Name: isogenic kidney glomerulus chip engineered from human induced pluripotent stem cells
Uploaded: 2022-11-04T13:15:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Isogenic Kidney Glomerulus Chip Engineered from Human Induced Pluripotent Stem Cells at JoVE.com

Bu çalışma, Duke Üniversitesi'ndeki Pratt Mühendislik Okulu, Duke Tıp Bölümü'ndeki Nefroloji Bölümü, Biyomedikal Araştırmalarda Whitehead Bursu ve S. Musah için Genentech Araştırma Ödülü tarafından desteklenmiştir. Y. Roye, Duke Üniversitesi-Alfred P. Sloan Vakfı Bursu ve Duke Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü'nden William M. "Monty" Reichert Yüksek Lisans Bursu'na sahiptir. DU11 (Duke Üniversitesi klon #11) iPS hücre hattı, Duke iPSC Çekirdek Tesisi'nde üretildi ve bize Duke Üniversitesi'ndeki Bursac Laboratuvarı tarafından sağlandı. Yazarlar N. Abutaleb, J. Holmes, R. Bhattacharya ve Y. Zhou'ya teknik yardım ve yararlı tartışmalar için teşekkür eder. Yazarlar ayrıca Musah Lab üyelerine makale hakkındaki yararlı yorumları için teşekkür eder. Yazarlar, Segura Lab'a bir Acuri C6 akış sitometresinin hediyesi için teşekkür ediyor.

1. Bodrum membran matris çözeltileri ve kaplamalı substratlar hazırlayın
<ol><li>Bodrum membran matrisi 1'i 4 °C'de buz üzerinde gece boyunca çözün. Aliquot, seyreltme oranı için üreticinin önerisine göre. 50 mL'lik bir konik tüp ve pipet kullanarak, tamamen çözülene ve çözülene kadar uygun miktarda bazal membran matrisi 1'i 25 mL soğuk DMEM/F12'ye iyice karıştırın.<ol><li>Dondurulmuş bir aliquot'u çözmek için, 25 mL'lik soğuk DMEM / F12'den ~ 200 μL alın ve dondurulm...

<ol>
	<li>Wang, 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=A+disease+model+of+diabetic+nephropathy+in+a+glomerulus-on-a-chip+microdevice.">A disease model of diabetic nephropathy in a glomerulus-on-a-chip microdevice.</a> Lab on a Chip. 17 (10), 1749-1760 (2017).</li><li>Musah, 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=Mature+induced-pluripotent-stem-cell-derived+human+podocytes+reconstitute+kidney+glomerular-capillary-wall+function+on+a+chip.">Mature induced-pluripotent-stem-cell-derived human podocytes reconstitute kidney glomerular-capillary-wall function on a chip.</a> Nature Biomedical Engineering. 1 (5), 1-12 (2017).</li><li>Petrosyan, 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=A+glomerulus-on-a-chip+to+recapitulate+the+human+glomerular+filtration+barrier.">A glomerulus-on-a-chip to recapitulate the human glomerular filtration barrier.</a> Nature Communications. 10 (1), 3656 (2019).</li><li>Hass, R., Kasper, C., B&#246;hm, S., Jacobs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+populations+and+sources+of+human+mesenchymal+stem+cells+(MSC):+A+comparison+of+adult+and+neonatal+tissue-derived+MSC.">Different populations and sources of human mesenchymal stem cells (MSC): A comparison of adult and neonatal tissue-derived MSC.</a> Cell Communication and Signaling. 9, 12 (2011).</li><li>Altschuler, S. J., Wu, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+heterogeneity:+when+do+differences+make+a+difference.">Cellular heterogeneity: when do differences make a difference.</a> Cell. 141 (4), 559-563 (2010).</li><li>Da Sacco, 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=A+novel+source+of+cultured+podocytes.">A novel source of cultured podocytes.</a> PloS One. 8 (12), 81812 (2013).</li><li>Singh, V. K., Kalsan, M., Kumar, N., Saini, A., Chandra, R. <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:+applications+in+regenerative+medicine,+disease+modeling,+and+drug+discovery.">Induced pluripotent stem cells: applications in regenerative medicine, disease modeling, and drug discovery.</a> Frontiers in Cell and Developmental Biology. 3, 2 (2015).</li><li>Ebert, A. D., Liang, P., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induced+pluripotent+stem+cells+as+a+disease+modeling+and+drug+screening+platform.">Induced pluripotent stem cells as a disease modeling and drug screening platform.</a> Journal of cardiovascular pharmacology. 60 (4), 408-416 (2012).</li><li>Patsch, 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=Generation+of+vascular+endothelial+and+smooth+muscle+cells+from+human+pluripotent+stem+cells.">Generation of vascular endothelial and smooth muscle cells from human pluripotent stem cells.</a> Nature Cell Biology. 17 (8), 994-1003 (2015).</li><li>Musah, S., Dimitrakakis, N., Camacho, D. M., Church, G. M., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+differentiation+of+human+induced+pluripotent+stem+cells+into+mature+kidney+podocytes+and+establishment+of+a+Glomerulus+Chip.">Directed differentiation of human induced pluripotent stem cells into mature kidney podocytes and establishment of a Glomerulus Chip.</a> Nature Protocols. 13 (7), 1662-1685 (2018).</li><li>Burt, M., Bhattachaya, R., Okafor, A. E., Musah, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guided+differentiation+of+mature+kidney+podocytes+from+human+induced+pluripotent+stem+cells+under+chemically+defined+conditions.">Guided differentiation of mature kidney podocytes from human induced pluripotent stem cells under chemically defined conditions.</a> Journal of Visualized Experiments. (161), e61299 (2020).</li><li>Roye, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+personalized+glomerulus+chip+engineered+from+stem+cell-derived+epithelium+and+vascular+endothelium.">A personalized glomerulus chip engineered from stem cell-derived epithelium and vascular endothelium.</a> Micromachines. 12 (8), 967 (2021).</li><li>Roselli, 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=Podocin+localizes+in+the+kidney+to+the+slit+diaphragm+area.">Podocin localizes in the kidney to the slit diaphragm area.</a> The American Journal of Pathology. 160 (1), 131-139 (2002).</li><li>Ruotsalainen, V., 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=Nephrin+is+specifically+located+at+the+slit+diaphragm+of+glomerular+podocytes.">Nephrin is specifically located at the slit diaphragm of glomerular podocytes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 96 (14), 7962-7967 (1999).</li><li>Privratsky, J. R., Newman, 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=PECAM-1:+regulator+of+endothelial+junctional+integrity.">PECAM-1: regulator of endothelial junctional integrity.</a> Cell and Tissue Research. 355 (3), 607-619 (2014).</li><li>Menon, M. C., Chuang, P. Y., He, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+glomerular+filtration+barrier:+components+and+crosstalk.">The glomerular filtration barrier: components and crosstalk.</a> International Journal of Nephrology. 2012, 749010 (2012).</li><li>Abutaleb, N. O., Truskey, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+and+characterization+of+human+iPSC-derived+vascular+endothelial+cells+under+physiological+shear+stress.">Differentiation and characterization of human iPSC-derived vascular endothelial cells under physiological shear stress.</a> STAR Protocols. 2 (2), 100394 (2021).</li><li>Pammolli, F., Magazzini, L., Riccaboni, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+productivity+crisis+in+pharmaceutical+R&amp;D.">The productivity crisis in pharmaceutical R&amp;D.</a> Nature Reviews. Drug Discovery. 10 (6), 428-438 (2011).</li><li>Atchison, 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=iPSC-derived+endothelial+cells+affect+vascular+function+in+a+tissue-engineered+blood+vessel+model+of+Hutchinson-Gilford+progeria+syndrome.">iPSC-derived endothelial cells affect vascular function in a tissue-engineered blood vessel model of Hutchinson-Gilford progeria syndrome.</a> Stem Cell Reports. 14 (2), 325-337 (2020).</li></ol>

