3 डी सेल-लादेन अग्नाशय ऊतक निर्माण मुद्रण के लिए अग्नाशय ऊतक-व्युत्पन्न एक्स्ट्रासेलुलर मैट्रिक्स बायोइंक
Summary
डिसेलुलर एक्ससेल्युलर मैट्रिक्स (डीईसीएम) एक इंजीनियर निर्माण में लक्ष्य ऊतकों के अंतर्निहित कार्यों को फिर से तैयार करने के लिए उपयुक्त सूक्ष्म पर्यावरणीय संकेत प्रदान कर सकता है। यह लेख अग्नाशय के ऊतकों के विकोशियीकरण, अग्नाशय के ऊतकों-व्युत्पन्न डीसीएम बायोइंक के मूल्यांकन और 3डी अग्नाशय के ऊतकों की पीढ़ी के लिए प्रोटोकॉल को स्पष्ट करता है जो बायोप्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके निर्माण करता है।
Abstract
अग्नाशय आइलेट्स का प्रत्यारोपण उन रोगियों के लिए एक आशाजनक उपचार है जो हाइपोग्लाइसीमिया और माध्यमिक जटिलताओं के साथ टाइप 1 मधुमेह से पीड़ित हैं। हालांकि, आइलेट प्रत्यारोपण अभी भी इस तरह के गरीब आइलेट engraftment और शत्रुतापूर्ण वातावरण के कारण प्रत्यारोपित islets की कम व्यवहार्यता के रूप में कई सीमाएं हैं । इसके अलावा, मानव pluripotent स्टेम कोशिकाओं से विभेदित इंसुलिन उत्पादक कोशिकाओं को पर्याप्त हार्मोन है कि रक्त ग्लूकोज के स्तर को विनियमित कर सकते है स्राव करने की क्षमता है; इसलिए, उचित माइक्रोएनवायरमेंटल संकेतों के साथ कोशिकाओं को सख्त करके परिपक्वता में सुधार की दृढ़ता से आवश्यकता है। इस लेख में, हम एक अग्नाशय के ऊतक-व्युत्पन्न विसेसेलुलर मैट्रिक्स (pdECM) बायोइंक तैयार करने के लिए प्रोटोकॉल को स्पष्ट करते हैं ताकि एक लाभकारी माइक्रोएनवातावरण प्रदान किया जा सके जो अग्नाशय के आइलेट्स की ग्लूकोज संवेदनशीलता को बढ़ा सकता है, जिसके बाद वर्णन किया जाता है 3 डी अग्नाशय के ऊतकों को उत्पन्न करने की प्रक्रिया माइक्रोएक्सट्रस-आधारित बायोप्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके निर्माण करती है।
Introduction
हाल ही में, अग्नाशय आइलेट प्रत्यारोपण प्रकार 1 मधुमेह के साथ रोगियों के लिए एक आशाजनक उपचार माना गया है । प्रक्रिया की सापेक्ष सुरक्षा और न्यूनतम आक्रामकता इस उपचार के बड़े फायदे हैं1. हालांकि, इसमें आइलेट्स को अलग करने की कम सफलता दर और इम्यूनोसप्रेसिव दवाओं के दुष्प्रभाव जैसी कई सीमाएं हैं। इसके अलावा, शत्रुतापूर्ण वातावरण2के कारण प्रत्यारोपण के बाद एन्ग्राफेड आइलेट्स की संख्या तेजी से कम हो जाती है। इन कठिनाइयों को दूर करने के लिए अग्नाशय आइलेट प्रत्यारोपण के लिए विभिन्न जैव संगत सामग्री जैसे अल्जीनेट, कोलेजन, पाली (लैक्टिक-सह-ग्लाइकोलिक एसिड) (पीएलजीए) या पॉलीथीन ग्लाइकोल (खूंटी) लागू किए गए हैं।
