Manyetik aktif hücre stratejileri yalıtmak ve Sinovyal sıvı elde edilen mezenkimal kök hücre bir tavşan modelinden arındırmak için sıralama
Summary
Bu yazı basit yalıtım ve Yeni Zelanda beyaz tavşan synovial sıvı mezenkimal kök hücre arınma için basit ve ekonomik Protokolü sunar.
Abstract
Mezenkimal kök hücre (MSCs) hücre tabanlı terapisi için ana hücre kaynaktır. MSCs eklem boşluğuna synovial sıvı üzerinden potansiyel olarak kıkırdak doku mühendisliği için kullanılabilir. MSCs sinovyal sıvının (SF-MSCs) üzerinden artiküler rejenerasyon için umut verici aday olarak kabul edilmiştir ve onların potansiyel terapötik yarar onları geç bir önemli araştırma konusu yaptı. SF-MSCs Yeni Zelanda beyaz tavşan diz boşluğuna üzerinden bir en iyi duruma getirilmiş translasyonel model olarak insan rejeneratif tıp değerlendirmek için istihdam edilebilir. (Mac) teknolojileri sıralama CD90 tabanlı manyetik aktif hücre, aracılığıyla bu iletişim kuralı başarıyla tavşan SF-MSCs (rbSF-MSCs) Bu tavşan modelinden elde eder ve daha fazla tam olarak MSC fenotip bu hücreler için ayırt etmek için onları ikna tarafından gösterir dokusunu, adipositler ve kondrosit. Bu nedenle, bu yaklaşım Biyoloji araştırma hücre ve doku mühendisliği basit ekipman ve yordamları kullanarak uygulanabilir.
Introduction
MSCs kıkırdak lezyonlar için özellikle rejeneratif tıp için değerli bir kaynak olarak önerilmiştir. MSCs, kondrosit, dokusunu, adipositler, iskelet miyositler ve visseral stromal hücreler, dahil olmak üzere geniş alanlar için kök hücre transplantasyonu onların yüksek genişleme hızı ve çoklu soy farklılaşma potansiyel1nedeniyle genişletin. MSCs iskelet kas, synovium, kemik iliği ve yağ dokusu2,3,4ayrılmış olabilir. Bulgular confirmed Sinovyal sıvı MSCs varlığında da mevcuttur ve önceki araştırma synovial sıvı kaynaklı MSCs (SF-MSCs) eklem rejenerasyon5,6için umut verici aday olarak belirlemiştir.
Ancak, araştırma ve insan örnekleri üzerinde preklinik deneme tabi birçok etik sorunlar vardır. Bunun yerine, tavşan olan ve en sık hayvan türlerinin nakli MSCs kıkırdak hasarı onarabiliriz göstermek için kullanılan olmaya devam. Son yıllarda vivo içindebu hücreler çoğu insan için benzer MSCs onların Hücresel biyoloji ve doku fizyolojisi ve araştırmacılar giderek artan sayıda tavşan mezenkimal kök hücre (rbMSCs) her iki vitro inceledik. Benzer şekilde, rbMSCs plastik yüzeyler, iğ-fibroblast morfoloji olduğu gibi insan MSCs görüntüleme kalarak yeteneğine sahiptirler. Ayrıca, tavşan mezenkimal örnekleri basit ve kolay7elde etmek vardır. Ayrıca, en önemli makas are rbMSCs yüzey işaretleyicileri, CD44, CD90 ve CD105, gibi hızlı ve potansiyel çoklu soy farklılaşma, MSC nüfus tanımlaması için ölçüt ile anlaşma olduğu korunur Hücresel tedavi8,9için uluslararası toplum tarafından tanımlanan. Özellikle, Sinovyal sıvı chondroprogenitors ne zaman TGF-β1, böylece onları phenotypically eklem kıkırdak rejenerasyon10,11için uygun hücre kaynakları hale tarafından indüklenen hipertrofik sigara chondrogenesis yeteneğine sahiptirler, 12.
Ancak, SF-MSCs yalıtım göbek kordonu, yağ dokusu, periferik kan ve kemik iliği de dahil olmak üzere diğer dokulardan büyük ölçüde farklıdır. Akış Sitometresi yöntemi belirli ortam ve son derece pahalı aletler13gerektirse de, arıtma ve SF-MSCs sıralama için en yaygın bir yaklaşım akış sitometresi ve immunomagnetic boncuk tabanlı sıralama, şu anda.