Bu yazıda, izojenik bir insan iPS hücre hattından vasküler endotel ve glomerüler epitel (podositler) elde etmek için bir protokol ve bu hücrelerin böbrek glomerulusunun yapısını, doku-doku arayüzünü ve moleküler filtrasyon fonksiyonunu taklit eden bir çip üzerinde 3D organ sistemi oluşturmak için kullanımını özetlemekteyiz. Bu glomerulus çipi, birlikte seçici filtre moleküllerine bir bariyer sağlayan endotel ve glomerüler epitel ile donatılmıştır. 
Bu protokolü...

Çip üzerinde organ cihazları, belirli organların yapısını ve işlevini modelleyen doku-doku arayüzleri oluşturmak için moleküler ve mekanik stimülasyonun yanı sıra vaskülarizasyon kullanan dinamik 3D in vitro modellerdir. Böbreğin glomerulusunu (glomerulus çipleri) özetlemeyi amaçlayan daha önce kurulmuş çip üzerinde organ cihazları, hayvan hücre hatları1 veya heterojen kaynakların insan birincil ve ölümsüzleştirilmiş hücre hatlarından oluşuyordu 2,3. Genetik olarak heterojen hücre kaynaklarının kullanımı, hastaya özgü yanıtlar ve hastalığın genetiği veya mekanizmaları üzerine yapılan çalışmaları önemli ölçüde sınırlayan varyasyonlar ortaya koymaktadır 4,5. Bu zorluğun ele alınması, in vitro modellerin mühendisliği için daha doğru bir mikro ortam sağlamak için korunmuş moleküler ve genetik profillere sahip belirli bireylerden kaynaklanan izojenik hücre hatlarının mevcudiyetine bağlıdır 2,3,6. İnsan kökenli izojenik hücre hatları, insan iPS hücre kültüründeki ilerlemeler nedeniyle artık kolayca üretilebilir. İnsan iPS hücreleri tipik olarak invaziv olmayan bir şekilde kaynaklandığından, süresiz olarak kendi kendini yenileyebildiğinden ve hemen hemen her hücre tipine farklılaşabildiğinden, glomerulus çipi 7,8 gibi in vitro modellerin kurulması için çekici bir hücre kaynağı olarak hizmet ederler. Glomerüler filtrasyon bariyeri, kan filtrasyonu için birincil bölgedir. Kan önce vasküler endotel, glomerüler bazal membran ve son olarak podositler adı verilen özel epitel yoluyla süzülür. Filtrasyon bariyerinin her üç bileşeni de moleküllerin seçici filtrasyonuna katkıda bulunur. Burada, tek bir insan iPS hücre kaynağından vasküler endotel ve glomerüler epitel ile arayüz oluşturan çip üzerinde organ cihazı oluşturmak için bir protokol sunulmaktadır. Bu protokol, glomerüler filtrasyon bariyerini özetlemek için izojenik ve vaskülarize bir çip mühendisliği yapmak için özellikle yararlı olsa da, aynı zamanda diğer kişiselleştirilmiş çip üstü organ türlerini ve izojenik bir 'çip üzerinde vücut' sistemi gibi çok organlı platformları geliştirmek için bir plan sağlar.
Burada açıklanan protokol, insan iPS hücrelerinin iki ayrı soya - lateral mezoderm ve mezoderm hücrelerine - daha sonra sırasıyla vasküler endotel ve glomerüler epitel olarak farklılaşmasıyla başlar. Yanal mezoderm hücreleri üretmek için, insan iPS hücreleri bazal membran matrisi 1 kaplı plakalar üzerine tohumlandı ve Wnt aktivatörü, CHIR 99021 ve güçlü mezoderm indükleyicisi, kemik-morfogenetik 4 (BMP4) ile desteklenen N2B27 ortamında 3 gün boyunca (ortam değişimi olmadan) kültürlendi. Ortaya çıkan lateral mezoderm hücreleri daha önce brachyury (T), karışım çiftli benzeri homeobox (MIXL) ve eomesodermin (EOMES)9 ekspresyonu ile karakterize edildi. Daha sonra, lateral mezoderm hücreleri, manyetik aktive hücre sıralama (MACS) kullanılarak VE-Kadherin ve / veya PECAM-1 ekspresyonuna göre sıralanan vasküler endotel hücrelerini indüklemek için VEGF165 ve Forskolin ile desteklenmiş bir ortamda 4 gün boyunca kültürlendi. Elde edilen vasküler endotel hücreleri (viEC), mikroakışkan cihazda tohumlanmaya hazır olana kadar bazal membran matrisi 3 kaplı şişeler üzerinde kültürlenerek genişletildi.
Mezoderm hücreleri üretmek için, insan iPS hücreleri bazal membran matrisi 2 kaplı plakalar üzerine tohumlandı ve Activin A ve CHIR99021 içeren bir ortamda 2 gün boyunca kültürlendi. Elde edilen mezoderm hücreleri, daha öncetarif edildiği gibi HAND1, goosecoid ve brachury (T) ekspresyonu ile karakterize edildi 2,10,11. Ara mezoderm (IM) hücre farklılaşmasını indüklemek için, mezoderm hücreleri BMP-7 ve CHIR99021 ile desteklenmiş bir ortamda 14 gün boyunca kültürlendi. Elde edilen IM hücreleri, Wilm Tümörü 1 (WT1), eşleştirilmiş kutu geni 2 (PAX2) ve tek atlanan ilişkili protein 1 (OSR-1) 2,10,11'i eksprese eder.
İki kanallı polidimetilsiloksan (PDMS) bazlı mikroakışkan çip, glomerüler filtrasyon bariyerinin yapısını in vitro olarak özetlemek için tasarlanmıştır. İdrar kanalı 1.000 μm x 1.000 μm (g x y) ve kılcal kanal boyutu 1.000 μm x 200 μm (g x y) şeklindedir. Döngüsel gerilme ve gevşeme döngüleri, akışkan kanalların her iki tarafında bulunan içi boş odalar tarafından kolaylaştırıldı. Hücreler, idrar ve kılcal kanalları ayıran esnek, PDMS membranına (50 μm kalınlığında) tohumlandı. Membran, hücreler arası sinyalleşmeyi teşvik etmeye yardımcı olmak için altıgen gözeneklerle (7 μm çaplı, 40 μm aralıklı) donatılmıştır (Şekil 1A)2,12. IM indüksiyonu tamamlanmadan iki gün önce, mikroakışkan çipler bazal membran matrisi 2 ile kaplandı. viEC'ler, IM indüksiyonu tamamlanmadan 1 gün önce Endotel Bakım ortamı kullanılarak mikroakışkan çipin kılcal kanalına tohumlandı ve çip, ECM kaplı PDMS membranının bazal tarafında hücre yapışmasını sağlamak için baş aşağı çevrildi. IM indüksiyonunun tamamlandığı gün, hücreler, çip içinde podosit farklılaşmasını indüklemek için BMP7, Activin A, CHIR99021, VEGF165 ve tüm trans Retinoik Asit ile desteklenmiş bir ortam kullanılarak mikroakışkan çipin idrar kanalına tohumlandı. Ertesi gün, ortam rezervuarları Podosit İndüksiyon ortamı ve Endotel Bakım ortamı ile dolduruldu ve yongalara 0.4 Hz'de% 10 mekanik gerinim ve sıvı akışı (60 μL / s) uygulandı.
Hücreselleştirilmiş mikroakışkan çipler, Podosit İndüksiyon ortamı (idrar kanalında) ve Endotel Bakım ortamı (vasküler kanalda) kullanılarak 5 gün daha kültürlendi. Elde edilen böbrek glomerulus çipleri, hem podosit hem de endotel hücreleri için bakım ortamında 7 güne kadar kültürlendi. Farklılaşmış podositler, podocin ve nefrin13,14 dahil olmak üzere soya özgü proteinleri pozitif olarak ifade ederken, viEC'ler, hepsi glomerüler filtrasyon bariyerinin bütünlüğünü korumak için gerekli moleküller olan PECAM-1 ve VE-Cadherin'i pozitif olarak ifade etti. . Podositlerin ve viEC'lerin her ikisinin de doku olgunlaşması ve fonksiyonu için de önemli olan en bol glomerüler bazal membran proteini olan kollajen IV'ü salgıladığı bulunmuştur.
