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.
सेल encapsulation अर्द्ध पारगम्य झिल्ली के भीतर व्यवहार्य कोशिकाओं को फंसाने के लिए विकसित किया गया था। engrafted समझाया कोशिकाओं लंबी अवधि के अस्तित्व को प्राप्त करने के लिए इलाज मेजबान के ऊतकों में कम आणविक भार चयापचयों का आदान-प्रदान कर सकते हैं। semipermeable झिल्ली प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा अस्वीकृति से बचने के लिए समझाया कोशिकाओं engrafted की अनुमति देता है। encapsulation प्रक्रिया ऐसी इंसुलिन के रूप में bioactive यौगिकों, अन्य हार्मोन, और साइटोकिन्स के एक नियंत्रित रिलीज सक्षम करने के लिए डिजाइन किया गया था। यहाँ हम मोटे चूहों के अंतर पेट वसा ऊतकों में गर्मी उत्पादन और ऊर्जा का अपव्यय (thermogenesis) के लिए लिपिड का उपभोग जो catabolic कोशिकाओं के encapsulation के लिए एक विधि का वर्णन। तापजनक catabolic कोशिकाओं के encapsulation मोटापे की रोकथाम और उपचार के लिए संभावित रूप से लागू हो सकता है और टाइप 2 मधुमेह हो सकता है। Catabolic कोशिकाओं के एक अन्य संभावित आवेदन एल्कोहल या अन्य विषाक्त चयापचयों और पर्यावरण प्रदूषण से detoxification के शामिल हो सकते हैं।
पुराने रोगों 1 की बढ़ती घटनाओं चिकित्सीय सेल आबादी 2 के प्रत्यारोपण पर अध्ययन को प्रेरित किया है। Syngenic या allogenic स्टेम कोशिकाओं को इन आवेदनों 2 के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया प्रकार की कोशिकाओं रहे हैं। हालांकि, इन उपचार के आरोपण के बाद भेदभाव और स्टेम कोशिकाओं के प्रवास के नियंत्रण की अनुमति नहीं है और कुशल खर्च नहीं कर रहे हैं। लाभकारी कार्यों के साथ आनुवंशिक रूप से संशोधित कोशिकाओं के प्रत्यारोपण कई बीमारियों के उपचार में सुधार की आशंका है। हालांकि, आनुवंशिक सेल संशोधनों के मेजबान की प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा मान्यता प्राप्त हैं, इसलिए, इन उपचार प्रतिरक्षादमन 3 की आवश्यकता होती है। इंसुलिन का उत्पादन कोशिकाओं के encapsulation डॉ चांग 4 द्वारा विकसित किया गया है। तकनीक एक कैल्शियम क्लोराइड समाधान में डूब रहे हैं कि alginate बूंदों में कोशिकाओं के encapsulation पर आधारित है। Alginate अणु (जी) (एम) mannuronic और guluronic एसिड से मिलकर बनता है और सीए द्वारा जोड़ा जा सकता है 2 +। जमाना बाद, मोती एक पाली एल Lysine (पीएलएल) समाधान निलंबित कर रहे हैं। इस चरण के दौरान, पीएलएल कैप्सूल की झिल्ली को स्थापित करता है जो alginate अणुओं में जी और एम को बांधता है। कैप्सूल की झिल्ली के porosity एम और पीएलएल सांद्रता, ऊष्मायन समय है, और तापमान बदलती द्वारा संग्राहक जा सकता है। पीएलएल के बंधन भी प्रकार और alginate की एकाग्रता पर निर्भर करता है। सीए 2 + आयनों के साथ crosslinked Alginate मेट्रिसेस, मनोवैज्ञानिक वातावरण में या फॉस्फेट और साइट्रेट आयनों के उच्च एकाग्रता के साथ आम बफर समाधान में अस्थिर कर रहे हैं। इन बफ़र्स alginate से सीए 2 + निकालने और कोर दव्र कर सकते हैं। Alginate कोर के द्रवीकरण सेलुलर आंदोलन और विकास के लिए कैप्सूल के अंदर जगह उपलब्ध कराता है। Polycationic पाली एल लाइसिन (एपीएल) के साथ polyanionic Alginate में समझाया प्रकोष्ठों इम्युनोग्लोबुलिन के लिए अभेद्य हैं, लेकिन विषाक्त पदार्थों के पोषक तत्वों की आमद और तपका है। ये गरीबी रेखा के ऊपर के गुण दीर्घकालिक सु सक्षमआनुवंशिक रूप से अलग मेजबान में प्रत्यारोपण के बाद समझाया कोशिकाओं के rvival। इलियट एट अल। नौ साल के आरोपण 5 के बाद एक मानव रोगी में समझाया सुअर का अग्नाशय कोशिकाओं से कार्य के अस्तित्व की सूचना दी।
इनकैप्सुलेशन तकनीक microencapsulation (3-800 माइक्रोन) और macroencapsulation (बड़ा 1,000 से माइक्रोन) में वर्गीकृत किया जा सकता है। Microcapsules macrocapsules 6 की तुलना में अधिक टिकाऊ होते हैं। डॉ चांग और 1964 में उनके सहयोगियों द्वारा अपनी खोज के बाद, microencapsulation व्यापक रूप से इंसुलिन का उत्पादन उपचय कोशिकाओं, अन्य हार्मोन, और bioactive अणुओं 7 की encapsulation के लिए इस्तेमाल किया गया है। इन उपचार फाइब्रोसिस और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया 8 सहित मेजबान ऊतक में कई चुनौतियों का सामना करना पड़ा। प्रारंभ में, जैवपॉलिमरों की गुणवत्ता से संबंधित दुष्प्रभाव हल किया गया है। हालांकि, उपचय कोशिकाओं के प्रत्यारोपण अभी भी हार्मोन overpr का एक परिणाम के रूप में, इस तरह के फाइब्रोसिस के रूप में दुष्प्रभाव, शुरू कीएक विशेष ग्रंथि के बाहर oduction।
