ASCの分化を制御するための二層ゲルをエンジニアリング
Summary
このプロトコルは、その周囲の細胞外マトリックスからヒントを得るために、複数の表現型に分化するよう誘導される幹細胞の固有の能力を活用に焦点を当てています。このメソッドの原稿は、同時に脂肪由来幹細胞を共区別するために、PEG-フィブリンおよびコラーゲンから成る二層ハイドロゲルを利用したモデルでは、我々の説明とその特性を拡張する<sup> 1</sup>。
Abstract
年間の天然高分子ため、そのホストの生体適合性、in vitro および in vivo での細胞と相互作用する能力のより重要性を得ています。再生医療の約束を保持している研究分野は、新規の生体材料と幹細胞の組合せを使用することです。組織工学の分野における基本戦略は、細胞機能を指示するための三次元足場（例えば、細胞外マトリックス、ヒドロゲル、マイクロ/ナノ粒子を脱細胞）の使用です。この技術は、細胞は、彼らが付着し、増殖し、それらの分化した細胞の表現型と機能2-3を表現できる上に基板が必要であることを発見から進化してきました。最近では、それはまた、細胞が付着するため、これらの基質を使用していますが、また相互作用し、マトリクス基板（例えば、細胞外マトリクス、ECM）4から手がかりを取るだけでなく、ことが決定されている。したがって、細胞と足場は、その相互接続を使用している組織開発、組織、および究極の機能を制御するのに役立ちます。脂肪由来幹細胞（ASCS）マルチ系統分化を示し、細胞の容易に利用可能なソース（すなわち、プレ血管内皮および周皮細胞）として機能することができ、脂肪組織内に存在する間葉系、非造血幹細胞である。我々の仮説は、脂肪由来幹細胞は、二層のマトリックス1で単に共存培養することにより同時に表現型を異なる方向に向けることができるということです。私たちの研究室では、皮膚創傷治癒に焦点を当てています。この目的のために、我々は皮膚固有の創傷治癒ECM環境の特性や機能を模倣することができます自然の生体材料、フィブリン、コラーゲン、キトサンから単一の複合マトリックスを作成しました。
Protocol
1。脂肪由来幹細胞（ASCS）1、5を分離する 注：特に断りのない限り、すべての手順は室温で行った。 ラット腎周囲および副睾丸脂肪を分離し、前述の5のように1％ウシ胎児血清（FBS）を含む無菌ハンクス緩衝塩溶液（HBSS）で洗浄する。本研究では、動物福祉法を遵守して実施し、実装する動物福祉の規制と実験動物のケアと?…
Discussion
ASCはアイソレーションと、様々な種類の細胞に向かって分化する能力の容易さのためによく知られている。この原稿に記載された技術で、我々は、同時に複数のbiomatricesにこれらの細胞を曝すことによってASCの可塑性を悪用することができます。細胞は、CSMのベースから離れての移行とその周囲の細胞外環境を入力すると、細胞は足場からキューを取得し、いずれかの "stemness"（コラ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
SNは、ピッツバーグ·ティッシュエンジニアリング·イニシアティブからポストドクトラルフェローシップ·グラントによってサポートされていました。 DOZは、ジュネーブ財団から授与の助成金によってサポートされています。
Materials
| Name of the reagent/equipment | Company | Catalogue number | Comments |
| Hanks Balanced Salt Solution (HBSS) | Gibco | 14175 | Consumable |
| Fetal Bovine Serum | Hyclone | SH30071.03 | Consumable |
| Collagenase Type II | Sigma-Aldrich | C6685 | Consumable |
| 70-μm Nylon Mesh Filter | BD Biosciences | 352350 | Consumable |
| 100-μm Nylon Mesh Filter | BD Biosciences | 352360 | Consumable |
| MesenPRO Growth Medium System | Invitrogen | 12746-012 | Consumable |
| L-Glutamine | Gibco | 25030 | Consumable |
| CaCl2.2H2O | Sigma | C8106 | Consumable |
| T75 Tissue Culture Flask | BD Biosciences | 137787 | Consumable |
| Chitosan | Sigma-Aldrich | 448869 | Consumable |
| Acetic Acid | Sigma-Aldrich | 320099 | Consumable |
| N-Octanol | Acros Organics | 150630025 | Consumable |
| Sorbitan-Mono-Oleate | Sigma-Aldrich | S6760 | Consumable |
| Potassium Hydroxide | Sigma-Aldrich | P1767 | Consumable |
| Acetone | Fisher Scientific | L-4859 | Consumable |
| Ethanol | Sigma-Aldrich | 270741 | Consumable |
| Trinitro Benzenesulfonic Acid | Sigma-Aldrich | P2297 | Consumable |
| Hydrochloric Acid | Sigma-Aldrich | 320331 | Consumable |
| Ethyl Ether | Sigma-Aldrich | 472-484 | Consumable |
| 8-μm Tissue Culture Plate Inserts | BD Biosciences | 353097 | Consumable |
| 1.5-ml Microcentrifuge Tubes | Fisher | 05-408-129 | Consumable |
| MTT Reagent | Invitrogen | M6494 | Consumable |
| Dimethyl Sulfoxide | Sigma-Aldrich | D8779 | Consumable |
| Qtracker Cell Labeling Kit(Q Tracker 655) | Molecular probes | Q2502PMP | Consumable |
| Type 1 Collagen | Travigen | 3447-020-01 | Consumable |
| Sodium Hydroxide | Sigma-Aldrich | S8045 | Consumable |
| 12-Well Tissue Culture Plates | BD Biosciences | 353043 | Consumable |
| Fibrinogen | Sigma | F3879 | Consumable |
| Thrombin | Sigma | T6884 | Consumable |
| Benztriazole Derivative of Polyethylene | Sunbio | DE-034GS | Consumable |
| Tris Buffer Tablet (pH 7.6) | Sigma | T5030 | Consumable |