Glomerulus yongalarındaki filtrasyon bariyerinin üç bileşenli sisteminin - endotel, bazal membran ve epitel - molekülleri seçici olarak filtrelediği ve kemoterapötik, nefrotoksik ilaç tedavisine yanıt verdiği bulunmuştur. İlaç tedavisinden elde edilen sonuçlar, glomerulus çipinin nefrotoksisite çalışmaları ve hastalık modellemesi için kullanılabileceğini göstermiştir. Bu protokol, izojenik iPS hücre türevlerinden fonksiyonel bir mikroakışkan böbrek glomerulus çipinin mühendisliği için genel kılavuz sağlar. Tasarlanan çipin aşağı akış analizleri, araştırmacı tarafından istenildiği gibi gerçekleştirilebilir. İlaca bağlı glomerüler yaralanmayı modellemek için glomerulus çipinin kullanımı hakkında daha fazla bilgi için, önceki yayınlara bakın 2,12.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Antibodies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488- and Alexa Fluor 594-conjugated secondary antibodies</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>A32744; A32754; A-11076; A32790; A21203; A11015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagen IV</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>14-9871-82</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nephrin</td>
			<td>Progen</td>
			<td>GP-N2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PECAM-1</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>AF806</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Podocin</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab50339</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VE-Cadherin</td>
			<td>Santa Cruz</td>
			<td>sc-9989</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Basement membrane matrices</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Fibronectin, Human</td>
			<td>Corning</td>
			<td>356008</td>
			<td>Basement membrane (3)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iMatrix-511 Laminin-E8 (LM-E8) fragment</td>
			<td>Iwai North America</td>
			<td>N8922012</td>
			<td>Basement membrane matrix (2)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel hESC-qualified matrix, 5-mL vial</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>354277</td>
			<td>Basement membrane matrix (1); may show lot-to-lot variation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cells</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DU11 human iPS cells</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>The DU11 (Duke University clone #11) iPS cell line was generated at the Duke iPSC Core Facility and provided to us by the Bursac Lab at Duke University. The line has been tested and found to be free of mycoplasma (last test in November 2021) and karyotype abnormalities (July 2019)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Culture medium growth factors and media supplements</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5M EDTA, pH 8.0</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15575020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Mercaptoethanol</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>21985023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Albumin from Bovine serum, Texas Red conjugate</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>A23017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>All-trans retinoic acid (500 mg)</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>72262</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 serum-free supplement</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>17504044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B-27 supplement (50x) without Vitamin A</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>12587010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A9418</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CHIR99021</td>
			<td>Stemgent</td>
			<td>04-0004</td>
			<td>May show lot-to-lot variation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Complete medium kit with CultureBoost-R</td>
			<td>Cell Systems</td>
			<td>4Z0-500-R</td>
			<td>Podocyte maintenance media</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM/F12</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>12634028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM/F12 with GlutaMAX supplement</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>10565042</td>
			<td>DMEM/F12 with glutamine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forskolin (Adenylyl cyclase activator)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab120058</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GlutaMAX supplement</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>35050061</td>
			<td>glutamine supplement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat-inactivated FBS</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>10082147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin solution</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>7980</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Activin A</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>PHC9544</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human BMP4</td>
			<td>Preprotech</td>
			<td>120-05ET</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human BMP7</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>PHC9544</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human VEGF</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>PHC9394</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inulin-FITC</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F3272</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mTeSR1 medium</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>05850</td>
			<td>Human iPS cell culture media (CCM). Add 5x supplement according to the manufacturer. Human iPS CCM can be stored for up to 6 months at -20 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-2 Supplement (100x)</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>17502048</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neurobasal media</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>21103049</td>
			<td>Lateral mesoderm basal media</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS (Phosphate-buffered saline)</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>14190-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-streptomycin, liquid (100x)</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>15140-163</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ROCK inhibitor (Y27632)</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>1254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>StemPro-34 SFM</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>10639011</td>
			<td>Endothelial cell culture medium (CCM). Add supplement according to manufacturer. Endothelial CCM can be stored for up to two weeks at 4 &#176;C or -20 &#176;C for up to 6 months.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TGF-Beta inhibitor (SB431542)</td>