3डी सेल प्रिंटिंग तकनीक अपनी महान क्षमता और उच्च प्रदर्शन के कारण ऊतक इंजीनियरिंग में उभर रही है। कहने की जरूरत नहीं है, बायोइंक्स को उपयुक्त माइक्रोएनवायरमेंट प्रदान करने और मुद्रित ऊतक निर्माण ों में सेलुलर प्रक्रियाओं में सुधार को सक्षम करने के लिए महत्वपूर्ण घटकों के रूप में जाना जाता है। कतरनी-पतला हाइड्रोगेल जैसे फिब्रिन, एल्गिनेट और कोलेजन का व्यापक रूप से बायोइंक के रूप में उपयोग किया जाता है। हालांकि, ये सामग्री देशी ऊतक3में बाह्य मैट्रिक्स (ईसीएम) की तुलना में संरचनात्मक, रासायनिक, जैविक और यांत्रिक जटिलता की कमी दिखाती है। आइलेट्स और ईसीएम के बीच बातचीत जैसे माइक्रोएनवायरमेंटल संकेत आइलेट्स के कार्य को बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण संकेत हैं। Decellularized ECM (dECM) कोलेजन, ग्लाइकोसामिनोग्लिकन (GAGs), और ग्लाइकोप्रोटीन सहित विभिन्न ईसीएम घटकों की ऊतक विशिष्ट संरचना विश्राम कर सकते हैं । उदाहरण के लिए, प्राथमिक आइलेट्स जो अपने परिधीय ईसीएमएस (उदाहरण के लिए, टाइप I, III, IV, V, और VI कोलेजन, लेमिनिन और फाइब्रोनेक्टिन) को बनाए रखते हैं, कम एपोप्टोसिस और बेहतर इंसुलिन संवेदनशीलता प्रदर्शित करते हैं, इस प्रकार यह दर्शाता है कि ऊतक-विशिष्ट सेल-मैट्रिक्स इंटरैक्शन मूल ऊतक4के समान कार्य करने की उनकी क्षमता को बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
इस पेपर में, हम अग्नाशय के ऊतकों को तैयार करने के लिए प्रोटोकॉल को स्पष्ट करते हैं-विसेलुलर एक्ससेल्युलर मैट्रिक्स (pdECM) बायोइंक अग्नाशय के आइलेट्स की गतिविधि और कार्यों को बढ़ाने के लिए लाभकारी माइक्रोएनवायरमेंटल संकेत प्रदान करने के लिए, इसके बाद माइक्रोएक्सट्रसियन-आधारित बायोप्रिंटिंग तकनीक(चित्र 1)का उपयोग करके 3डी अग्नाशय ऊतक निर्माण पैदा करने की प्रक्रियाओं के बाद।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस प्रोटोकॉल में पीडीईसीएम बायोइंकके के विकास और 3डी अग्नाशय के ऊतकों के निर्माण को 3 डी सेल प्रिंटिंग तकनीकों का उपयोग करके वर्णित किया गया है। 3 डी इंजीनियर ऊतक निर्माण में लक्ष्य ऊतक के माइक्रोएनवाय?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस शोध को कोरियाई सरकार (एमएसआईटी) (2017M3A9C6032067) और “आईसीटी कॉनसिलिज क्रिएटिव प्रोग्राम” (आईआईटीपी-2019-2011-1-00783) द्वारा वित्त पोषित राष्ट्रीय अनुसंधान फाउंडेशन (एनआरएफ) के जैव और चिकित्सा प्रौद्योगिकी विकास कार्यक्रम द्वारा समर्थित किया गया था। आईआईटीपी (सूचना एवं संचार प्रौद्योगिकी योजना एवं मूल्यांकन संस्थान) द्वारा पर्यवेक्षण किया जाता है।
Materials
| Biological Safety Cabinets | CRYSTE | PURICUBE 1200 | |
| Deep Freezer | Thermo Scientific Forma | 957 | |
| Digital orbital shaker | DAIHAN Scientific | DH.WSO04010 | |
| Dry oven | DAIHAN Scientific | WON-155 | |
| Freeze dryer | LABCONCO | 7670540 | |
| Fridge | SANSUNG | CRFD-1141 | |
| Grater | ABM | 1415605793 | |
| Inverted Microscopes | Leica | DMi1 | |
| Microcentrifuge | CRYSTE | PURISPIN 17R | |
| Microplate reader | Thermo Fisher Scientific | Multiskan GO | |
| Mini centrifuge | DAIHAN Scientific | CF-5 | |
| Multi-Hotplate Stirrers | DAIHAN Scientific | SMHS-6 | |
| Nanodrop | Thermo Fisher Scientific | ND-LITE-PR | |
