탈세포화된 연골 세포외 기질 하이드로겔의 합성
Summary
이 논문은 탈세포화된 연골 세포외 기질(DC-ECM) 하이드로겔의 합성을 위한 새로운 방법을 소개합니다. DC-ECM 하이드로겔은 생체 적합성이 우수하고 세포 성장을 위한 우수한 미세환경을 제공합니다. 따라서 이상적인 세포 스캐폴드 및 생물학적 전달 시스템이 될 수 있습니다.
Abstract
탈세포화 연골 세포외 기질(DC-ECM) 하이드로겔은 생체 적합성과 자연 조직 특성을 모방할 수 있는 능력으로 인해 조직 공학 및 재생 의학을 위한 유망한 생체 재료입니다. 이 프로토콜은 연골 조직의 기본 ECM을 밀접하게 모방한 DC-ECM 하이드로겔을 생산하는 것을 목표로 합니다. 이 프로토콜은 ECM의 구조와 구성을 보존하면서 세포 물질을 제거하기 위한 물리적, 화학적 파괴와 효소 분해의 조합을 포함합니다. DC-ECM은 화학 약품을 사용하여 가교되어 안정적이고 생물학적으로 활성 하이드로겔을 형성합니다. DC-ECM 하이드로겔은 생물학적 활성, 공간 구조, 생물학적 유도 기능이 우수하고 면역원성이 낮습니다. 이러한 특성은 세포 부착, 증식, 분화 및 이동을 촉진하고 세포 성장을 위한 우수한 미세환경을 조성하는 데 유용합니다. 이 프로토콜은 조직 공학 분야의 연구자와 임상의에게 귀중한 리소스를 제공합니다. 생체 모방 하이드로겔은 연골 복구 및 재생을 위한 효과적인 조직 공학 전략의 개발을 잠재적으로 향상시킬 수 있습니다.
Introduction
연골 조직 공학은 손상되거나 병든 연골 조직을 재생하기 위해 빠르게 발전하는 분야입니다1. 이 분야의 주요 과제 중 하나는 연골 생산을 담당하는 세포인 연골세포의 성장과 분화를 지원할 수 있는 생체 모방 지지체의 개발입니다2. 연골 조직의 ECM은 연골세포의 행동을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. DC-ECM은 조직 공학 응용 분야에 효과적인 비계입니다3.
연골 조직에서 DC-ECM을 생산하기 위해 화학적, 효소적, 물리적 방법을 포함한 다양한 기술이 개발되었습니다. 그러나 이러한 방법은 종종 생체 모방이 불충분한 ECM 하이드로겔의 생성을 초래하여 조직 공학 응용 분야에서 사용할 수 있는 잠재력을 제한합니다 4,5. 따라서, DC-ECM 하이드로겔을 생산하기 위한 보다 효과적인 방법이 필요하다.
이 기술의 개발은 조직 재생 및 복구를 지원할 수 있는 생체 모방 지지체를 만들기 위한 새로운 접근 방식을 제공하여 조직 공학 분야를 발전시킬 수 있기 때문에 중요합니다. 또한 이 기술은 다른 조직에서 ECM 하이드로겔을 생산하는 데 쉽게 적용할 수 있어 잠재적인 응용 분야를 확장할 수 있습니다.
광범위한 문헌에서 DC-ECM을 조직 공학 응용 분야의 스캐폴드로 사용하는 것에 대한 관심이 높아지고있습니다 6. 수많은 연구에서 DC-ECM 하이드로겔이 연골을 포함한 다양한 조직에서 세포 성장과 분화를 촉진하는 효과가 입증되었습니다 7,8. 따라서 연골 조직의 자연 ECM을 밀접하게 모방하는 DC-ECM 하이드로겔을 생산하기 위한 프로토콜의 개발은 이 분야에 상당한 기여를 하고 있습니다.
이 논문에 제시된 프로토콜은 연골 조직의 자연 ECM을 밀접하게 모방하는 DC-ECM 하이드로겔을 생산하기 위한 새로운 방법을 제공하여 이러한 요구를 해결합니다. 이 프로토콜에는 연골 조직을 탈세포화하고, 생성된 ECM을 분리하고, ECM을 생체적합성 폴리머와 가교하여 하이드로겔을 생성하는 작업이 포함됩니다. 그 결과 하이드로겔은 연골세포의 성장과 분화를 지원하는 유망한 결과를 보여주었습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜은 연골 조직의 본래 ECM을 밀접하게 모방하는 탈세포화된 연골 세포외 기질 하이드로겔의 제조를 위한 체계적인 접근법을 제공합니다. 이 프로토콜은 ECM의 구조와 구성을 보존하면서 세포 물질을 제거하기 위한 물리적, 화학적, 효소적 파괴의 조합을 포함합니다. 프로토콜의 중요한 단계에는 탈세포화 시간 및 방법 조정과 완전한 탈세포화 보장이 포함됩니다.
조…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작업은 절강성 의학 및 건강 기술 계획(2019KY050), 저장성 한의학 과학 기술 계획(2019ZA026), 절강성 중점 연구 개발 계획(보조금 번호 2020C03043), 절강성 한의학 과학 기술 계획(2021ZQ021), 중국 저장성 자연과학재단(LQ22H060007)의 후원을 받았습니다.
Materials
| 1 M Tris-HCl, pH7.6 | Beyotime | ST776-100 mL | |
| 1 M Tris-HCl, pH8.0 | Beyotime | ST780-500 mL | |
| -80 °C Freezer | Eppendorf | F440340034 | |
| Deoxyribonuclease | Aladdin | D128600-80KU | |
| DNEasy Blood &Tissue Kit | Qiagen | No. 69506 | |
| GAG colorimetric quantitative detection kit | Shanghai Haling | HL19236.2 | |
| HCP-2 dryer | Hitachi | N/A | |
| Nanodrop8000 | Thermo Fisher | N/A | Spectrophotometer |
| PBS (10x) | Gibco | 70011044 | |
| Ribonuclease | Aladdin | R341325-100 mg | |
| Sigma500 | ZIESS | N/A | Scanning electron microscope |
| Spectra S | Thermo Fisher | N/A | Transmission electron microscope |
| Stainless steel sieve | SHXB-Z-1 | Shanghai Xinbu | |
| Triton X-100 | Beyotime | P0096-500 mL | |
| Trypsin | Gibco | 15050065 | |
| Ultraviolet lamp | Omnicure 2000 | N/A | |
| Vitamin B2 | Gibco | R4500-5G | |
| Vortex mixer | Shanghai Qiasen | 78HW-1 |
References
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