Summary

3D 섬유소의 준비는 줄기 세포 배양 용도 공사장 공중 발판

Published: March 02, 2012
doi:

Summary

이 작품은 세부 3D 섬유소의 준비 culturing 및 plutipotent 줄기 세포를 구별을 위해 공사장 공중 발판. 이러한 공사장 공중 발판이 아니라 약물 전달 시스템을 포함하도록 수정으로 줄기 세포의 행동에 대한 다양한 생물 학적 화합물의 효과를 차단하는 데 사용할 수 있습니다.

Abstract

줄기 세포가 자연스럽게 자주 줄기 세포 틈새 하나라고합니다 생체내에서 3D microenvironments를 발생에서 발견된다. 3D biomaterial 공사장 공중 발판의 내부 Culturing의 줄기 세포는 폴리스티렌뿐만 아니라 엔지니어링 교체 티슈 2에 대한 방법을 사용하여 전통적인 2D 문화 방법을 통해 이점을 제공, 정확하게 이러한 microenvironments을 모방하는 방법을 제공한다. 2D 조직 문화 polystrene은 세포 배양 실험의 대부분에 사용되고 있지만, 3D biomaterial의 공사장 공중 발판 더 밀접하게 환경에서 세포 극성의보다 정확한 창업을 활성화하고 부드러운 조직과 유사한 생화 학적 및 기계적 성질을 가진하여 생체내에서 발견 microenvironments를 복제할 수 있습니다. 3 다양한 자연적으로 파생과 합성 biomaterial의 공사장 공중 발판이 줄기 세포의 성장을 지원하기위한 3D 환경으로 조사되었습니다. 합성 공사장 공중 발판이 큰 R을 가지고 합성 수 있지만기계적 및 화학적 특성 앙과 자주보다 재현성을 가지고는 천연 biomaterials 종종 extracelluar 매트릭스와 세포 부착에 대한 바인딩 사이트를 포함하고 쉽게 세포 배양을 지원하는 결과로 발견된 단백질과 다당류로 구성되어있다. 혈장에서 얻은 단백질 섬유소를 polymerizing 제작한 섬유소 공사장 공중 발판은, 널리 시험 관내 및 생체내 4 두 조직 공학 응용 프로그램의 다양한 혐의로 조사되었습니다. 이러한 공사장 공중 발판은 치료적 요인에게 5를 전달하기위한 제어 릴리스 시스템을 통합하기 위해 다양한 방법을 사용하여 수정할 수 있습니다. 이전 작업은 공사장 공중 발판이 성공적으로 문화 배아 줄기 세포에 사용할 수있는이 발판 기반의 문화 체제가 6,7 내부에 놓는 줄기 세포의 분화에 관한 다양한 성장 요인의 효과를 차단하는 데 사용할 수있는 것으로 나타났습니다.

이 프로토콜 세부 polymerizin 과정g 섬유소는 트롬빈의 효소 활동을 사용하여 피브리노겐 솔루션에서 공사장 공중 발판. 과정은 중합을 억제 citrates를 제​​거하는 피브리노겐 솔루션을위한 야간 투석 단계를 포함하여 완료 2 일 소요됩니다. 이러한 세부적인 방법은 배아와 유도된 pluripotent 줄기 세포 배양을위한 최적의 것으로 확인된 피브리노겐 농도에 의존하고 있습니다. 다른 그룹은 더 이상 세포 유형과 어플 리케이션의 광범위한 섬유소의 공사장 공중 발판을 조사했습니다 -이 접근법 8-12의 다양성을 보여주는.

Protocol

프로토콜을 시작하기 전에주의 : 섬유소는 혈액 유래 단백질이며, 따라서 적절한 안전 교육을 처리하기 전에 완료해야합니다. 이 프로토콜은 원하는 줄기 문화가 적절하게 그들이 시딩 준비하기 위해 시간이 딱 2 일 완료해야합니다. 얼마나 많은 섬유소가 트리스 세 35mm 배양 접시를 달다하는 계산의 측면에서 400가 포함된 1 24 잘 플레이트를 생산하기에 충분 될 것입니다 TBS 3 ML에 녹?…

Discussion

위에 설명된이 프로토콜은 마우스 배아 및 유도 pluripotent 줄기 세포에 대해, 특히 pluripotent 줄기 세포 배양을위한 3D 섬유소의 공사장 공중 발판을 생성하는 방법을 제공합니다. 이 3D biomaterial 기반의 문화 시스템은보다 정확하게 생체내에서 발견된 줄기 세포 틈새 시장을 모방한 것이었 그 결과로, 그것은 줄기 세포 분화 6 그들의 효과를 결정하기 위해 생물 학적 단서를 차단하는 ?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자는 "유도된 pluripotent 줄기 세포의 행동을 제어하기위한 조직 공학 공사장 공중 발판"NSERC 디스커버리 그랜트 402,462을 인정하고 싶습니다.