| pH benchtop meter | Thermo Fisher Scientific | STARA2110 | |
| Rheometer | TA Instrument | Discovery HR-2 | |
| Vortex Mixer | DAIHAN Scientific | VM-10 | |
| Cirurgical Instruments | |||
| Operating Scissors | Hirose | HC.13-122 | |
| Forcep | Korea Ace Scientific | HC.203-30 | |
| Materials | |||
| 1.7 mL microcentrifuge tube | Axygen | MCT-175-C | |
| 10 ml glass vial | Scilab | SL.VI1243 | |
| 40 µm cell strainer | Falcon | 352340 | |
| 5 L beaker | Dong Sung Science | SDS 2400 | |
| 50 mL cornical tube | Falcon | 352070 | |
| 500 mL beaker | Korea Ace Scientific | KA.23-08 | |
| 500 mL bottle-top vacuum filter | Corning | 431118 | |
| 500 mL plastic container | LOCK&LOCK | INL301 | |
| 96well plate | Falcon | 353072 | |
| Aluminum foil | DAEKYO | ||
| Kimwipe | Kimtech | ||
| Magnetic bar | Korea Ace Scientific | BA.37110-0003 | |
| Mortar and pestle | DAIHAN Scientific | SC.MG100 | |
| Multi-channel pipettor | Eppendorf | 4982000314 | |
| Petri Dish | SPL | 10100 | |
| pH indicator strips | Sigma-Aldrich | 1095350001 | |
| Sieve filter mesh | DAIHAN Scientific | ||
| Decellularization | |||
| 10x pbs | Hyclone | SH30258.01 | |
| 4.7% Peracetic acid | Omegafarm | ||
| 70% ethanol | SAMCHUN CHEMICALS | E0220 SAM | |
| Distilled water | |||
| IPA | SAMCHUN CHEMICALS | samchun I0348 | |
| Triton-X 100 | Biosesang | T1020 | |
| Biochemical assay | |||
| 1,9-Dimethyl-Methylene Blue zinc chloride double salt | Sigma-Aldrich | 341088 | |
| 10 N NaOH | Biosesang | S2018 | |
| Chloramine T | Sigma-Aldrich | 857319 | |
| Chondroitin sulfate A | Sigma-Aldrich | C4384 | |
| Citric acid | Supelco | 46933 | |
| Cysteine-HCl | Sigma-Aldrich | C1276 | |
| Glacial acetic acid | Merok | 100063 | |
| Glycine | Sigma-Aldrich | 410225 | |
| HCl | Sigma-Aldrich | H1758 | |
| Na2-EDTA | Sigma-Aldrich | E5134 | |
| NaCl | SAMCHUN CHEMICALS | S2097 | |
| Papain | Sigma-Aldrich | p4762 | |
| P-DAB | Sigma-Aldrich | D2004 | |
| Perchloric acid | Sigma-Aldrich | 311421 | |
| Sodium acetate | Sigma-Aldrich | S5636 | |
| Sodium hydroxide | Supelco | SX0607N | |
| Sodium phosphate(monobasic) | Sigma-Aldrich | RDD007 | |
| Toluene | Sigma-Aldrich | 244511 | |
| Bioink | |||
| Charicterized FBS | Hyclone | SH30084.03 | |
| Penicillin-Streptomycin | Thermo Fisher Scientific | 15140122 | |
| Pepsin | Sigma-Aldrich | P7215 | |
| Rose bengal | Sigma-Aldrich | 198250 | |
| RPMI-1640 medium | Thermo Fisher Scientific | 11875093 | |
| Trypan Blue solution | Sigma-Aldrich | T8154 |
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