Denne protokollen beskriver forbigående genteknologi av dental stamceller hentet fra menneskelige dental hårsekken. Brukes ikke-viral endring strategi kan bli grunnlag for forbedring av terapeutiske stamcelleforskningen produkter.
Hittil er forskjellige på forskjellige utviklingsstadier stilk cellen i fokus for behandling av degenerative sykdommer. Likevel, enkelte aspekter som første massive celledød og lav terapeutiske effekter, nedsatt deres omfattende kliniske oversettelse. Genteknologi av stamceller før transplantasjon dukket opp som en lovende metode for å optimalisere terapeutisk stamcelleforskningen effekter. Sikker og effektiv genet leveringssystemer mangler imidlertid fortsatt. Utviklingen av passende metoder kan derfor gi en tilnærming for å løse dagens utfordringer i stilk cellen-basert behandling.
Nåværende protokollen beskriver utvinning og karakterisering av menneskelig dental hårsekken stamceller (hDFSCs) og deres ikke-viral genmodifisering. Postnatal dental hårsekken avduket som en lovende og lett tilgjengelig for høsting voksen multipotent stamceller besitter høy spredning potensial. Prosedyren beskrevet isolasjon presenterer en enkel og pålitelig metode for å høste hDFSCs fra påvirket visdom tennene. Denne protokollen omfatter også metoder for å definere stamcelleforskningen egenskaper isolert celler. Genetisk engineering av hDFSCs presenteres en optimalisert kationisk lipid-baserte transfection strategi muliggjør svært effektiv microRNA Introduksjon uten forårsaker cytotoksiske effekter. MicroRNAs er egnet kandidater til forbigående celle manipulasjon, disse små translasjonsforskning regulatorer kontrollere skjebne og oppførsel av stamceller uten fare stabil genomet integrering. Derfor representerer denne protokollen en sikker og effektiv fremgangsmåte for utvikling av hDFSCs som kan bli viktig for å optimalisere deres terapeutisk effekt.
Menneskelige dental hårsekken er en løs ectomesenchymally-avledet bindevev omgir utvikle tann1,2. Foruten sin funksjon å koordinere osteoclastogenesis og osteogenesis for tann utbruddet prosessen, havner Dette vevet stammen og stamfar celler spesielt for utviklingen av periodontium3,4,5. Derfor regnes dental hårsekken som en alternativ kilde å høste humant voksne stamceller6,7.
Flere studier vist at menneskelige dental hårsekken stamceller (hDFSCs) er i stand til å skille i periodontal slektslinje inkludert osteoblasts, leddbånd fibroblaster og cementoblasts8,9,10 . Videre disse cellene ble vist å matche alle karakteristikkene av mesenchymal stromal celler (MSCs) inkludert selv fornyende kapasitet, plast etterlevelse, uttrykk for bestemte overflate markører (f.eks, CD73, CD90, CD105) så vel som osteogenic, adipogenic og chondrogenic differensiering potensielle11,12,13. Andre studier viser også en neural differensiering potensialet i hDFSCs2,14,15,16,17,18.
Deres lovende egenskaper og enkel tilgang ble hDFSCs nylig relevante for tissue engineering19,20,21. Den første studier konsentrert om potensialet i DFSCs å regenerere beinet, periodontal og tann røtter19,22,23,24,25,26, 27,28,29,30. Kunnskap om neurogenic evnen til hDFSCs, deres program som potensielle behandling for nevrodegenerative sykdommer har vært undersøkt31,32,33. HDFSCs har også fått betydning med hensyn til den fornyelse av andre vev (f.eks hornhinnen epitel)34,35. Terapeutiske potensialet i hDFSC er ikke bare basert på deres direkte differensiering potensial men også på sin paracrine aktivitet. Nylig har hDFSCs vist seg å skille ut en rekke bioaktive faktorer, for eksempel matrise metalloproteinases (MMPs), insulin-lignende vekstfaktor (IGF), vaskulær endotelial vekstfaktor (VEGF), grunnleggende fibroblast vekstfaktor (bFGF) og hepatocyte vekst faktor (HGF), som spiller en avgjørende rolle for angiogenese, immunomodulation, ekstra mobil matrix remodeling og reparative prosesser36.