Bu makale, beyaz tavşan Yeni Zelanda’dan synovial sıvı örnekleri basit ve minimal invaziv topluluğu için bir yordam sunar. Yordamı, boyunca rbSF MSCs stabil genişletilmiş vitro ve CD90 olumlu manyetik boncuk tabanlı yordamlara ile izole. Son olarak, protokol MSCs yüksek saflıkta ve canlılığı hasat hücre kaynaklarından elde etmek nasıl gösterir.
Bu protokol için temel morfolojisi, belirli işaretleri ve pluripotent kök hücreler için ifade izole rbSF MSCs karakterizedir. CD45 ve CD34 ifade negatif ise akış sitometresi tabanlı immunophenotyping CD44 ve CD105, önemli bir pozitif ifade ortaya koymaktadır. Son olarak, bir vitro tahlil rbSF-MSCs için bu hücreleri osteojenik, Adipojenik ve chondrogenic farklılaşma göstermektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
MSCs vâr synovial sıvı hücre tabanlı terapi için bir alternatif sağlar. Önceki çalışmalar yaralanma siteleri mezenkimal kök hücre olumlu sonrası yaralanma dönem5ile ilişkili onların synovial sıvı daha yüksek miktarda içerir göstermiştir. MSCs synovial sıvı doku sonra bir yaralanma18,19spontan iyileşme arttırmak için yararlı olabilir. Esas olarak tanımlanmamış20SF-MSCs eklemlerde mekan…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışmada aşağıdaki hibe tarafından mali destek verdi: Çin doğal Bilim Vakfı (No. 81572198; No 81772394); Fon için yüksek düzey tıbbi disiplin inşaat Shenzhen Üniversitesi (No. 2016031638); Guangdong Eyaleti, Çin (No Tıbbi Araştırma Vakfı A2016314); ve Shenzhen bilim ve teknoloji projeleri (No. JCYJ20170306092215436; No JCYJ20170412150609690; No JCYJ20170413161800287; No SGLH20161209105517753; No JCYJ20160301111338144).
Materials
| Reagents | |||
| MesenGro | StemRD | MGro-500 1703 | Warm in 37 °C water bath before use |
| MesenGro Supplement | StemRD | MGro-500 M1512 | Component of MSCs culture medium |
| DMEM basic | Gibco Inc. | C11995500BT | MSCs differentiation medium |
| Isotonic saline solution | Litai, China | 5217080305 | Cavity arthrocentesis procedure reagent |
| Phosphate-Buffered Saline (PBS) | HyClone Inc. | SH30256.01B | PBS, free of Ca2+/Mg2+ |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Gibco Inc. | 10099-141 | Component of MSCs culture medium |
| Povidone iodine solution | Guangdong, China | 150605 | Sterilization agent |
| 75% ethanol | Lircon, china | 170917 | Sterilization agent |
| 0.25% Trypsin/EDTA | Gibco Inc. | 25200-056 | Cell dissociation reagent |
| 1% Penicillin-Streptomycin | Gibco Inc. | 15140-122 | Component of MSCs medium |
| MACS Running Buffer | MiltenyiBiotec | 5160112089 | Containing phosphate-buffered saline (PBS), 0.5% bovine serum albumin(BSA), and 2 mMEDTA |
| CD90 antibody conjugated MicroBeads | MiltenyiBiotec | 5160801456 | For magnetic activated cell sorting |
| Sodium pyruvate | Sigma-Aldrich | P2256 | Component of MSCs chondrogenic differentiation |
| Dexamethasone | Sigma-Aldrich | D1756 | Component of MSCs osteogenic differentiation |
| ITS | BD | 354352 | 1%, Component of MSCs chondrogenic differentiation |
| L-proline | Sigma-Aldrich | P5607 | 0.35 mM, Component of MSCs chondrogenic differentiation |
| L-ascorbic acid-2-phosphate | Sigma-Aldrich | A8960 | 50 mM, Component of MSCs chondrogenic differentiation |
| 3-isobutyl-1-methylxanthine | Sigma-Aldrich | I5879 | 0.5 mM, Component of adipogenic differentiation |
| Indomethacin | Sigma-Aldrich | I7378 | 100 mM, Component of adipogenic differentiation |
| TGFβ1 | Peprotech | 100-21 | 10 ng/mL, Component of MSCs chondrogenic differentiation |
| α-glycerophsphate | Sigma-Aldrich | G6751 | Component of MSCs osteogenic differentiation |
| CD34 Polyclonal Antibody, FITC Conjugated | Bioss | bs-0646R-FITC | Hematopoietic stem cells marker |
| Mouse antirabbit CD44 | Bio-Rad | MCA806GA | Thy-1 membrane glycoprotein (MSCs marker) |