Materials

Equipment needed:

Analytical balance
pH meter
Tissue culture incubator (37°C, 5% CO2)
Stir plate
Spectrophotometer
Sterile tissue culture hood

Tris buffered saline (pH 7.4) (Need 4 L plus enough for dissolving fibrinogen)
50 mM calcium chloride solution
Sterile conical tubes (15 or 50 mL)
35 mm Petri dishes
Dialysis tubing (7,000 MW cutoff)
Dialysis clips
5.0 μm syringe filters
Individually wrapped sterile 0.22 μm syringe filters
Syringe
24 well tissue culture plates

Name of the reagent Company Catalogue number Comments
Fibrinogen (human) Calbiochem 341578
Thrombin (human) Sigma T7009

Referências

  1. Keung, A. J., Healy, K. E., Kumar, S., Schaffer, D. V. Biophysics and dynamics of natural and engineered stem cell microenvironments. Wiley Interdiscip. Rev. Syst. Biol. Med. 2, 49-64 (2010).
  2. Willerth, S. M., Sakiyama-Elbert, S. E. Combining stem cells and biomaterial scaffolds for constructing tissues and cell delivery. StemBook. , (2008).
  3. Lee, J., Cuddihy, M. J., Kotov, N. A. Three-dimensional cell culture matrices: state of the art. Tissue Eng. Part B Rev. 14, 61-86 (2008).
  4. Ahmed, T. A., Dare, E. V., Hincke, M. Fibrin: a versatile scaffold for tissue engineering applications. Tissue Eng. Part B Rev. 14, 199-215 (2008).
  5. Breen, A., O’Brien, T., Pandit, A. Fibrin as a delivery system for therapeutic drugs and biomolecules. Tissue Eng. Part B Rev. 15, 201-214 (2009).
  6. Willerth, S. M., Faxel, T. E., Gottlieb, D. I., Sakiyama-Elbert, S. E. The effects of soluble growth factors on embryonic stem cell differentiation inside of fibrin scaffolds. Stem Cells. 25, 2235-2244 (2007).
  7. Willerth, S. M., Arendas, K. J., Gottlieb, D. I., Sakiyama-Elbert, S. E. Optimization of fibrin scaffolds for differentiation of murine embryonic stem cells into neural lineage cells. Biomaterials. 27, 5990-6003 (2006).
  8. Gorodetsky, R. Fibrin Microbeads Loaded with Mesenchymal Cells Support Their Long-Term Survival While Sealed at Room Temperature. Tissue Eng. Part C Methods. , (2011).
  9. Barsotti, M. C. Fibrin acts as biomimetic niche inducing both differentiation and stem cell marker expression of early human endothelial progenitor cells. Cell Prolif. 44, 33-48 (2011).
  10. Park, J. S., Yang, H. N., Woo, D. G., Jeon, S. Y., Park, K. H. Chondrogenesis of human mesenchymal stem cells in fibrin constructs evaluated in vitro and in nude mouse and rabbit defects models. Biomaterials. 32, 1495-1507 (2011).
  11. Mooney, R., Tawil, B., Mahoney, M. Specific fibrinogen and thrombin concentrations promote neuronal rather than glial growth when primary neural cells are seeded within plasma-derived fibrin gels. Tissue Eng. Part A. 16, 1607-1619 (2010).
  12. 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).
  13. Dellenback, R. J., Chien, S. The extinction coefficient of fibrinogen from man, dog, elephant, sheep, and goat at 280 mmu. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 134, 353-355 (1970).
  14. Bain, G., Kitchens, D., Yao, M., Huettner, J. E., Gottlieb, D. I. Embryonic stem cells express neuronal properties in vitro. Dev. Biol. 168, 342-357 (1995).
  15. Li, X. J. Directed differentiation of ventral spinal progenitors and motor neurons from human embryonic stem cells by small molecules. Stem Cells. 26, 886-893 (2008).
  16. Lorentz, K. M., Kontos, S., Frey, P., Hubbell, J. A. Engineered aprotinin for improved stability of fibrin biomaterials. Biomaterials. 32, 430-438 (2011).
  17. Willerth, S. M., Rader, A., Sakiyama-Elbert, S. E. The effect of controlled growth factor delivery on embryonic stem cell differentiation inside fibrin scaffolds. Stem Cell Res. 1, 205-218 (2008).
  18. Chen, S. J. Functional improvement of focal cerebral ischemia injury by subdural transplantation of induced pluripotent stem cells with fibrin glue. Stem Cells Dev. 19, 1757-1767 (2010).

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Citar este artigo
Kolehmainen, K., Willerth, S. M. Preparation of 3D Fibrin Scaffolds for Stem Cell Culture Applications. J. Vis. Exp. (61), e3641, doi:10.3791/3641 (2012).

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