Ex vivo החקיינות של hematopoiesis אנושיים בריאים חריגה
Summary
מערכת התרבות 3D עבור hematopoiesis מתואר באמצעות דם טבורי האדם הנגועים מוח העצם. השיטה מבוססת על שימוש פוליאוריטן נקבובי הפיגום הסינתטי מצופה חלבונים תאי מטריקס. פיגום זה ניתנת להתאמה להכיל מגוון רחב של תאים.
Abstract
בתאי גזע hematopoietic דורשים microenvironment ייחודי כדי לקיים תא דם היווצרות 1, מח עצם (בע"מ) הינו קומפלקס תלת ממדי (3D) hematopoiesis שבו רקמת מוסדר על ידי microenvironments הסלולר מאורגנים במרחב כינה נישות 2-4. הארגון של נישות בע"מ היא קריטית לתפקוד או חוסר תפקוד של BM רגיל או ממאיר 5. לכן הבנה טובה יותר של ב microenvironment vivo באמצעות חיקוי vivo לשעבר יעזור לנו להבהיר את הגורמים המולקולריים, תאית microenvironmental של leukemogenesis 6.
נכון לעכשיו, תאים היווצרות הדם מתורבתים במבחנה ב דו מימדי (2D) תרבות צלוחיות רקמות / גם שלטי 7 הדורשים או שיתוף עם התרבות allogenic או תאים סטרומה xenogenic או תוספת של ציטוקינים אקסוגניים 8. תנאים אלה הם מלאכותיים שונים in vivo </eמ '> microenvironment בכך שהם חסרים את נישות הסלולר 3D ולחשוף את התאים לריכוזים ציטוקינים גבוהות באופן חריג אשר עלולה לגרום בידול ואובדן 9,10 pluripotency.
כאן, אנו מציגים מח עצם רומן 3D התרבות מערכת המדמה בסביבת הגידול 3D vivo ותומך hematopoiesis multilineage בהעדר גורמי צמיחה חיצוניים. פיגום נקבובי ביותר בשימוש במערכת זו עשוי פוליאוריטן (PU), מאפשר צפיפות גבוהה צמיחת תאים על פני שטח גבוהה יותר משטח ספציפי מאשר התרבות monolayer קונבנציונאלי ב 2 ד 11. העבודה שלנו ציינה כי מודל זה נתמך על צמיחה של דם טבורי האנושי (CB) תאים mononuclear (MNC) 12 תאים leukemic העיקריים בהיעדר ציטוקינים חיצוניים. זה חיקוי הרומן 3D מספק פלטפורמה מעשית עבור פיתוח של מודל ניסיוני האדם ללמוד hematopoiesis ולבחון טיפולים חדשניים בסרטן הדם.
Protocol
Discussion
המערכת לשעבר vivo 3D התרבות המוצגת כאן מאפשרת לנו להקים ביומימטיקה 3D של hematopoiesis זה מסכם את הארכיטקטורה BM המקורי פנוטיפ הסלולר העצמאי של ציטוקינים חיצוניים. מודל 3D מספק את המבנה microenvironment המאפשרת היווצרות הדם לתאים נורמליים נורמלי להתרבות בתנאים דומים לאלה נתקל viv…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו מומנה על ידי קרן ריצ'רד תומס לוקמיה, טאטא ליידי הזיכרון בנאמנות, פארק Northwick החולים קרן נאמנות לוקמיה מחקר במכון הלאומי לבריאות ומחקר (NIHR), בריטניה.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue No |
| Dioxan | Invitrogen | D20,186-3 |
| PBS | Gibco | 14190-094 |
| IMDM | Invitrogen | 12440-053 |
| Ficoll-Paque | GE Healthcare | 17-1440-02 |
| Penicillin/Streptomycin | Sigma-Aldrich | P4333 |
| MTS | Promega | G3580 |
| Glutaraldehyde | Fluka Biochemika | 49624 |
| Wright-Giemsa | Sigma-Aldrich | WG32 |
| Fetal bovine serum | Gibco | 10108-165 |
| CD71 | Santa Cruz Biotechnology | sc-32272 |
| Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A11001 |
| CD45-FITC | BD Pharmigen | 74895 |
| CD71-PE | BD Pharmigen | 555537 |
| CD235a-PE-Cy5 | BD Pharmigen | 555570 |
| Sodium azide | Sigma-Aldrich | S-8032 |
Referências
- Orkin, S., Zon, L. Hematopoiesis: an evolving paradigm for stem cell biology. Cell. 132, 631-644 (2008).
- Spradling, A., Drummond-Barbosa, D., Kai, T. Stem cells find their niche. Nature. 414, 98-104 (2001).
- Panoskaltsis, N., Mantalaris, A., Wu, D. Engineering a mimicry of bone marrow tissue ex vivo. J Biosci. Bioeng. 100, 28-35 (2005).
- Lo Celso, C. Live-animal tracking of individual haematopoietic stem/progenitor cells in their niche. Nature. 457, 92-96 (2009).
- Mantalaris, A., Bourne, P., Wu, J. Production of human osteoclasts in a three-dimensional bone marrow culture system. Biochem. Eng. J. 20, 189-196 (2004).
- Placzek, M. Stem cell bioprocessing: fundamentals and principles. J. R. Soc. Interface. 6, 209-232 (2009).
- Dexter, T., Testa, N., Prescott, D. . Methods in Cell Biology. 14, 387-405 (1976).
- Piacibello, W. Differential growth factor requirement of primitive cord blood hematopoietic stem cell for self-renewal and amplification vs proliferation and differentiation. Leukemia. 12, 718-727 (1998).
- Yoshida, T., Takagi, M. Cell processing engineering for ex vivo expansion of hematopoietic cells: a review. Biochemical Engineering Journal. 20, 99-106 (2004).
- Lim, M. Intelligent bioprocessing for haemotopoietic cell cultures using monitoring and design of experiments. Biotechnol. Adv. 25, 353-368 (2007).
- Mortera-Blanco, T., Mantalaris, A., Bismarck, A., Panoskaltsis, N. The development of a three-dimensional scaffold for ex vivo biomimicry of human acute myeloid leukaemia. Biomaterials. 31, 2243-2251 (2010).
- Mortera-Blanco, T., Mantalaris, A., Bismarck, A., Aqel, N., Panoskaltsis, N. Long-term cytokine-free expansion of cord blood mononuclear cells in three-dimensional scaffolds. Biomaterials. 32, 9263-9270 (2011).
- Safinia, L., Datan, N., Hohse, M., Mantalaris, A., Bismarck, A. Towards a methodology for the effective surface modification of porous polymer scaffolds. Biomaterials. 26, 7537-7547 (2005).
