Isolamento e Cultura da Dental epiteliais células-tronco do Adulto Rato Incisivo

Summary

O contínuo crescimento incisivo do rato é um modelo para o estudo de renovação dos tecidos dentários a partir de células-tronco do epitélio dental (DESCs). Um sistema robusto para consistente e confiável a obtenção destas células a partir do incisivo e expandi-las in vitro é relatado aqui.

Abstract

Compreender os mecanismos celulares e moleculares subjacentes à regeneração do dente e renovação tornou-se um tema de grande interesse ^1-4, eo incisivo rato fornece um modelo para estes processos. Este órgão notável cresce continuamente ao longo da vida do animal e gera todos os tipos de células necessárias de grupos ativos de células-tronco adultas alojados no vestibular (em direção ao lábio) e lingual (em direção à língua) regiões (CL) alça cervical. Apenas as células estaminais dentárias da CL labial dar origem a ameloblastos que geram o esmalte, o revestimento externo dos dentes, na superfície labial. Esta formação do esmalte assimétrica permite abrasão na ponta incisivo e progenitores e células-tronco no incisivo proximal garantir que os tecidos dentários são constantemente reabastecidos. A capacidade de isolar e cultivar essas células progenitoras ou tronco in vitro permite a sua expansão e abre as portas para inúmeras experiências não alcançáveis ​​in vivo, tais como htestes de rendimento igh de fatores de regulação de células-tronco em potencial. Aqui, descrevemos e demonstrar um método confiável e consistente para células de cultura do CL labial do incisivo mouse.

Introduction

Uma das características únicas dos vertebrados é a evolução dos dentes. O dente tornou-se um sistema modelo importante para muitas áreas de pesquisa, como as vias moleculares e especializações morfológicas relevantes a este órgão foram investigados a partir de várias perspectivas, inclusive no desenvolvimento e evolutivos biólogos ^5. Mais recentemente, no campo da medicina regenerativa começou a obter informações valiosas usando o dente como um modelo. Em particular, a descoberta de células estaminais epiteliais dental tem sido um importante avanço ^6-13.

Todos os roedores possuem dentes incisivos de crescimento contínuo, cujo crescimento é alimentado por células-tronco, tornando estes dentes um sistema modelo acessível para estudar regulação de células estaminais adultas. Experimentos de marcação na década de 1970 ^10,11, seguido por linhagem genética experimentos de rastreamento ^8,9,12,14, demonstraram que DESCs residem na região proximal do incisivo. A hasteprogénie celular no compartimento epitelial em movimento lateral vestibular para fora do nicho putativo, conhecido como o ciclo cervical labial (CL), e contribui para uma população de células chamadas células (TA)-amplificação de trânsito (Figura 1). Especificamente, DESCs residem no epitélio externo do esmalte (OEE) e retículo estrelado (SR) ^8,9,14, eo epitélio interno do esmalte (IEE) dá origem às células TA que progridem através de um número limitado de ciclos de células e, em seguida, mover distalmente ao longo do comprimento do incisivo (Figura 1). Os ameloblastos diferenciação na incisivo rato continuar a mover-se distalmente ao longo do incisivo a uma taxa excepcional de cerca de 350 mM de um único dia ^15,16. Como eles se movem, as células se diferenciam em ameloblastos maduros e estrato intermediário células (SI). Depois de depositar a espessura total da matriz do esmalte, muitos dos ameloblastos sofrem apoptose, e as restantes células diminuem de tamanho e regular a maturação do esmalte <sup> 17. A linhagem de outros tipos de células no CL vestibular, tal como o SR, é menos claro, e dados em relação às células estaminais do mesênquima e ¹⁸ da CL lingual só agora começam a surgir.

Utilizando o modelo de ratinho incisivo, um certo número de grupos têm trabalhado para elucidar as vias genéticas e os processos biológicos envolvidos na renovação das células estaminais naturais com base em células de órgãos. No entanto, o CL labial contém um número relativamente pequeno de células, que se estima ser de cerca de 5,000 por incisivo do rato, o que facilita o trabalho com células primárias desafiando. Por conseguinte, têm sido feitos esforços para a cultura e expandir as células in vitro ^6,16,19,20, a fim de abrir as portas para novos abordagens experimentais que não são atingíveis in vivo. O estudo mais recente mostrou que estas células podem tanto a auto-renovação e diferenciação em células que expressam amelogenina quando cultivadas ^13. Aqui, descrevemos e demonstrar um método para poe cultura confiável e consistente de células do rato labial CL.

Protocol

1. Dissecar mais baixos hemi-mandíbulas de rato adulto Antes de realizar este protocolo, obter aprovação institucional necessário e não deixe de cumprir com todas as orientações de cuidados de animais. Eutanásia animal utilizando padrão IACUC procedimentos aprovados. Para este trabalho asfixia com CO2 foi usado seguido por deslocação cervical. OPCIONAL: cabeça separada do resto do corpo usando uma lâmina de barbear. Retire a pele do lábio inferior para o d…

Representative Results

O mouse hemi-mandíbula é composto por um contínuo crescimento incisivo e três molares enraizadas (Figura 1A). Todos os dentes consistem de dentina e esmalte, as duas componentes mineralizados da coroa do dente (Figuras 1A e 1A '). As casas incisivos dois nichos de células estaminais chamado o CL CL labial e lingual, e esmalte é formada exclusivamente no lado labial (Figura 1A). DESCs são responsáveis ​​pela formação do esmalte dos dent…

Discussion

As células epiteliais foram primeiro cultivadas com sucesso ao longo de 40 anos, ^21-24, e, mais recentemente, o isolamento bem sucedido de células estaminais epiteliais ^25-27 avançou nosso conhecimento da biologia epitelial. Relata-se um protocolo para isolar o DESCs do incisivo do rato adulto, uma população relativamente pouco estudado de células-tronco que tem o potencial para produzir insights importantes sobre a biologia dental e formação do esmalte. Este protocolo foi inicialmente base…

Materials

Forceps, size 5	Fine Science Tools	11251-30	FST by Dumont, Dumoxel,
Forceps Straight, fine, 3.5	Roboz	RS5070
Razorblades	Electron Microscopy Services	#71960
Scalpel Handle No.3	VWR
Feather Blade No. 15	Electron Microscopy Services	#72044-15	Surgical Stainless Steel
Collagenase Type-1 filtered	Worthington Biochemical Corporation	#4214
Insulin syringe	BD	#329424
Accumax	EMD Millipore	#SCR006
DMEM/F12	Gibco	11320-033
EGF	R&D	2028-EG-200
FGF2	R&D	233-FB-025
B27 Supplement	Gibco	10889-038