Bred klinisk oversettelse av stilk cellen terapi er imidlertid fortsatt nedsatt av flere utfordringer, som massiv første celledød og lav gunstig stamcelleforskningen effekter37,38. Genteknologi gir en lovende strategi for å møte disse utfordringene, og derfor kan øke den terapeutiske effekten av stamceller38,39,40. Forbigående celle manipulering er microRNAs (miRs) egnede kandidater, som disse små translasjonsforskning regulatorer kontrollere skjebne og oppførsel av stamceller uten fare for stabil genomet integrering41,42, 43. hittil har flere nyttige miRs er identifisert fremme stem celle spredning, overlevelse, homing, paracrine aktivitet samt deres differensiering inn flere overleveringslinjer44. For eksempel utviklet miR-133a MSCs viste en økt overlevelse og engraftment i infarcted rotten hjerter som resulterer i en bedre hjertefunksjon sammenlignet med uforandret MSCs45. Likeledes, miR-146a overexpressing MSCs ble vist å skille ut høyere mengder VEGF som i sin tur førte til en forbedret effektivitet i iskemiske vevet46.
Dette manuskriptet presenterer en detaljert protokoll for selektiv utvinning og genteknologi av hDFSCs. For dette formålet beskrev vi høsting og enzymatiske fordøyelsen av menneskelig dental follicles og påfølgende isolering av hDFSCs. For å karakterisere isolert celler, har viktige instruksjoner for verifikasjon av MSC egenskaper blitt inkludert i henhold til veiledning av det internasjonale samfunnet for mobilnettet terapi13. I tillegg gir vi en detaljert beskrivelse for generering av miR-modifisert hDFSCs ved å bruke en kationisk lipid-baserte transfection strategi og evalueringen av hva effektivitet og cytotoksisitet.
Voksen stilk celler er i fokus for behandling av flere degenerative sykdommer. Spesielt bein margtransplantasjon (BM)-avledet stilk celler, inkludert blodkreft stamceller (HSCs) og MSCs, er under intens klinisk undersøkelse47. Men BM høsting er en invasiv prosedyre forårsaker smerte på stedet av donasjon og kan føre til uønskede hendelser48. Postnatal dental vevet har nylig dukket opp som en roman og lett tilgjengelig kilde til stamceller. Disse dental stamceller ble …
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av FORUN programmet i Rostock medisinske sentrum (889018) og fuktig Foundation (2016-11). I tillegg PM RD støttes av BMBF (VIP + 00240).
Mouse anti Human CD105 Antibody: Alexa Fluor 488 | Bio-Rad | MCA1557A488 | Clone SN6, monoclonal |
Mouse IgG1 Negative Control Antibody: Alexa Fluor 488 | Bio-Rad | MCA928A488 | monoclonal |
APC Mouse Anti-Human CD29 Antibody | BD Biosciences | 559883 | Clone MAR4, monoclonal |
APC Mouse IgG1, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 555751 | Clone MOPC-21, monoclonal |
PE Mouse Anti-Human CD73 Antibody | BD Biosciences | 550257 | Clone AD2, monoclonal |
PE Mouse IgG1, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 555749 | Clone MOPC-21, monoclonal |
PE-Cy7 Mouse Anti-Human CD117 Antibody | BD Biosciences | 339217 | Clone 104D2, monoclonal |
PE-Cy7 Mouse IgG1, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 557872 | Clone MOPC-21, monoclonal |
PerCP-Cy5.5 Mouse Anti-Human CD44 Antibody | BD Biosciences | 560531 | Clone G44-26, monoclonal |
PerCP-Cy5.5 Mouse IgG2b, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 558304 | Clone 27-35, monoclonal |