| CD45 (Monoclonal Antibody) | Bio-Rad | MCA808GA | Hematopoietic stem cells marker |
| CD105 antibody | Genetex | GTX11415 | MSCs marker |
| Isopropyl alcohol | Sigma-Aldrich | I9030 | Precipitates RNA extraction organic phases |
| Trichloromethane | Wenge, China | 61553 | Extract total RNA |
| Trizol | Invitrogen | 15596-018 | Isolate total RNA |
| SYBR green master mix | Takara Bio, Japan | RR420A | PCR test |
| cDNA synthesis kit | Takara Bio, Japan | RR047A | Reverse-transcribed to complementary DNA |
| Alizarin Red | Sigma-Aldrich | A5533 | Staining of calcium compounds |
| Toluidine Blue | Sigma-Aldrich | 89640 | Staining of cartilaginous tissue |
| Oil Red O solution | Sigma-Aldrich | O1391L | Lipid vacuole staining |
| Equipment | |||
| MiniMACS Separator | MiltenyiBiotec | 130-042-102 | For magnetic activated cell sorting |
| MultiStand | MiltenyiBiotec | 130-042-303 | For magnetic activated cell sorting |
| MS Columns | MiltenyiBiotec | 130-042-201 | For magnetic activated cell sorting |
| Cell Strainer | FALCON Inc. | 352340 | 40 μm nylon |
| Hemocytometer | ISOLAB Inc. | 075.03.001 | Cell counting |
| Falcon 100 mm dish | Corning | 353003 | Cell culture dish |
| Microcentrifuge tube | Axygen | MCT-150-C | RNA Extraction and PCR |
| Centrifuge Tubes | Sigma-Aldrich | 91050 | Gamma-sterilized |
| High-speed centrifuge | Eppendorf | 5804R | Centrifuge cells |
| Carbon dioxide cell incubator | Thermo scientific | 3111 | Cell culture |
| Real-Time PCR Instrument | Life Tech | QuantStudio | Real-Time quantitative polymerase chain reaction |
| Flow cytometer | BD Biosciences | 342975 | Cell analyzer |
| Pipettor | Eppendorf | O25456F | Transfer the liquid |
| Cloning cylinder | Sigma-Aldrich | C3983-50EA | Isolate and pick individual cell colonies |
| Sterile hypodermic syringe | Double-Dove, China | 131010 | Arthrocentesis procedure |
| Rabbit cage | Zhike, China | ZC-TGD | Restrain the rabbit |
Referências
- Oreffo, R. O., Cooper, C., Mason, C., Clements, M. Mesenchymal stem cells: lineage, plasticity, and skeletal therapeutic potential. Stem Cell Reviews. 1 (2), 169-178 (2005).
- Asakura, A., Rudnicki, M. A., Komaki, M. Muscle satellite cells are multipotential stem cells that exhibit myogenic, osteogenic, and adipogenic differentiation. Differentiation. 68 (4-5), 245-253 (2001).
- De, B. C., Dell’Accio, F., Tylzanowski, P., Luyten, F. P. Multipotent mesenchymal stem cells from adult human synovial membrane. Arthritis Rheumatology. 44 (8), 1928-1942 (2001).
- Zuk, P. A., et al. Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells. Molecular Biology of the Cell. 13 (12), 4279-4295 (2002).
- McGonagle, D., Jones, E., English, A., Emery, P. Enumeration and phenotypic characterization of synovial fluid multipotential mesenchymal progenitor cells in inflammatory and degenerative arthritis. Arthritis & Rheumatism. 50 (3), 817-827 (2004).
- Jia, Z., et al. Isolation and characterisation of human mesenchymal stem cells derived from synovial fluid by magnetic activated cell sorting (MACS). Cell Biology International. , (2017).
- Bashir, M., et al. Isolation, culture and characterization of New Zealand white rabbit mesenchymal stem cells derived from bone marrow. Asian Journal of Animal & Veterinary Advances. 10 (8), 13-30 (2015).
- Song, X., et al. Differentiation potential of rabbit CD90-positive cells sorted from adipose-derived stem cells in vitro. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Animal. 53 (1), 1-6 (2016).
- Lee, T. C., et al. Comparison of surface markers between human and rabbit mesenchymal stem cells. PLOS One. 9 (11), e111390 (2014).
- Stewart, M. C., Chen, Y., Bianchessi, M., Pondenis, H. Phenotypic characterization of equine synovial fluid-derived chondroprogenitor cells. Stem Cell Biology and Research. 3 (1), (2016).
