Summary

Выделение, характеристика и сравнительный Дифференциация по правам зубных стволовых клеток, полученных из целлюлозы постоянных зубов с помощью двух различных методов

Published: November 24, 2012
doi:

Summary

Метод, описанный выделение и характеристика человека пульпы зуба стволовые клетки (hDPSCs), используя либо<strong> Ферментативного распада целлюлозы (DPSC-ED)</strong> Или<strong> Прямым следствием стволовых клеток из эксплантов тканей пульпы (DPSC-OG). Затем следуют</strong><em> В пробирке</em> Сравнительного дифференциации обоих типов hDPSCs в одонтобластов.

Abstract

<p class="jove_content"> Развитие зубов мудрости легко доступным источником стволовых клеток во взрослом которые могли бы быть получены обычными ортодонтического лечения. Человека целлюлозно-производные стволовые клетки (hDPSCs) обладают высоким потенциалом пролиферации с мульти-линии дифференциации мощности по сравнению с обычным источником взрослых стволовых клеток<sup> 1-8</sup>, Поэтому hDPSCs могут быть хорошими кандидатами для трансплантации аутологичных в тканевой инженерии и регенеративной медицины. Наряду с этими преимуществами, обладающих мезенхимальных стволовых клеток (МСК) функций, таких как immunolodulatory эффект, сделать hDPSCs более ценной, даже в случае пересадки трансплантата<sup> 6,9,10</sup>. Таким образом, первым этапом для использования этого источника стволовых клеток, чтобы выбрать лучший протокол для выделения hDPSCs из ткани пульпы. Для того, чтобы достичь этой цели, очень важно исследовать влияние различных условиях изоляции на различных клеточных поведения, такие как их общий поверхностных маркеров и также их дифференциации мощности.</p><p class="jove_content"> Таким образом, здесь мы разделяем человеческие ткани пульпы от воздействия третьих моляров, а затем использовать как существующие протоколы, основанные на литературе, для изоляции hDPSCs,<sup> 11-13</sup><em> Т.е.</em> Ферментативного распада ткани пульпы (DPSC-ED), или результатом из ткани эксплантов (DPSC-OG). В связи с этим, мы пытались способствовать изоляции методами с помощью стоматологического алмазного диска. Затем эти клетки характеризуются в терминах стромальных связанные маркеры (CD73, CD90, CD105 и CD44), кроветворной / эндотелиальные маркеры (CD34, CD45 и CD11b), периваскулярные маркер, как CD146, а также STRO-1. После этих двух протоколов были сопоставлены на основе дифференциации потенции в одонтобластов как количественной полимеразной цепной реакции (QPCR) и ализарин Красное окрашивание. QPCR были использованы для оценки выражения минерализации связанных генов (щелочной фосфатазы, ALP, матрица внеклеточной phosphoglycoprotein; Мепе и дентина sialophosphoprotein; DSPP).<sup> 14</sup</p>

Introduction

Стволовые клетки являются клоны клеток, которые обладают двумя замечательными особенностями, известный как мульти-потенцию и самообновления 15. Среди всех стволовых клеток с разными потенциями репликативной, стоматологические стволовые клетки, как послеродовая стволовых клеток обратили внимание в последние годы из-за их доступности, пластичности и высокой пролиферативной способностью по сравнению с другими взрослыми стволовыми клетками 16. Характерно, похожие на мезенхимальные стволовые клетки, зубных стволовых клеток пульпы прилипшие клетки клоны, которые имеют несколько потенциал дифференциации в мезенхимы и / или не мезенхимы линий, как в пробирке и в естественных условиях. 1-8,17,18 DPSCs идентифицируются их негативное выражение гемопоэтических антигены (например, CD45, CD34, CD14), и положительное выражение CD90, CD29, CD73, CD105, CD44 и STRO-1. 19,20

Легко получить потенциал с минимальным боли и заболеваемости сделать человека DPSCs как ценныйсостоянии источника МСК по сравнению с обычными источниками, такими как костного мозга мезенхимальные стволовые клетки 21. В общем, DPSCs были выделены либо результатом метода, т. е. миграции стволовых клеток из ткани пульпы эксплантов (DPSC-OG) 22-24, и / или путем ферментативного расщепления (DPSC-ED), 4,6,25. Предыдущие исследования показали, что метод выделения и условия культивирования могут вызывать различные группы населения или линий в пробирке под проходы 26,27. В случае постоянных зубов (pDPSCs), Хуанг и др. показали, что ферментативные переваривается pDPSCs имеют более высокий потенциал пролиферации по сравнению с переросла DPSCs 26. Кроме того, в случае молочных зубов (dDPSCs), было показано, что STRO-1 и CD34 Маркеры выразили более dDPSC-ED по сравнению с dDPSC-OG. Кроме того, dDPSC-ED отображаются выше скорость минерализации в определенных костно / odonto среде 27. Таким образом, благодаря выдающимся потенциалом DPSCs в гegenerative медицины, дополнительные исследования будут необходимы для лучшего понимания возможных различных групп населения, которые получены из различных методов изоляции.