			<td>Stem Cell Technologies</td>
			<td>72234</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enzymes and other reagents</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>A1110501</td>
			<td>Cell detachment buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl Suloxide (DMSO)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D2438</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol solution, 70% (vol/vol), biotechnology grade</td>
			<td>VWR</td>
			<td>97065-058</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde (PFA)</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>28906</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile distilled water</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>15230162</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>VWR</td>
			<td>97062-208</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin EDTA, 0.05%</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>25300-120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(Orb) Hub module</td>
			<td>Emulate</td>
			<td>ORB-HM1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100mm x 15 mm round petri dish</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>FB087579B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>120 x 120 mm square cell culture dish</td>
			<td>VWR</td>
			<td>688161</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accuri C6</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aspirating pipettes, individually wrapped</td>
			<td>Corning</td>
			<td>29442-462</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aspirating Unit</td>
			<td>SP Bel-Art</td>
			<td>F19917-0150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avanti J-15R Centrifuge</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>B99516</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conical centrifuge tube, 15 mL</td>
			<td>Corning</td>
			<td>352097</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conical centrifuge tube, 50 mL</td>
			<td>Corning</td>
			<td>352098</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EVOS M7000</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>AMF7000</td>
			<td>Fluorescent microscope to take images of fixed and stained cells.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemocytometer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>100503-092</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heracell VIOS 160i CO2 incubator</td>
			<td>Thermo/Life Technologies</td>
			<td>51030403</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted Zeiss Axio Observer equipeed with AxioCam 503 camera</td>
			<td>Carl Zeiss Micrscopy</td>
			<td>491916-0001-000(microscope) ; 426558-0000-000(camera)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimberly-Clark nitrile gloves</td>
			<td>VWR</td>
			<td>40101-346</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipes, large</td>
			<td>VWR</td>
			<td>21905-049</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leoca SP8 Upright Confocal Microscope</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Media reservoir (POD Portable Module)</td>
			<td>Emulate</td>
			<td>POD-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate shaker</td>
			<td>VWR</td>
			<td>12620-926</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Organ-chip</td>
			<td>Emulate</td>
			<td>S-1 Chip</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Organ-chip holder</td>
			<td>Emulate</td>
			<td>AK-CCR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P10 precision barrier pipette tips</td>
			<td>Denville Scientific</td>
			<td>P1096-FR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P100 barrier pipette tips</td>
			<td>Denville Scientific</td>
			<td>P1125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P1000 barrier pipette tips</td>
			<td>Denville Scientific</td>
			<td>P1121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P20 barrier pipette tips</td>
			<td>Denville Scientific</td>
			<td>P1122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P200 barrier pipette tips</td>
			<td>Denville Scientific</td>
			<td>P1122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasma Asher</td>
			<td>Quorum tech</td>
			<td>K1050X RF</td>
			<td>This Plasma Etcher/Asher/Cleaner was used as a part of Duke University&#39;s Shared Materials Instrumentation Facility (SMiF).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Round bottom polystyrene test tube with cell strainer snap cap</td>
			<td>Corning</td>
			<td>352235</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serological pipette, 10 mL, indivdually wrapped</td>
			<td>Corning</td>
			<td>356551</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serological pipette, 25 mL, indivdually wrapped</td>
			<td>Corning</td>
			<td>356525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serological pipette, 5 mL, indivdually wrapped</td>
			<td>Corning</td>
			<td>356543</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steriflip, 0.22 &#181;m, PES</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>SCGP00525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Microcentrifuge tubes</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>1138W14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T75cm2 cell culture flask with vent cap</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430641U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue culture-treated 12 well plates</td>
			<td>Corning</td>
			<td>353043</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue culture-treated 6 well plates</td>
			<td>Corning</td>
			<td>353046</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum modulator and perstaltic pump (Zoe Culture Module)</td>
			<td>Emulate</td>
			<td>ZOE-CM1</td>
			<td>Organ Chip Bioreactor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VE-Cadherin CD144 anti-human antibody - APC conjugated</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-126-010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wide-beveled cell lifter</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MACS</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD144 MicroBeads, human</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-097-857</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD31 MicroBead Kit, human</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-091-935</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LS columns</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-042-401</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isogenic kidney glomerulus chip engineered from human induced pluripotent stem cells