- Prado, A. A. F., et al. Characterization of mesenchymal stem cells derived from the equine synovial fluid and membrane. BioMed Central Veterinary Research. 11 (1), 281 (2015).
- Yoshimura, H., et al. Comparison of rat mesenchymal stem cells derived from bone marrow, synovium, periosteum, adipose tissue, and muscle. Cell and Tissue Research. 327 (3), 449-462 (2007).
- Wu, C. C., et al. Intra-articular injection of platelet-rich fibrin releasates in combination with bone marrow-derived mesenchymal stem cells in the treatment of articular cartilage defects: an in vivo study in rabbits. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 105 (6), 1536-1543 (2017).
- John, T., Lerche, P. . Anesthesia and Analgesia for Veterinary Technicians. , (2011).
- Koyama, N., et al. Pluripotency of mesenchymal cells derived from synovial fluid in patients with temporomandibular joint disorder. Life Sciences. 89 (19-20), 741-747 (2011).
- Kim, Y. S., et al. Isolation and characterization of human mesenchymal stem cells derived from synovial fluid in patients with osteochondral lesion of the talus. American Journal of Sports Medicine. 43 (2), 399-406 (2015).
- Vereb, Z., et al. Immunological properties of synovial fluid-derived mesenchymal stem cell-like cells in rheumatoid arthritis. Annals of the Rheumatic Diseases. 74 (Suppl 1), A64-A65 (2015).
- Matsukura, Y., Muneta, T., Tsuji, K., Koga, H., Sekija, I. Mesenchymal stem cells in synovial fluid increase after meniscus injury. Clinical Orthopaedics & Related Research. 472 (5), 1357-1364 (2014).
- Morito, T., et al. Synovial fluid-derived mesenchymal stem cells increase after intra-articular ligament injury in humans. Rheumatology. 47 (8), 1137-1143 (2008).
- Hegewald, A. A., et al. Hyaluronic acid and autologous synovial fluid induce chondrogenic differentiation of equine mesenchymal stem cells: a preliminary study. Tissue & Cell. 36 (6), 431-438 (2004).
- Jones, E. A., et al. Synovial fluid mesenchymal stem cells in health and early osteoarthritis: detection and functional evaluation at the single cell level. Arthritis & Rheumatism. 58 (6), 1731-1740 (2008).
- Makker, K., Agarwal, A., Sharma, R. K. Magnetic activated cell sorting (MACS): utility in assisted reproduction. Indian Journal of Experimental Biology. 46 (7), 491-497 (2008).
- Schmitz, B., et al. Magnetic activated cell sorting (MACS) — a new immunomagnetic method for megakaryocytic cell isolation: comparison of different separation techniques. European Journal of Haematology. 52 (5), 267-275 (1994).
- Reinhardt, M., Bader, A., Giri, S. Devices for stem cell isolation and delivery: current need for drug discovery and cell therapy. Expert Review of Medical Devices. 12 (3), 353-364 (2015).
- Gronthos, S., Zannettino, A. C. W., Prockop, D. J., Bunnell, B. A., Phinney, D. G. A method to isolate and purify human bone marrow stromal stem cells. Mesenchymal Stem Cells. , 45-57 (2008).
- Krawetz, R. J., et al. Synovial fluid progenitors expressing CD90+ from normal but not osteoarthritic joints undergo chondrogenic differentiation without micro-mass culture. PLOS One. 7 (8), e43616 (2012).
- Ogata, Y., et al. Purified human synovium mesenchymal stem cells as a good resource for cartilage regeneration. PLOS One. 10 (6), e0129096 (2015).
- Dominici, M., et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells: the International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 8 (4), 315-317 (2006).
- Gauci, S. J., et al. Modulating chondrocyte hypertrophy in growth plate and osteoarthritic cartilage. Journal of Musculoskeletal & Neuronal Interact. 8 (4), 308 (2008).
- Cooke, M. E., et al. Structured three-dimensional co-culture of mesenchymal stem cells with chondrocytes promotes chondrogenic differentiation without hypertrophy. Osteoarthritis and Cartilage. 19 (10), 1210-1218 (2011).
- Fischer, J., Dickhut, A., Rickert, M., Richter, W. Human articular chondrocytes secrete parathyroid hormone-related protein and inhibit hypertrophy of mesenchymal stem cells in coculture during chondrogenesis. Arthritis and Rheumatism. 62 (9), 2696-2706 (2010).
