خارج الحي تقليد تكون الدم الإنسان العادية وغير العادية
Summary
يوصف نظام ثقافة 3D لتكون الدم باستخدام دم الحبل السري البشري وابيضاض الدم خلايا نخاع العظام. وتستند هذه الطريقة على استخدام مادة البولي يوريثين سقالة الاصطناعية التي يسهل اختراقها المغلفة مع البروتينات المصفوفة خارج الخلية. هذا سقالة قابل للتكيف لاستيعاب مجموعة واسعة من الخلايا.
Abstract
الخلايا الجذعية المكونة للدم تتطلب المكروية فريدة من نوعها من أجل الحفاظ على دم تشكيل خلية 1؛ نخاع العظم (BM) هي عملية معقدة ثلاثية الأبعاد (3D) تكون الدم فيها الأنسجة وينظم من قبل microenvironments الخلوية نظمت مكانيا يطلق عليه منافذ 2-4. تنظيم منافذ BM أمر بالغ الأهمية بالنسبة لوظيفة أو اختلال وظيفي من BM طبيعي أو خبيثة 5. ولذلك فإن فهم أفضل للالمكروية في الجسم الحي باستخدام محاكاة المجراة سابقا يساعدنا على توضيح المحددات الجزيئية والخلوية وmicroenvironmental من leukemogenesis 6.
حاليا، يتم استزراع الخلايا المكونة للدم في المختبر في ثنائي الأبعاد (2D) قوارير زراعة الأنسجة / 7 لوحات جيدة تتطلب إما التعاون مع ثقافة خيفي أو الخلايا اللحمية xenogenic أو إضافة السيتوكينات الخارجية 8. هذه الشروط هي مصطنعة وتختلف في الجسم الحي </eم> المكروية، ذلك لأنها تفتقر إلى منافذ 3D الخلوية وكشف خلايا لتركيزات عالية بشكل غير طبيعي خلوى التي يمكن أن تؤدي إلى التمايز وخسارة 9،10 تعدد القدرات.
هنا، نقدم رواية نخاع العظام 3D منظومة الثقافة التي تحاكي البيئة في الجسم الحي، وتدعم نمو 3D multilineage تكون الدم في غياب عوامل النمو الخارجية. السقالة المسامية العالية المستخدمة في هذا النظام مصنوعة من البولي (بو)، ويسهل عالية الكثافة نمو الخلايا عبر مساحة محددة أعلى من ثقافة أحادي الطبقة التقليدية في 2D 11. وأوضحت أن عملنا هذا النموذج دعم نمو دم الحبل السري البشري (CB) خلايا وحيدات النوى (متعددة الجنسيات) 12 وخلايا اللوكيميا الأولية في غياب السيتوكينات الخارجية. هذا التقليد الأعمى 3D رواية توفر منصة قابلة للتطبيق لتطوير نموذج تجريبي لدراسة الإنسان تكون الدم واكتشاف علاجات جديدة لسرطان الدم.
Protocol
Discussion
وبحكم ثقافة 3D فيفو نظام المقدمة هنا تمكننا من تأسيس تقليد الطبيعة 3D من تكون الدم الذي يلخص بنية الأصلي BM والنمط الظاهري الخلوية مستقل من السيتوكينات الخارجية. نموذج 3D يوفر هيكل والمكروية التي تمكن الخلايا المكونة للدم العادية وغير العادية لتتكاثر في ظروف م…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد تم تمويل هذا العمل من قبل الصندوق توماس ريتشارد سرطان الدم، وشركة تاتا ميموريال سيدة الثقة، والثقة مستشفى نورثويك بارك صندوق أبحاث سرطان الدم والمعهد الوطني للبحوث الصحية (NIHR)، المملكة المتحدة.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue No |
| Dioxan | Invitrogen | D20,186-3 |
| PBS | Gibco | 14190-094 |
| IMDM | Invitrogen | 12440-053 |
| Ficoll-Paque | GE Healthcare | 17-1440-02 |
| Penicillin/Streptomycin | Sigma-Aldrich | P4333 |
| MTS | Promega | G3580 |
| Glutaraldehyde | Fluka Biochemika | 49624 |
| Wright-Giemsa | Sigma-Aldrich | WG32 |
| Fetal bovine serum | Gibco | 10108-165 |
| CD71 | Santa Cruz Biotechnology | sc-32272 |
| Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A11001 |
| CD45-FITC | BD Pharmigen | 74895 |
| CD71-PE | BD Pharmigen | 555537 |
| CD235a-PE-Cy5 | BD Pharmigen | 555570 |
| Sodium azide | Sigma-Aldrich | S-8032 |
References
- Orkin, S., Zon, L. Hematopoiesis: an evolving paradigm for stem cell biology. Cell. 132, 631-644 (2008).
- Spradling, A., Drummond-Barbosa, D., Kai, T. Stem cells find their niche. Nature. 414, 98-104 (2001).
- Panoskaltsis, N., Mantalaris, A., Wu, D. Engineering a mimicry of bone marrow tissue ex vivo. J Biosci. Bioeng. 100, 28-35 (2005).
- Lo Celso, C. Live-animal tracking of individual haematopoietic stem/progenitor cells in their niche. Nature. 457, 92-96 (2009).
- Mantalaris, A., Bourne, P., Wu, J. Production of human osteoclasts in a three-dimensional bone marrow culture system. Biochem. Eng. J. 20, 189-196 (2004).
- Placzek, M. Stem cell bioprocessing: fundamentals and principles. J. R. Soc. Interface. 6, 209-232 (2009).
- Dexter, T., Testa, N., Prescott, D. . Methods in Cell Biology. 14, 387-405 (1976).
- Piacibello, W. Differential growth factor requirement of primitive cord blood hematopoietic stem cell for self-renewal and amplification vs proliferation and differentiation. Leukemia. 12, 718-727 (1998).
- Yoshida, T., Takagi, M. Cell processing engineering for ex vivo expansion of hematopoietic cells: a review. Biochemical Engineering Journal. 20, 99-106 (2004).
- Lim, M. Intelligent bioprocessing for haemotopoietic cell cultures using monitoring and design of experiments. Biotechnol. Adv. 25, 353-368 (2007).
- Mortera-Blanco, T., Mantalaris, A., Bismarck, A., Panoskaltsis, N. The development of a three-dimensional scaffold for ex vivo biomimicry of human acute myeloid leukaemia. Biomaterials. 31, 2243-2251 (2010).
- Mortera-Blanco, T., Mantalaris, A., Bismarck, A., Aqel, N., Panoskaltsis, N. Long-term cytokine-free expansion of cord blood mononuclear cells in three-dimensional scaffolds. Biomaterials. 32, 9263-9270 (2011).
- Safinia, L., Datan, N., Hohse, M., Mantalaris, A., Bismarck, A. Towards a methodology for the effective surface modification of porous polymer scaffolds. Biomaterials. 26, 7537-7547 (2005).