PerCP-Cy5.5 Mouse Anti-Human CD90 Antibody | BD Biosciences | 561557 | Clone 5E10, monoclonal |
PerCP-Cy5.5 Mouse IgG1, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 55095 | Clone MOPC-21, monoclonal |
V500 Mouse Anti-Human CD45 Antibody | BD Biosciences | 560777 | Clone HI30, monoclonal |
V500 Mouse IgG1, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 560787 | Clone X40, monoclonal |
FcR Blocking Reagent, human | Miltenyi Biotec | 130-059-901 | |
UltraPure EDTA | Thermo Fisher Scientific | 15575-020 | 0.5M, pH 8.0 |
Steritop | Merck Millipore | SCGPT05RE | 0.22 µm, radio-sterilized, polyethersulfone |
BSA | Sigma-Aldrich | A7906 | |
PFA | Merck Millipore | 1040051000 | |
Human Mesenchymal Stem Cell Functional Identification Kit | R&D Systems | SC006 | |
RNase decontamination solution; RNaseZap RNase Decontamination Solution | Thermo Fisher Scientific | AM9780 | |
Cy3-labelled precursor miR; Cy3 Dye-Labeled Pre-miR Negative Control #1 | Thermo Fisher Scientific | AM17120 | 5 nmol |
Pre-miR miRNA Precursor Negative Control #1 | Thermo Fisher Scientific | AM17110 | 5nmol |
Cationic lipid-based transfection reagent; Lipofectamine 2000 Transfection Reagent | Thermo Fisher Scientific | 11668019 | |
Reduced serum medium; Opti-MEM I Reduced Serum Medium | Thermo Fisher Scientific | 31985070 | |
Donkey anti-Goat IgG (H+L) Cross-Adsorbed Secondary Antibody, Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Scientific | A-11055 | polyclonal |
Donkey anti-Mouse IgG (H+L) Highly Cross-Adsorbed Secondary Antibody, Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Scientific | A-21202 | polyclonal |
Mounting medium; Fluoroshield with DAPI | Sigma-Aldrich | F6057-20ML | histology mounting medium |
ELYRA PS.1 LSM 780 confocal microscope | Zeiss | ||
BD FACS LSRII flow cytometer | BD Biosciences | ||
BD FACSDiva Software 6.1.2 | BD Biosciences | ||
ZEN2011 software | Zeiss | ||
Trypsin/EDTA solution (0.05%/ 0.02%) | Biochrom | L2143 | in PBS, w/o: Ca2+, Mg2+ |
Amine reactive dye; LIVE/DEAD™ Fixable Near-IR Dead Cell Stain Kit | Thermo Fisher Scientific | L10119 | |
PBS (1x) | Thermo Fisher Scientific | 10010023 | pH: 7.4; w/o: Ca and Mg |
P-S-G (100x) | Thermo Fisher Scientific | 10378016 | |
Basal medium; Dulbecco's Modified Eagle Medium/Nutrient Mixture F-12 | Thermo Fisher Scientific | 11039021 | |
Antibiotic, ZellShield | Biochrom | W 13-0050 | |
FBS | Thermo Fisher Scientific | 10500064 | |
Collagenase type I | Thermo Fisher Scientific | 17100017 | |
Dispase II | Thermo Fisher Scientific | 17105041 | |
Filter, Sterifix syringe filter 0.2 µm | Braun | 4099206 | |
50 mL conical centrifuge tube | Sarstedt | 62,547,254 | |
15 mL conical centrifuge tube | Sarstedt | 62,554,502 | |
Cell culture flask 75 cm2 | Sarstedt | 833,910,002 | |
Cell culture flask, 25 cm2 | Sarstedt | 833,911,002 | |
Freezing medium, Biofreeze | Biochrom | F 2270 | |
Cryotubes | Thermo Fisher Scientific | 377267 | 1.8 mL |
Trypan blue solution | Sigma-Aldrich | T8154 | 0.4 % |
Counting chamber | Paul Marienfeld | ||
Local anesthetic, Xylocitin (lidocaine hydrochloride) 2% with epinephrine (adrenaline) 0.001% | Mibe | ||
NaCl solution | Braun | 0.9 % | |
Vicryl satures, Vicryl rapide | Ethicon | 3 – 0 |