हाल के दशकों, मोटापा और टाइप 2 मधुमेह महामारी अनुपात 9 तक पहुँच गया है। वयस्क लोगों में से 30% से अधिक दुनिया भर में अधिक वजन और 10 मोटापे से ग्रस्त हैं। बढ़ी हुई अंतर पेट (आईएबी) वसा गठन जीर्ण सूजन की घटना बढ़ जाती है और टाइप 2 मधुमेह, हृदय रोग, कुछ तरह के कैंसर, और अन्य रुग्णता 11-13 बढ़ावा देता है। सबूत की कई लाइनों आईएबी वसा के साथ जुड़े रोगजनन विशिष्ट adipocytes से बचा जा सकता है कि सुझाव दिया। हाल के अध्ययनों से चयापचय में सुधार लाने और इन विवो 14 में कृन्तकों में मोटापा और इंसुलिन प्रतिरोध को कम कर सकते आईएबी क्षेत्र में चमड़े के नीचे adipocytes की है कि प्रत्यारोपण से पता चला है। मोटापा और इंसुलिन प्रतिरोध के प्रभावी कमी गर्मी 15,16 के रूप में ऊर्जा नष्ट करने में सक्षम तापजनक adipocytes के साथ संबद्ध किया गया है। Adipocytes की Thermogenic संशोधन स्थिर अभिकर्मक के द्वारा प्राप्त किया जा सकता हैऐसे uncoupling प्रोटीन 1 (Ucp1) के रूप में या Ucp1 और अन्य तापजनक जीन 15,16 की अभिव्यक्ति को विनियमित जीन की माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटॉन uncoupling, में भाग लेने वाले जीन की। हमारे हाल के अध्ययनों से एल्डिहाइड डिहाइड्रोजनेज 1 A1 (Aldh1a1) में कमी इन चूहों 17,18 में मोटापा और इंसुलिन प्रतिरोध को कम कर देता है कि आईएबी वसा की तापजनक remodeling की ओर जाता है कि पता चला है। विशेष रूप से, तापजनक Aldh1a1 कमी के encapsulation (Aldh1a1 – / -) preadipocytes आईएबी वसा 18 के उपचार के लिए नई चिकित्सीय के अवसरों का सुझाव, मोटापे से ग्रस्त जंगली प्रकार चूहों में आईएबी वसा में एक ही उपचारात्मक प्रभाव मध्यस्थता करता है। प्रयोगात्मक सेटिंग्स में, समझाया कोशिकाओं को एक लागत प्रभावी ढंग से 19 में विशेष सेल आबादी के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए सक्षम शोधकर्ताओं। यहाँ हम मोटापे की एक माउस मॉडल में एक thermogenic catabolic सेल लाइन के encapsulation और अपनी प्रयोगशाला और चिकित्सीय आवेदन की विधि पर चर्चा की। प्रोटोकॉल टी का वर्णनmicrocapsule उत्पादन (चित्रा 1) के लिए hree चरणों: alginate microbeads (चित्रा 1 ए), polycationic पाली एल लाइसिन (पीएलएल) microbeads की सतह (चित्रा 1 बी) पर झिल्ली, के गठन और हटाने का गठन alginate कोर (चित्रा 1C)।
विभिन्न तरीकों सुखाने, बाहर निकालना, और पायस 19 सहित कोशिकाओं, encapsulate करने के लिए इस्तेमाल किया गया है। इस विधि में, alginate मोती तो पीएलएल के साथ लेपित और alginate कोर encapsulation के पूरा करने के लिए भंग कर दिया जाएगा, एक…
The authors have nothing to disclose.
हम संपादकीय मदद के लिए जेनिफर Petrosino और डेविड DiSilvestro को धन्यवाद देना चाहूंगा। इस शोध अमेरिकन अंडा बोर्ड और नोवो नॉर्डिस्क फार्मास्यूटिकल्स से पुरस्कार नंबर 10040042 से और साथ ही OSU पर खाद्य अभिनव केन्द्र, कार्यालय अंतरराष्ट्रीय मामलों के लिए, उन्नत फंक्शनल फूड्स अनुसंधान के लिए केंद्र, और उद्यमिता के रूप में अच्छी तरह के रूप में पुरस्कार नंबर 20020728 द्वारा समर्थित किया गया राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन ईईसी-0914790 (LJL) अनुदान। चिकित्सा अनुसंधान के लिए एनआईएच रोडमैप द्वारा स्वास्थ्य (ओवर ड्राफ्ट) के निदेशक, राष्ट्रीय संस्थानों के कार्यालय द्वारा वित्त पोषित और समर्थित अनुसंधान संसाधन के लिए राष्ट्रीय केन्द्र से पुरस्कार नंबर R21OD017244 (ऑउंस) और UL1RR025755 (OSUCCC) द्वारा समर्थित किया गया वर्णित परियोजना, NCI P30CA16058। सामग्री केवल लेखकों की जिम्मेदारी है और जरूरी अनुसंधान संसाधन के लिए राष्ट्रीय केन्द्र या स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थान के आधिकारिक विचार का प्रतिनिधित्व नहीं करता है।
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 |