| Centrifuge | Eppendorf | 5417R | Equipment |
| Orbital Shaker | New Brunswick Scienctific | C24 | Equipment |
| Humidified Incubator with Air-5% CO2 | Thermo Scientific | Model 370 | Equipment |
| Overhead Stirrer | IKA | Visc6000 | Equipment |
| Magnetic Stirrer | Corning | PC-210 | Equipment |
| Vacuum Desiccator | – | – | Equipment |
| Particle Size Analyzer | Malvern | STP2000 Spraytec | Equipment |
| Water Bath | Fisher Scientific | Isotemp210 | Equipment |
| Spectrophotometer | Beckman | Beckman Coulter DU 800UV/Visible Spectrophotometer | Equipment |
| Vortex | Diagger | 3030a | Equipment |
| Microplate Reader | Molecular Devices | SpectraMax M2 | Equipment |
| Light/Fluorescence Microscope | Olympus | IX71 | Equipment |
| Confocal Microscope | Olympus | FV-500 Laser Scanning Confocal Microscope | Equipment |
| Scanning Electron Microscope | Carl Zeiss MicroImaging | Leo 435 VP | Equipment |
| Transmission Electron Microscope | JEOL | JEOL 1230 | Equipment |
References
- Natesan, S. A bilayer construct controls adipose-derived stem cell differentiation into endothelial cells and pericytes without growth factor stimulation. Tissue Eng. Part A. 17, 941-953 (2011).
- Nuttelman, C. R., Tripodi, M. C., Anseth, K. S. Synthetic hydrogel niches that promote hMSC viability. Matrix Biol. 24, 208-218 (2005).
- Benoit, D. S. Integrin-linked kinase production prevents anoikis in human mesenchymal stem cells. J Biomed Mater Res A. 81, 259-268 (2007).
- Willerth, S. M., Sakiyama-Elbert, S. E. Combining stem cells and biomaterial scaffolds for constructing tissues and cell delivery. , (2008).
- Natesan, S. Adipose-derived stem cell delivery into collagen gels using chitosan microspheres. Tissue Eng. Part A. 16, 1369-1384 (2010).
- Bubnis, W. A., Ofner, M. C. The determination of epsilon-amino groups in soluble and poorly soluble proteinaceous materials by a spectrophotometric method using trinitrobenzenesulfonic acid. Anal. Biochem. 207, 129-133 (1992).
- Zhang, G. A PEGylated fibrin patch for mesenchymal stem cell delivery. Tissue Eng. 12, 9-19 (2006).
- Bornstein, M. B. Reconstituted rattail collagen used as substrate for tissue cultures on coverslips in Maximow slides and roller tubes. Lab Invest. 7, 134-137 (1958).
- Zhang, G. Vascular differentiation of bone marrow stem cells is directed by a tunable three-dimensional matrix. Acta Biomater. 6, 3395-3403 (2010).
- Rochon, M. H. Normal human epithelial cells regulate the size and morphology of tissue-engineered capillaries. Tissue Eng. Part A. 16, 1457-1468 (2010).
- Liu, H., Collins, S. F., Suggs, L. J. Three-dimensional culture for expansion and differentiation of mouse embryonic stem cells. Biomaterials. 27, 6004-6014 (2006).
Tags
IngénierieBilayered HydrogelASC DifferentiationNatural PolymersHost BiocompatibilityCell InteractionRegenerative MedicineBiomaterialsStem CellsThree-dimensional ScaffoldDecellularized Extracellular MatrixHydrogelsMicro/nano ParticlesCell FunctionSubstrateAdherenceProliferationDifferentiated Cellular PhenotypeExtracellular Matrix (ECM)Reciprocal ConnectionOrganizationAdipose-derived Stem Cells (ASCs)Mesenchymal Stem CellsMulti-lineage DifferentiationCo-culturingBilayered Matrices
Citer Cet Article
Natesan, S., Zamora, D. O., Suggs, L. J., Christy, R. J. Engineering a Bilayered Hydrogel to Control ASC Differentiation. J. Vis. Exp. (63), e3953, doi:10.3791/3953 (2012).