Kronik böbrek hastalığı (KBH), ABD yetişkin nüfusunun% 15'ini etkilemektedir, ancak hedefe yönelik tedavilerin kurulması, insan biyolojik yanıtlarını ve nefrotoksisiteyi doğru bir şekilde tahmin edebilen fonksiyonel modellerin eksikliği ile sınırlandırılmıştır. Böbrek hassas tıbbındaki gelişmeler bu sınırlamaların üstesinden gelmeye yardımcı olabilir. Bununla birlikte, daha önce kurulmuş olan insan böbrek glomerulusunun in vitro modelleri - kan filtrasyonu için birincil bölge ve birçok hastalık ve ilaç toksisitesinin kilit bir hedefi - tipik olarak sınırlı fonksiyonel özelliklere ve eşsiz genetik geçmişlere sahip heterojen hücre popülasyonlarını kullanır. Bu özellikler, hastaya özgü hastalık modellemesi ve terapötik keşif için uygulamalarını önemli ölçüde sınırlar. 
Bu yazıda, izojenik ve vaskülarize mikroakışkan böbrek glomerulus çipi mühendisliği için tek bir hastadan insan kaynaklı pluripotent kök (iPS) hücre kaynaklı glomerüler epitel (podositler) ve vasküler endoteli entegre eden bir protokol sunulmaktadır. Ortaya çıkan glomerulus çipi, soya özgü belirteçleri eksprese eden, bazal membran proteinleri üreten ve böbreğin glomerüler filtrasyon bariyerine benzeyen bir doku-doku arayüzü oluşturan kök hücre kaynaklı endotel ve epitel hücre katmanlarından oluşur. Tasarlanmış glomerulus çipi, molekülleri seçici olarak filtreler ve ilaca bağlı böbrek hasarını özetler. İzojenik hücre tiplerini kullanarak böbrek glomerulusunun yapısını ve işlevini yeniden oluşturma yeteneği, böbrek hastalığını hastaya özgüllükle modelleme ve böbrek hassas tıbbı ve ilgili uygulamalar için çip üzerindeki organların faydasını geliştirme fırsatı yaratır.

