지방 조직의 종점에 이식 캡슐화 열 발생 Preadipocytes
Summary
Here, we present a protocol for encapsulation of catabolic cells, which consume lipids for heat production in intra-abdominal adipose tissue and increase energy dissipation in obese mice.
Abstract
세포 캡슐화 반투막 내에 생존 세포를 포획하기 위해 개발되었다. 접목 캡슐화 된 세포를 장기 생존율을 달성하기 위해 처리 된 숙주의 조직에 저 분자량 대사를 교환 할 수있다. 반투막 면역계에 의해 거부를 피하기 위하여 캡슐화 된 세포를 접목 허용한다. 캡슐화 과정은 인슐린과 같은 생체 활성 화합물, 기타 호르몬, 사이토 카인의 방출을 제어 할 수 있도록 설계되었다. 여기서 우리는 비만 마우스의 복강 지방 조직에 열 발생과 에너지 손실 (열 발생)에 대한 지질 소비 이화 세포 캡슐화하는 방법을 설명한다. 열 발생 이화 세포의 캡슐화는 비만의 예방 및 치료에 잠재적으로 적용 가능하고 2 형 당뇨병있다. 이화 셀들의 또 다른 잠재적 인 애플리케이션은 알코올 대사 또는 기타 독성 및 환경 오염 물질의 해독을 포함 할 수있다.
Introduction
만성 질환 1의 증가 빈도는 치료 세포 인구 2의 이식에 대한 연구를 자극했다. Syngenic 동종 또는 줄기 세포는 이러한 애플리케이션 2에 대한 가장 일반적으로 사용되는 세포 유형이다. 그러나 이러한 치료는 이식 후 분화 줄기 세포의 이동의 제어를 허용하지 않는 효율적인 비용이되지 않습니다. 유익한 기능을 가진 유전자 변형 세포의 이식은 많은 질병의 치료 개선을 기대하고있다. 그러나, 유전자 세포 변형이 호스트의 면역 시스템에 의해 인식되고, 따라서, 이러한 치료는 면역 3이 필요합니다. 인슐린 생성 세포의 캡슐화 박사 창 (4)에 의해 개발되었다. 기술은 염화칼슘 수용액에 침지 알긴산 방울 세포의 캡슐화에 기초한다. 알긴산 분자 (G) (M) 만누 및 guluronic 산 구성 및 CA로 연결 될 수 2+. 겔화 후, 비드를 폴리 -L- 라이신 (PLL) 용액에 현탁된다. 이 단계에서, PLL은 캡슐의 멤브레인을 설정 알지네이트 분자에 G와 M에 결합한다. 캡슐의 막의 다공성은 M 및 PLL 농도, 인큐베이션 시간, 온도 변화에 의해 조절 될 수있다. PLL의 결합도 유형과 알긴산의 농도에 따라 달라집니다. 칼슘 이온과 가교 알긴산 행렬, 생리 학적 환경이나 인산과 구연산 이온의 농도가 높은 일반적인 버퍼 솔루션의 불안정하다. 이 버퍼는 알긴산에서 칼슘을 추출하고 핵심을 녹일 수 있습니다. 알지네이트 코어의 액화는 세포 이동과 성장을위한 캡슐 내부에 공간을 제공합니다. 폴리 양이온 폴리 -L- 라이신 (APL)와 음이온 알지네이트에 캡슐화 된 세포는 면역 글로불린에 대한 침투하지만 독소의 영양소의 유입과 유출이 있습니다. 이 APL의 특성은 장기 SU 가능유 전적으로 서로 다른 호스트로 이식 후 캡슐화 된 세포의 rvival. 엘리엇 등 알. 구년 주입 후 5 인간의 환자에서 캡슐 돼지의 췌장 세포 기능의 생존을보고했다.
캡슐화 기술은 마이크로 캡슐화 (3-800 μm의) 및 macroencapsulation (1000 μm의보다 큰)로 분류 될 수있다. 마이크로 캡슐은 macrocapsules 6보다 더 내구성. 박사 장과 1964 년 동료의 발견 이후, 마이크로 캡슐화 널리 인슐린을 생산하는 근육 세포, 다른 호르몬 및 생리 활성 분자 (7)의 캡슐화를 위해 사용되어왔다. 이러한 치료는 섬유화 및 면역 반응 (8)를 포함하는 호스트 조직의 여러 도전에 직면했다. 우선, 생체 고분자의 품질과 관련된 부작용이 해결되었다. 그러나, 근육 세포의 이식은 여전히 호르몬 overpr의 결과로서, 예컨대 섬유증과 같은 부작용을 개시전문 동맥의 외부 PREPARATION 기초 조작 ADVANCED.
