiation of Adipose-Derived Stem Cells from Porcine Subcutaneous Adipose Tissues

Isolierung und Differenzierung von Fettgewebe gewonnenen Stammzellen aus Porcine Subkutan Fettgewebes

Obesity is an unconstrained worldwide epidemic. Unraveling molecular controls in adipose tissue development holds promise to treat obesity or diabetes. ...

Isolation and Expansion of Mesenchymal Stem/Stromal Cells Derived from Human Placenta Tissue

Isolierung und Expansion von mesenchymalen Stamm- / Stroma-Zellen aus humanen Placenta Gewebe gewonnen

Mesenchymal stem/stromal cells (MSC) are promising candidates for use in cell-based therapies. In most cases, therapeutic response appears to be cell-dose ...

Chondrogenic Differentiation Induction of Adipose-derived Stem Cells by Centrifugal Gravity

Chondrogene Differenzierung Induktion von Fettgewebe gewonnene Stammzellen durch Zentrifugalkraft Gravity

Impaired cartilage cannot heal naturally. Currently, the most advanced therapy for defects in cartilage is the transplantation of chondrocytes ...

In Vitro Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Trophoblastic Cells

In Vitro Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Trophoblastic Cells

In vitro Differenzierung von humanen pluripotenten Zellen in Trophoblastische Stammzellen

The placenta is the first organ to develop during embryogenesis and is required for the survival of the developing embryo. The placenta is comprised of ...

In Vitro Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells into Functional Cardiomyocyte-like Cells

In Vitro Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells into Functional Cardiomyocyte-like Cells

In-vitro- Differenzierung humaner mesenchymaler Stammzellen in funktionellen Cardiomyocyte-ähnlichen Zellen

Myocardial infarction and the subsequent ischemic cascade result in the extensive loss of cardiomyocytes, leading to congestive heart failure, the leading ...

Horizontal Whole Mount: A Novel Processing and Imaging Protocol for Thick, Three-dimensional Tissue Cross-sections of Skin

Horizontale Ganze Mount: Ein neuartiges Verarbeitungs- und Imaging-Protokoll für dickes, dreidimensionales Gewebequerschnitt der Haut

Processing a tissue of interest to generate a microscopic image that supports a scientific argument can be challenging. The acquisition of high-quality ...

Single-cell Photoconversion in Living Intact Zebrafish

Einzellige Ladungszustand im lebendigen intakten Zebrafisch

Animal and plant tissue is composed of distinct populations of cells. These cells interact over time to build and maintain the tissue and can cause ...

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

Computergestützte Analyse der Keimbahn Caenorhabditis Elegans , die Verteilung der Kerne, Proteine und das Zytoskelett zu studieren

The Caenorhabditis elegans (C. elegans) germline is used to study several biologically important processes including stem cell development, apoptosis, and ...

Derivation and Differentiation of Canine Ovarian Mesenchymal Stem Cells

Ableitung und Differenzierung von Eckzahn Eierstock mesenchymalen Stammzellen

Interest in mesenchymal stem cells (MSCs) has increased over the past decade due to their ease of isolation, expansion, and culture. Recently, studies ...