Burada, glomerulusun fonksiyonel bir 3D in vitro modelinin, izojenik bir insan iPS hücresi kaynağından vaskülarize edilebileceğini ve epitelize edilebileceğini gösteriyoruz. Spesifik olarak, bu protokol, insan iPS hücre teknolojisinin, özellikle de özel hücre tiplerine farklılaşma yeteneklerinin, insan böbreğinin yapısını ve işlevini hastaya özgü düzeyde modellemek için mikroakışkan cihazlarla entegre edilebilen böbrek glomerüler epiteli (podositler) ve vasküler endotel (viECs) üretm...

Watch this Scientific Journal Video about Isogenic Kidney Glomerulus Chip Engineered from Human Induced Pluripotent Stem Cells at JoVE.com

Isogenic Kidney Glomerulus Chip Engineered from Human Induced Pluripotent Stem Cells

Burada, insan kaynaklı pluripotent kök hücrelerden farklılaşan genetik olarak eşleşen epitel ve vasküler endotel hücrelerini entegre ederek böbrek glomerüler filtrasyon bariyerinin yapısını ve işlevini özetleyen kişiselleştirilmiş bir çip üzerinde organ sistemi tasarlamak için bir protokol sunulmaktadır. Bu biyomühendislik sistemi, böbrek hassas tıbbını ve ilgili uygulamaları ilerletebilir.

İnsan Kaynaklı Pluripotent Kök Hücrelerden Üretilen İzojenik Böbrek Glomerulus Çipi

Chronic kidney disease (CKD) affects 15% of the U.S. adult population, but the establishment of targeted therapies has been limited by the lack of ...