최근 수십 년간, 비만과 제 2 형 당뇨병은 전염병 비율 9에 도달했습니다. 성인 사람들의 30 % 이상은 전 세계적으로 과체중과 비만 (10)이다. 증가 된 복강 (IAB) 지방 형성은 만성 염증의 발생 빈도를 증가시키고, 제 2 형 당뇨병, 심혈관 질환, 특정 암 및 기타 합병증 11-13을 촉진합니다. 증거의 여러 라인은 IAB 지방과 관련된 기전이 특정 지방 세포에 의해 피할 수 있음을 제안했다. 최근의 연구는 신진 대사를 개선하고 생체 (14) 설치류에서 비만과 인슐린 저항을 줄일 수 IAB 영역으로 피하 지방 세포의 이식을 보여 주었다. 비만과 인슐린 저항성의 효과적인 감소는 열 (15, 16)의 형태로 에너지를 방출 할 수있는 열 발생 지방 세포와 연결되었습니다. 지방 세포의 열 발생은 안정한 형질 변형함으로써 달성 될 수있다이러한 언 커플 링 단백질 1 (UCP1)로서 또는 다른 열 발생 및 UCP1 유전자 15,16의 발현을 조절하는 유전자의 미토콘드리아의 언 커플 링 프로톤, 참여 유전자. 우리의 최근의 연구는 알데히드 탈수소 효소 (1) A1 (Aldh1a1)의 결핍이 쥐 17, 18에서 비만과 인슐린 저항을 감소 IAB 지방의 열 발생 리모델링에 이르게 것으로 나타났다. 특히, 열 발생 Aldh1a1 결핍의 캡슐화 (Aldh1a1는 – / -) preadipocytes는 IAB 지방 (18)의 치료를위한 새로운 치료 기회를 제안, 비만 야생형 마우스에 IAB 지방에 같은 치료 효과를 매개한다. 실험 설정에서 캡슐화 된 세포는 비용 효과적인 방법으로 19에서 특정 세포 집단의 효과를 연구하기 위해 연구자 수 있습니다. 여기에서는 비만의 마우스 모델에서 열 발생 이화 세포주의 캡슐화 및 실험실 및 치료 적용 방법을 논의한다. 이 프로토콜은 T를 설명마이크로 캡슐의 제조 (도 1)에 대한하는 hree 단계 : 알지네이트 마이크로 비드 (도 1a), 폴리 양이온 성 폴리 -L- 라이신 (PLL) 마이크로 비드의 표면 (도 1b)에 멤브레인의 형성 및 제거의 형성 알지네이트 코어 (그림 1C).
Protocol
Representative Results
Discussion
다양한 건조 방법, 압출, 및 에멀젼을 포함하여 19 세포를 캡슐화하는데 사용되어왔다. 이 방법에서는, 알기 네이트 비드는 PLL로 코팅 및 알지네이트 코어 캡슐화를 완료 용해되고, 바늘 통해 압출된다. 이 방법이 수년 동안 사용되었지만, 원하는 크기와 형상으로 구형 비드의 형성은 여전히 도전. 캡슐의 크기는 알긴산 나트륨 용액, 압출기는 직경 바늘 끝과 CaCl2를 용액 (2…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 편집 도움 제니퍼 Petrosino 다윗 DiSilvestro에게 감사의 말씀을 전합니다. 이 연구는 미국의 계란 이사회와 노보 노 디스크 제약에서 상 번호 10040042에서뿐만 아니라 OSU에서 식품 혁신 센터, 사무실 국제 문제에 대한 고급 기능 식품 연구 센터 및 기업가 정신에 의해뿐만 아니라 같은 상 번호 20020728에 의해 지원되었다 국립 과학 재단 (National Science Foundation)은 EEC-0914790 (LJL)을 부여합니다. 의료 연구에 대한 NIH 로드맵에 의해 건강 (OD)의 이사, 국립 연구소의 사무실에 의해 투자 및 지원 연구 자원을위한 국가 센터에서 수상 번호 R21OD017244 (OZ)과 UL1RR025755 (OSUCCC)에 의해 지원되었다 기술 프로젝트, NCI P30CA16058. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 연구 자원을위한 국가 센터 또는 국립 보건원의 공식 견해를 대변하지 않습니다.
Materials
| Encapsulation device (VAR V1) | Nisco | LIN-0042 | None |
| KD scientific syringe pump | KD scientific | 780100Y | None |
| Olympus microscope | Olympus Optical | IX70-S8F2 | None |
| Sodium alginate | Sigma | MKBP8122V | None |
| Poly-l-lysine hydrobromide (PLL) | Sigma | 020M5006V | None |
| Calcium chloride | Sigma | SLBJ2662V | None |
| Sodium citrate tribasic dihydrate | Sigma | 030M0200 | None |
| Sodium chloride | Sigma | SLBD2595V | None |
| Mini-PROTEAN TGX Gels | Bio-Rad | 456-1093 | None |
| ATGL primary antibody (from rabbit) | Cell Signaling | 2138S | None |
| Secondary anti body (anti rabbit) | LI-COR | 926-68071 | None |
| Radio-Immunoprecipitation Assay (RIPA) buffer | Boston BioProducts | D25Y6Z | None |
| Phosphate buffered saline (PBS) | Sigma | RNBD2893 | None |
| Trypsin | Gibco | 25200-056 | None |
| Cortizone 10 anti-itch ointment | Cortizone 10 | C4029138 | None |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Gibco | 11965-092 | None |
| Newborn calf serum (CS) | Sigma | N4762 | None |
| Fetal bovine serum (FBS) | Sigma | F4135 | None |
| 3-Isobutyl-1-methylxanthine (IBMX) | Sigma | I0516 | None |
| Dexamethasone | Sigma | D4902 | None |
| Insulin (bovine) | Sigma | I5879 | None |
| Protease inhibitor cocktail tablets | Roche | 4693159001 | None |
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