אלגינט microcapsule כפלטפורמה 3D עבור ריבוי והתמיינות של בתאי גזע עובריים אנושיים (hESC) כדי שושלות שונות
Summary
יש לנו אופטימיזציה טכניקה מיקרואנקפסולציה כפלטפורמה 3D יעיל להפצת והבחנה בתאי גזע עובריים כדי האנדודרם ואת דופאמין (DA) נוירונים. הוא גם מספק הזדמנות בידוד החיסונית של תאים המארח במהלך ההשתלה. פלטפורמה זו ניתן להתאים את סוגי תאים אחרים.
Abstract
בתאי גזע עובריים אנושיים (hESC) הם מתעוררים כמקור חלופה אטרקטיבית עבור טיפול חלופי תא שכן ניתן להרחיב בתרבות הבדיל ללא הגבלת זמן לכל סוגי התאים בגוף. סוגים שונים של biomaterials יש גם שימש בתרביות תאים גזע לספק microenvironment מחקה נישה תא גזע 1-3. זו האחרונה היא חשובה לקידום התא אל התא אינטראקציה, התפשטות תאים, והתמיינות אל שושלות ספציפיות, כמו גם הארגון רקמה על ידי מתן תלת ממדי (3D) סביבת 4 כגון אנקפסולציה. עקרון אנקפסולציה התא כולל המלכוד של תאים חיים בגבולות קרום חדיר למחצה בתרבויות 3D 2. קרומים אלה מאפשרים לחילופי חמצן, חומרי מזון גירויים על פני הממברנות, ואילו הנוגדנים ותאי החיסון של המארח שגודלם עולה על גודל הנקבוביות הקפסולה מודרים 5. הנה, אנחנו מראששלח את הגישה לתרבות להבדיל hESC נוירונים התובע ב microenvironment 3D באמצעות microcapsules אלגינט. יש לנו תרבות שונה התנאים 2 כדי לשפר את הכדאיות של hESC כמוס. הראינו בעבר כי תוספת של p160-Rho הקשורים מעכבי קינאז סליל מפותל, (רוק), Y-27632 ואנושי בינוני העובר פיברובלסטים אוויר החלפת בסרום (hFF-CM) לפלטפורמה 3D משופרת באופן משמעותי את הכדאיות של hESC Encapsulated שבו התאים לידי ביטוי מוחלטות סמן גנים האנדודרם 1. השתמשנו עכשיו זה פלטפורמה להפצת 3D של בידול hESC ויעיל נוירונים התובע. חלבון הגן ניתוחים ביטוי לאחר השלב האחרון של בידול התובע העצבית הראו ביטוי מוגבר של hydroxylase טירוזין (ה '), הסמן של התובע נוירונים,> 100 קפלי לאחר 2 שבועות. החוקרים שיערו כי הפלטפורמה שלנו 3D באמצעות microcapsules אלגינט אולי כדאי ללמוד את התפשטות וביים בידולשל hESC כדי שושלות שונות. מערכת 3D גם מאפשר הפרדת תאים מזין מן hESC במהלך תהליך של התמיינות, וכן יש פוטנציאל בידוד-החיסונית בעת השתלת בעתיד.