İzojenik glomerulus çipi, hastaya özgü hastalık modellemesi ve nefrotoksisite testi ve gelişmiş hassas tıp uygulamalarına olanak sağlayacaktır. Glomerüler epitel ve endotel, insan kaynaklı pluripotent kök hücrelerin veya IPSC'lerin tek bir popülasyonundan türetilir. IPSC'ler sınırsız kendini yenilemeye sahiptir ve hemen hemen her hücre tipine farklılaşabilir.Bu teknik, patolojik hücresel fenotipleri ve hastalıkları değerlendirmek için kullanılabilir. Hastaya özgü organ çipi, ilaç taraması ve mekanik çalışmalar için bir platform olarak da hizmet edebilir. Bu model, belirli bir hastaya kişiselleştirilmiş bir çip sistemi üzerinde bir vücudun geliştirilmesine uygulanabilir.Bu sistem, klinik testlerden önce hastaya özgü yanıtları tahmin etme potansiyeline sahiptir. İdrar kanalına nazikçe 25 mikrolitre bazal membran matris 2 çözeltisi ve çipin kılcal kanalına 20 mikrolitre ekleyerek başlayın. İki steril 15 mililitrelik konik tüp kapağı alın ve 500 mikrolitre steril damıtılmış su ile doldurun.Kurumasını önlemek için kapağı Petri kabına yerleştirin ve kapağı kabın üzerine yerleştirin. Gece boyunca 37 santigrat derecede inkübe edin. İlerlemede, ortamı% 90 akıcılıkta 15 günlük bir vasküler endotel hücresi kültürü içeren T75 şişelerinden aspire edin.Beş mililitre hücre ayrılma tamponu ekleyin ve beş ila yedi dakika boyunca 37 santigrat derecede inkübe edin. Daha sonra hücreleri 15 mililitrelik bir konik tüpe aktarın ve beş mililitre DMEM / F-12 ekleyin. Beş dakika boyunca 200 kez G'de santrifüj.Süpernatantı çıkarın ve hücreleri 300 mikrolitre endotel bakım ortamında yeniden askıya alın. Yaklaşık 2 milyon hücre elde etmek için hücreleri hemositometre ile sayın. Bir P200 bariyer ucu kullanarak, mikroakışkan çipin hem üst hem de alt kanallarını 200 mikrolitre DMEM / F-12 ile yıkayın ve aynı anda çıkışın çevresinden aspire edin.Aspiratöre bağlı P200 bariyer ucu ile çipi alt kanalın çıkışından uzakta sıkıca tutun. Vasküler endotel hücre süspansiyonunun 20 mikrolitresini çipin kılcal kanalına sıkıca enjekte edin ve ortamı çıkışın çevresinden dikkatlice aspire edin. Mikroskop altında kabarcıklar veya düzensiz bir tohumlama yoğunluğu olup olmadığını kontrol edin.Çipi yavaşça ters çevirin, böylece hücreler esnek PDMS membranının bazal tarafına yapışabilir. Çipi tutucu kartuşa yerleştirin ve membranın kurumasını önlemek için kartuşa üç mililitre PBS ekleyin. Çipi üç saat boyunca 37 santigrat derecede inkübe edin.Mikroskop altındaki alt kanalda, esnek PDMS membranına bağlı bir birleşik hücre tabakası olup olmadığını kontrol edin. Kılcal kanal çıkışının çevresinden aspire olurken alt kanalın girişine 200 mikrolitre endotel bakım ortamı ekleyerek bağlanmamış hücreleri yıkayın. Çipi tekrar tutucu kartuşa yerleştirin ve gece boyunca 37 santigrat derecede inkübe edin.Ertesi gün, kılcal kanalı 200 mikrolitre endotel bakım ortamı ile hafifçe yıkayın. İdrar kanalını 200 mikrolitre DMEM/F-12 ile yıkayın ve giriş ve çıkış portlarına 50 mikrolitre DMEM/F-12 bırakın. Ara mezoderm hücrelerini ilerleterek, 12 kuyucuk plakasının her bir kuyucuğundan ara mezoderm indüksiyon ortamını bir mililitre Tripsin EDTA ile değiştirin ve beş dakika boyunca 37 santigrat derecede inkübe edin.Bir hücre kaldırıcı kullanarak hücreleri nazikçe kazıyın ve pipetleme kullanarak hücreleri ayırın. Her bir oyuğa iki mililitre Tripsin nötralizasyon çözeltisi ekleyin ve hücreleri 50 mililitrelik bir konik tüpe aktarın. DMEM / F-12 ile hücre süspansiyonunun hacmini 50 mililitreye kadar yapın ve beş dakika boyunca 200 kez G'de santrifüj yapın.Süpernatantı aspire edin ve yaklaşık 3 milyon hücre elde etmek için hücreleri 500 mikrolitre ara mezoderm indüksiyon ortamında yeniden askıya alın. Hücreleri bir hemositometre ile sayın. Çipi tutun ve ortamı prizin çevresinden dikkatlice aspire ederken çipin idrar kanalına 25 mikrolitre hücre süspansiyonunu sıkıca enjekte edin.Kabarcıklar veya düzensiz hücre tohumlama yoğunluğu olup olmadığını kontrol edin. Talaş tutucu kartuşuna üç mililitre PBS ekleyin ve üç saat boyunca 37 santigrat derecede inkübe edin. Kuluçkadan sonra, her iki kanalı da kendi hücre kültürü ortamlarından 200 mikrolitre ile yıkayın.Boş P200 bariyer uçlarını idrar ve kılcal kanalların her iki çıkışına da takın. Pipet 200 mikrolitre endotel bakım maddesi ve yarısını kılcal kanal girişine enjekte edin. Pipet ucunu girişin içine, kanalın hem girişi hem de çıkışı ortamla doldurulmuş pipet uçlarına tutturulacak şekilde serbest bırakın.İdrar kanalı girişi için bu prosedürü 200 mikrolitre ara mezoderm bakım ortamı ile tekrarlayın. Cipsleri gece boyunca 37 santigrat dereceye gömülü uçlarla inkübe edin. Çipleri organ çipi biyoreaktörüne bağlamak için, önce kanallardan P200 uçlarını çıkarın.Kurumayı önlemek için idrar ve kılcal kanalların giriş ve çıkışına ilgili ortamın damlacıklarını ekleyin. İdrar giriş rezervuarına üç mililitre sıcak podosit indüksiyon ortamı ve kılcal giriş rezervuarına üç mililitre sıcak endotel bakım ortamı ekleyin. İlgili ortamın 300 mikrolitresini doğrudan çıkış portu üzerinden çıkış rezervuarlarına ekleyin.Baklaları tepsiye ve organ çipi biyoreaktörüne kaydırın. İki dakika boyunca prime döngüsünü seçmek ve başlatmak için döner kadranı kullanın. Bölmenin alt tarafında, dört akışkan bağlantı noktasının tümünde küçük damlacıklar olup olmadığını görsel olarak kontrol edin.Bölmenin alt tarafı ile mikroakışkan çip bağlantı noktaları arasında sıvıdan sıvıya temas sağlamak için, çip taşıyıcısını yavaşça bölmenin içine kaydırın. Çip taşıyıcı tırnağını yavaşça içeri ve yukarı doğru bastırın. Çipin yüzeyinden fazla ortamı aspire edin.Organ çipi biyoreaktör akış hızını saatte 60 mikrolitreye ayarlayın. Döngüsel gerinimi 0,4 hertz'de %10'a ayarlayın. Düzenleme döngüsünü seçmek ve iki saat boyunca çalıştırmak için organ çipi biyoreaktörü üzerindeki döner kadranı kullanın.Çıkış rezervuarlarını ortam seviyesinde bir artış olup olmadığını görsel olarak inceleyin. Düzenleme döngüsünü seçmek için organ çipi biyoreaktörü üzerindeki döner kadranı kullanın. Kültürün 17. gününden sonra, günlük olarak idrar kanalı çıkış rezervuarlarından ortamı limandan çapraz olarak uzaklaştırın, ancak rezervuarda bir miktar ortam tutun.İdrar kanalı giriş rezervuarını beş gün boyunca her iki günde bir üç mililitreye kadar podosit indüksiyon ortamı ile doldurun. Beş gün sonra, ortamı idrar kanalından aspire edin, ancak rezervuarda bir miktar ortam tutun. İdrar kanalı giriş haznesini günlük olarak üç mililitre podosit bakım ortamı ile doldurun.Benzer şekilde, ortamı kılcal kanal çıkışından aspire edin ve giriş rezervuarlarını günlük olarak endotel bakım ortamı ile doldurun. Bu protokolü kullanarak, insan kaynaklı pluripotent kök hücreler, vasküler endotel hücrelerini ve podositleri çoğaltarak glomerulusun fonksiyonel bir in vitro modelini geliştirmek için kullanıldı. Podosit indüksiyonu ve vasküler endotel yayılımından sonraki 21. günde, çiplerin içindeki hücreler, podositler için Podocin ve Nefrin, vasküler endotel hücreleri için VE Cadherin ve PECAM-1 gibi soy tanımlama belirteçlerini eksprese etti.Hem podosit hem de vasküler endotel hücre katmanları, böbrek glomerulusunda en bol GBM proteini olan Kollajen IV'ü eksprese etti. Glomerulus yongaları, kılcal damardan idrar kanalına inülin gibi küçük molekülleri seçici olarak filtrelerken, albümin gibi büyük proteinlerin kılcal kanaldan ayrılmasını önleyerek seçici bir moleküler filtrasyon fonksiyonu gösterdi. Dört ila yedi günlerinde endotel indüksiyonu sırasında, hücre sayısındaki bir artış ikincil bir hücre tabakasına neden olabilir, ancak aşırı tohumlama, farklılaşmayı engelleyebilecek agregasyona neden olabilir.PDMS çip bileşenlerinin yetersiz bağlanması, sıvı akış yolunda tıkanma veya filtrasyon bariyerinin tehlikeye girmesi durumunda üriner ve kılcal kanallar arasında beklenmeyen sıvı çapraz akışı gözlenebilir. Endotel ve epitel tohumları ekerken ve cipsleri 15. günden itibaren korurken, her adımda kanallardaki hava kabarcıklarını görsel olarak incelemek önemlidir. İzojenik glomerulus çipinde, terapötik potansiyellerini veya toksisite seviyelerini test etmek için klinik olarak ilgili ilaç adayları uygulanabilir.Bu teknik şimdi insan böbrek hastalığının genetik temelini anlamak ve kişiselleştirilmiş terapötikler geliştirmek için fırsatlar sunuyor.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Geliştirme, Genişleme ve<em&gt; In vivo</em&gt; İnsan Embriyonik Kök Hücreleri (hESC) den İnsan NK Hücrelerinin İzleme ve ve Bağlı Pluripotent Kök Hücre (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