Вот, это была попытка ввести простой способ извлечения целлюлозы, используя один шаг стоматологического алмазного диска для облегчения процесса извлечения целлюлозы. Кроме того, после выделения человека целлюлозно-производные стволовых клеток с применением ЭД или OG методы, общие свойства и способность дифференциации между двумя группами были также исследованы.

Protocol

1. Подготовка раствора фермента и распространения среднего (PM) Сделать коллагеназы типа I Решение: Взвесить коллагеназы типа I (12 мг / мл) и растворяют в 1 мл PBS и фильтр с помощью шприца 0,2 мкм фильтр. Затем поместите его 15 мл трубки и хранить его при температуре от -20 ° C до необ…

Representative Results

DPSCs которые были получены путем ферментативного диссоциации (DPSC-ED) показаны здесь в 10 день, 15,18 (рис. 1). Колонии с инициативой сформировать почти на 3 до 5 дней после изоляции. Переросли DPSCs (DPSC-OG) показаны на рисунке 2 по 5 дней, 10, 13 и 18. Фибробластоподобные клетки начали мигрир?…

Discussion

Этот протокол описывает процесс выделение и характеристика hDPSCs из пульпы зуба с помощью двух методов, ферментативной диссоциации и прямым следствием стволовых клеток из эксплантов тканей пульпы. Кроме того, в пробирке дифференциации этих клеток в одонтобластов, оценивали с помо?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Мы выражаем глубокую признательность д-р Лейла Shakeri и доктор Ареф Dournaei для их критического обсуждения и г-н Мохаммад Реза Хадем Шариф для его технической поддержки.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue or Lot. number Comments (optional)
α-MEM GIBCO 11900-073
Collagenase type I Sigma-Aldrich C0130-100MG
Dispase GIBCO 17105-041
Penicillin/streptomycin GIBCO 15140-122
Amphotericin B GIBCO 15290-018
Fetal Bovine serum defined (FBS) HyClone SH30070.03
L-ascorbic acid 2-phosphate Sigma A8960-5G
L-glutamine GIBCO 25030-024
Dexamethasone Sigma D4902
β-Glycerol phosphate disodium salt hydrate, BioUltra Sigma G9422-100G
Potassium phosphate monobasic Sigma-Aldrich P5655
Osteogenesis Assay Kit Millipore PS01802031
Mouse IgG2b-PE isotype control BD pharmingen 50808088029
FITC mouse IgG2b isotype control BD pharmingen 559532
FITC mouse IgG1 κ isotype BD pharmingen 11471471
FITC/PE mouse anti-human CD34/CD45 BD pharmingen 341071
PE anti-human CD146 BD pharmingen 550315
Monoclonal mouse anti-human CD90/FITC Daka 00034418
PE mouse anti-human CD73 BD pharmingen 550257
Anti-h CD105/Endoglin PE BD pharmingen FAB10971P
PE mouse anti-human CD11b/Mac1 BD pharmingen 5553888
CD44 PE mouse anti human BD pharmingen 555479
Phosphate buffer Solution (PBS) GIBCO 003000
70-μm cell strainer Falcon 352360
0.2 μm syringe filter Millex-GV SLGV033RB
25 cm2 culture flask Sigma-Aldrich Z707481
EQUIPMENT
BD FACSCalibur BD 342975
multiskan microplate spectrophotometer Thermo scientific 51119200
Fleurcense Microscope Olympus
Flowing Software version 2.3.1