Protocol
Discussion
מספר מחקרים באמצעות העכבר גזע עובריים לתאים hESC הוכיחו את היתרונות של מערכת התרבות 3D ב biomaterials והנדסת רקמות 2,3. השתמשנו אלגינט microcapsules סידן כפלטפורמה 3D מתאים ללמוד התפשטות hESC והבחנה בהשוואה אלגינט בריום מאז hESC הראו כדאיות גבוהה יותר משמעותית כאשר הגלום אלגינט סי?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכת על ידי תוכנית NHMRC גרנט # 568969 (PSS) ו הפקולטה לרפואה, אוניברסיטת New South Wales, יוזמת לתאי גזע (KSS).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Notes |
| Alginate (Pronova UP MVG) | NovoMatrix | 4200101 | high glucuronic acid content ≥60%, viscosity >200 mPa s, and endotoxin <100 EU/g |
| Gelatin | Sigma-Aldrich | G1890-100G | |
| 0.9% NaCl | Baxter healthcare | AHF7123 | |
| Type J1 bead generator | Nisco engineering Inc | SPA-0447 | |
| Multi-Phaser syringe pump | New Era Pump Systems Inc | Model NE-1000 | |
| Ezi-Flow Medical Flowmeter | Gascon Systems | G0149 | |
| Y-27632 | Merck | 688000 | |
| Human Serum Albumin | Sigma-Aldrich | A4327-1G | |
| Accutase | Millipore | SCR005 | |
| 14G x 2” I.V. catheter | Terumo | SR-OX1451C | |
| Knockout-DMEM | Invitrogen | 10829-018 | For SR medium (basal) |
| GlutaMAX -I | Invitrogen | 35050-061 | For SR medium (2 mM) |
| Knockout Serum Replacement | Invitrogen | 10828-028 | For SR medium (20%) |
| Penicillin-Streptomycin | Invitrogen | 15070063 | For SR medium (2.5 U/ml) |
| Insulin-Transferrin-Selenium (ITS) | Invitrogen | 41400045 | For SR medium (1x) |
| β-Mercaptoethanol | Invitrogen | 21985-023 | For SR medium (0.1 mM) |
| MEM NEAA Solution | Invitrogen | 11140-050 | For SR medium (5 mM) |
| Glasgow Minimum Essential Medium | Invitrogen | 11710035 | For DA neural differentiation medium (basal) |
| Knockout Serum Replacement | Invitrogen | 10828-028 | For DA neural differentiation medium (10%) |
| Sodium pyruvate | Invitrogen | 11360070 | For DA neural differentiation medium (1 mM) |
| MEM NEAA Solution | Invitrogen | 11140-050 | For DA neural differentiation medium (0.1 mM) |
| β-Mercaptoethanol | Invitrogen | 21985-023 | For DA neural differentiation medium (0.1 mM) |
| Sonic hedgehog (SHH) | R & D Systems | 1314-SH-025/CF | For DA neural differentiation (100 ng/ml) |
| Fibroblast growth factor 8a (FGF8a) | R & D Systems | 4745-F8-050 | For DA neural differentiation (100 ng/ml) |
References
- Chayosumrit, M., Tuch, B., Sidhu, K. Alginate microcapsule for propagation and directed differentiation of hESCs to definitive endoderm. Biomaterials. 31, 505-514 (2010).
- Dean, S. K., Yulyana, Y., Williams, G., Sidhu, K. S., Tuch, B. E. Differentiation of encapsulated embryonic stem cells after transplantation. Transplantation. 82, 1175-1184 (2006).
- Siti-Ismail, N., Bishop, A. E., Polak, J. M., Mantalaris, A. The benefit of human embryonic stem cell encapsulation for prolonged feeder-free maintenance. Biomaterials. 29, 3946-3952 (2008).
- Dawson, E., Mapili, G., Erickson, K., Taqvi, S., Roy, K. Biomaterials for stem cell differentiation. Adv. Drug Deliv. Rev. 60, 215-228 (2008).
- Orive, G. Cell encapsulation: promise and progress. Nat. Med. 9, 104-107 (2003).
- Watanabe, K. A ROCK inhibitor permits survival of dissociated human embryonic stem cells. Nat. Biotechnol. 25, 681-686 (2007).
- Dang, S. M., Gerecht-Nir, S., Chen, J., Itskovitz-Eldor, J., Zandstra, P. W. Controlled, scalable embryonic stem cell differentiation culture. Stem Cells. 22, 275-282 (2004).
- Drukker, M. Characterization of the expression of MHC proteins in human embryonic stem cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 99, 9864-9869 (2002).
- Calafiore, R. Standard Technical Procedures for Microencapsulation of Human Islets for Graft into Nonimmunosuppressed Patients With Type 1 Diabetes Mellitus. Transplantation Proceedings. 38, 1156-1157 (2006).
- Cho, M. S. Highly efficient and large-scale generation of functional dopamine neurons from human embryonic stem cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 3392-3397 (2008).
- Vazin, T., Chen, J., Lee, C. T., Amable, R., Freed, W. J. Assessment of stromal-derived inducing activity in the generation of dopaminergic neurons from human embryonic stem cells. Stem Cells. 26, 1517-1525 (2008).