Kas Yenilenmesinin Fare Modellerinde İndüklenmiş Pluripotent Kök Hücre türevi Mezoangioblast benzeri Miyojenik Progenitörlerin Nakli

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

Isolation of Mesenchymal Stem Cells from Human Alveolar Periosteum and Effects of Vitamin D on Osteogenic Activity of Periosteum-derived Cells

Yalıtım insan alveoler kapaklarini ve Osteojenik etkinlik kapaklarini türetilmiş hücre D vitamini etkileri Mezenkimal kök hücrelerin

Mesenchymal stem cells (MSCs) are present in a variety of tissues and can be differentiated into numerous cell types, including osteoblasts. Among the ...

Isolation of Adult Human Dermal Fibroblasts from Abdominal Skin and Generation of Induced Pluripotent Stem Cells Using a Non-Integrating Method

Erişkin İnsan Dermal Fibroblastlarının Abdominal Deriden İzolasyon ve İndüklenen Pluripotent Kök Hücrelerin Indüklenen Alacalı Kök Hücrelerin Indükleyici Olmayan Yöntemle Üretilmesi

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) could be considered, to date, a promising source of pluripotent cells for the management of currently untreatable ...

Scalable Generation of Mature Cerebellar Organoids from Human Pluripotent Stem Cells and Characterization by Immunostaining

İnsan Pluripotent Kök Hücrelerinden Olgun Serebellar Organoidlerin Ölçeklenebilir Üretimi ve İmmünboyama ile Karakterizasyonu

The cerebellum plays a critical role in the maintenance of balance and motor coordination, and a functional defect in different cerebellar neurons can ...

Preparation of Mesh-Shaped Engineered Cardiac Tissues Derived from Human iPS Cells for In Vivo Myocardial Repair

In Vivo Miyokardiyal Onarım için İnsan iPS Hücrelerinden Elde Edilen Örgü Şekilli Mühendislik Kardiyak Dokuların Hazırlanması

The current protocol describes methods to generate scalable, mesh-shaped engineered cardiac tissues (ECTs) composed of cardiovascular cells derived from ...

Guided Differentiation of Mature Kidney Podocytes from Human Induced Pluripotent Stem Cells Under Chemically Defined Conditions

Olgun Böbrek Podositlerinin Kimyasal Olarak Tanımlanmış Koşullar Altında İnsan kaynaklı Pluripotent Kök Hücrelerden Rehberli Farklılaşması

Kidney disease affects more than 10% of the global population and costs billions of dollars in federal expenditures. The most severe forms of kidney ...

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

İnsan kaynaklı Pluripotent Kök Hücre Türevli Kardiyomiyositlerde Tek Hücreli Optik Eylem Potansiyeli Ölçümü

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

Fibroblast Derived Human Engineered Connective Tissue for Screening Applications

Fibroblast Türetilmiş İnsan Tarafından Tasarlanmış Bağ Dokusu Tarama Uygulamaları için

Fibroblasts are phenotypically highly dynamic cells, which quickly transdifferentiate into myofibroblasts in response to biochemical and biomechanical ...

Generation of Human Blood Vessel Organoids from Pluripotent Stem Cells

Pluripotent Kök Hücrelerden İnsan Kan Damarı Organoidlerinin Üretimi

An organoid is defined as an engineered multicellular in vitro tissue that mimics its corresponding in vivo organ such that it can be used to study ...