Riferimenti

  1. Volponi, A. A., Pang, Y., Sharpe, P. T. Stem cell-based biological tooth repair and regeneration. Trends Cell Biol. 20, 715-722 (2010).
  2. Nosrat, I. V., Widenfalk, J., Olson, L., Nosrat, C. A. Dental pulp cells produce neurotrophic factors, interact with trigeminal neurons in vitro, and rescue motoneurons after spinal cord injury. Dev. Biol. 238, 120-132 (2001).
  3. Gandia, C., et al. Human dental pulp stem cells improve left ventricular function, induce angiogenesis, and reduce infarct size in rats with acute myocardial infarction. Stem Cells. 26, 638-645 (2008).
  4. Gronthos, S., Mankani, M., Brahim, J., Robey, P. G., Shi, S. Postnatal human dental pulp stem cells (DPSCs) in vitro and in vivo. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.. 97, 13625-13630 (2000).
  5. Graziano, A., d’Aquino, R., Laino, G., Papaccio, G. Dental pulp stem cells: a promising tool for bone regeneration. Stem Cell Rev. 4, 21-26 (2008).
  6. Kerkis, I., et al. Early transplantation of human immature dental pulp stem cells from baby teeth to golden retriever muscular dystrophy (GRMD) dogs: Local or systemic. J. Transl. Med. 6, 35 (2008).
  7. Onyekwelu, O., Seppala, M., Zoupa, M., Cobourne, M. T. Tooth development: 2. Regenerating teeth in the laboratory. Dent. Update. 34, 20-29 (2007).
  8. Cordeiro, M. M., et al. Dental pulp tissue engineering with stem cells from exfoliated deciduous teeth. J. Endod. 34 (08), 962-969 (2008).
  9. Pierdomenico, L., et al. Multipotent mesenchymal stem cells with immunosuppressive activity can be easily isolated from dental pulp. Transplantation. 80, 836-842 (2005).
  10. de Mendonca Costa, A., et al. Reconstruction of large cranial defects in nonimmunosuppressed experimental design with human dental pulp stem cells. J. Craniofac. Surg. 19, 204-210 (2008).
  11. Tirino, V., et al. Methods for the identification, characterization and banking of human DPSCs: current strategies and perspectives. Stem Cell Rev. 7, 608-615 (2011).
  12. Tirino, V., Paino, F., De Rosa, A., Papaccio, G. Identification, isolation, characterization, and banking of human dental pulp stem cells. Methods Mol. Biol. 879, 443-463 (2012).
  13. Eslaminejad, M. B., Vahabi, S., Shariati, M., Nazarian, H. In vitro Growth and Characterization of Stem Cells from Human Dental Pulp of Deciduous Versus Permanent Teeth. J. Dent. (Tehran). 7, 185-195 (2010).
  14. Wei, X., Ling, J., Wu, L., Liu, L., Xiao, Y. Expression of mineralization markers in dental pulp cells. J. Endod. 33, 703-708 (2007).
  15. Nombela-Arrieta, C., Ritz, J., Silberstein, L. E. The elusive nature and function of mesenchymal stem cells. Nat. Rev. Mol Cell Biol. 12, 126-131 (2011).
  16. Huang, G. T., Gronthos, S., Shi, S. Mesenchymal stem cells derived from dental tissues vs. those from other sources: their biology and role in regenerative medicine. J. Dent. Res. 88, 792-806 (2009).
  17. Graziano, A., et al. Scaffold’s surface geometry significantly affects human stem cell bone tissue engineering. J. Cell Physiol. 214, 166-172 (2008).
  18. d’Aquino, R., et al. Human dental pulp stem cells: from biology to clinical applications. J. Exp. Zool. B. Mol. Dev. Evol. 312, 408-415 (2009).
  19. Mitsiadis, T. A., Feki, A., Papaccio, G., Caton, J. Dental pulp stem cells, niches, and notch signaling in tooth injury. Adv. Dent. Res. 23, 275-279 (2011).
  20. Shi, S., Gronthos, S. Perivascular niche of postnatal mesenchymal stem cells in human bone marrow and dental pulp. J. Bone Miner. Res. 18, 696-704 (2003).
  21. Tomic, S., et al. Immunomodulatory properties of mesenchymal stem cells derived from dental pulp and dental follicle are susceptible to activation by toll-like receptor agonists. Stem Cells Dev. 20, 695-708 (2011).
  22. Tsukamoto, Y., et al. Mineralized nodule formation by cultures of human dental pulp-derived fibroblasts. Arch. Oral Biol. 37, 1045-1055 (1992).
  23. About, I., et al. Human dentin production in vitro. Exp. Cell Res. 258, 33-41 (2000).
  24. Couble, M. L., et al. Odontoblast differentiation of human dental pulp cells in explant cultures. Calcif. Tissue Int. 66, 129-138 (2000).
  25. Onishi, T., Kinoshita, S., Shintani, S., Sobue, S., Ooshima, T. Stimulation of proliferation and differentiation of dog dental pulp cells in serum-free culture medium by insulin-like growth factor. Arch. Oral Biol. 44 (99), 361-371 (1999).
  26. Huang, G. T., Sonoyama, W., Chen, J., Park, S. H. In vitro characterization of human dental pulp cells: various isolation methods and culturing environments. Cell Tissue Res. 324, 225-236 (2006).
  27. Bakopoulou, A., et al. Assessment of the impact of two different isolation methods on the osteo/odontogenic differentiation potential of human dental stem cells derived from deciduous teeth. Calcif. Tissue Int. 88, 130-141 (2011).
  28. Curtis, K. M., et al. EF1alpha and RPL13a represent normalization genes suitable for RT-qPCR analysis of bone marrow derived mesenchymal stem cells. BMC Mol. Biol. 11, 61 (2010).
  29. Suchanek, J., et al. Dental pulp stem cells and their characterization. Biomed. Pap. Med. Fac. Univ. Palacky Olomouc Czech Repub. 153, 31-35 (2009).
  30. d’Aquino, R., et al. Human postnatal dental pulp cells co-differentiate into osteoblasts and endotheliocytes: a pivotal synergy leading to adult bone tissue formation. Cell Death Differ. 14, 1162-1171 (2007).
  31. Atari, M., et al. Isolation of pluripotent stem cells from human third molar dental pulp. Histol. Histopathol. 26, 1057-1070 (2011).

Play Video

Citazione di questo articolo
Karamzadeh, R., Eslaminejad, M. B., Aflatoonian, R. Isolation, Characterization and Comparative Differentiation of Human Dental Pulp Stem Cells Derived from Permanent Teeth by Using Two Different Methods. J. Vis. Exp. (69), e4372, doi:10.3791/4372 (2012).

View Video