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Articles by Kang Ting in JoVE
JoVE Bioengineering
L'utilisation de cellules souches humaines périvasculaires pour la régénération osseuse
1Dental and Craniofacial Research Institute and Section of Orthodontics, School of Dentistry, UCLA, 2UCLA and Orthopaedic Hospital, Department of Orthopaedic Surgery and the Orthopaedic Hospital Research Center, UCLA, 3Department of Bioengineering, UCLA, 4Center for Cardiovascular Science, University of Edinburgh
Les cellules souches périvasculaires (CSP) sont une classe de cellules souches roman pour la régénération tissulaire du squelette similaire aux cellules souches mésenchymateuses (CSM). CSP peuvent être isolés par FACS (fluorescence tri cellulaire activé) à partir de tissu adipeux prélevés lors des procédures de liposuccion standard, puis combiné avec un ostéoinducteur échafaudage pour atteindre la formation osseuse
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Confocal Laser Scanning Analyse Microscopique Des Patrons D'échafaudage De Collagène Dans Les Sutures Crâniennes
Bien que des études récentes indiquent que la dure-mère régionale influe sur le sort de la suture crânienne sus-jacente, on connaît l'assemblage de la matrice extracellulaire des molécules dans les complexes de brevet et fusion de suture crânienne murine (ECM). Confocal laser scanning microscopy servait à étudier ECM assemblage au sein de complexes de suture crânienne brevet et fusion. Coronales sections (épaisseur 20 microm) du brevet sagittale (SAG) et des sutures frontal postérieur (PF) fusion de postnatal 8 - 14- et rats Sprague-Dawley âgés de 18 jours ont été balayées par incréments de 0,5-microm et images ont été prélevés consécutivement pour créer une série z pour la reconstruction en trois dimensions. Des arrangements spatiaux et temporels de collagène ont été comparés entre les sutures SAG et PF en mesurant la distance interfiber et épaisseur de la fibre collagène total surface à chaque instant. Nous démontrons que le huitième jour (avant le début de la fusion de la suture), faisceaux de collagène disposées au hasard dans les sutures de la SAG et PF. Jour 14 (période midfusion), il y avait une réduction statistiquement significative de l'aire de la surface totale de collagène (80,5 % contre 67,4 % ; P < 0,05) comme le collagène, faisceaux étaient organisés en grilles orthogonales le long de la marge antérieure et endocrânien de la suture de la PF. En outre, les nouveaux dépôts de matrice osseuse a été observée le long des bords de ces faisceaux de collagène a organisé. En revanche, collagène au sein de la suture de la SAG est demeurée disposés au hasard et non. Jour 18 (fin de la période fusion), la suture de la PF était complètement fusionnée à l'exception de la partie postéro-ectocranial. Cette partie de brevet de la suture PF contenue un treillis de collagène orthogonale minéralisants hautement organisée. La superficie totale de collagène dans la suture PF de jour-18 a continué de baisser par rapport à la suture PF de jour-8 (80,5 % contre 55,6 % ; P < 0,05). Dans la journée-18 SAG suture, arrangé le collagène bundles sont restés au hasard, et la surface totale n'a pas changé. La même analyse a été réalisée dans une fusion pathologique humaine et la suture de brevet. Des résultats similaires ont été observés. La superficie totale de collagène est significativement réduite dans la suture humaine fusionne pathologique, par rapport à la suture brevet (92,8 % contre 60,6 % ; P < 0,05). En outre, la suture pathologiquement fusionne contenait un treillis de collagène orthogonale minéralisants hautement organisée. Il s'agit de la première analyse des patrons de collagène dans les brevets et fusion des sutures crâniennes.
Préparation Et Caractérisation Des Matériaux Biomimétiques Injectable Oligo-éléments-multidoped Pour Le Traitement Peu Invasif Des Traumatismes De L'OS Ostéoporotique
Il a toujours été un défi clinique d'utiliser les implants appropriées ou traumatisés de biomatériaux pour restaurer la fonction de défauts osseux chez les patients atteints d'ostéoporose. Dans cette étude, nous avons préparé l'alginate-chitosan/oligo-éléments-multidoped octacalcium (AT-CS/teOCP-BG) phosphate-bioglass hydrogel composite comme un BIOMATERIAU injectable et évalué ses propriétés physicochimiques et biologique performance. Quantité trace de silicium, strontium et de zinc a été dopée tout d'abord dans la structure de l'OCP microsphères poreuses par une réaction chimique humide. Le complexe AT-CS a été mécaniquement mélangé avec teOCP et alors neutralisé par les produits ioniques de dissolution des particules bioglass 58 s. Formulations de ce roman composite présenté à l'état humide ont contenu teOCP-BG allant de 7,8 à 25,4 % et AT-CS de moins de 3,2 %. Le composite retenu gel dans le milieu de culture à 37 ° C et le rapport de module de stockage et de la perte du module (G'/ G″) présentaient une augmentation marquée avec une diminution de la quantité de BG, ce qui signifie une amélioration de la fonction du pH de stabilité de gel et des propriétés rhéologique. Après injection dans la cavité médullaire fémoral rat avec invasion tissulaire minime, nouveau interposition osseuse a été observée des images radiologiques dans les ovariectomisées (OVXed), qui a été significativement supérieure à celle trouvée chez les animaux opérés dans les 8 semaines qui suivent l'opération. Le phénomène de régénération osseuse rapide a été observé chez les rats de OVXed par l'examen de la tomographie radiographique et microcomputerized et faire une analyse histologique. Ces résultats suggèrent que le système AT-CS/teOCP-BG pourrait servir un BIOMATERIAU injectable pour le traitement peu invasif du traumatisme liée à l'ostéoporose (micro-).
NELL1 Favorise La Régénération Osseuse De Haute Qualité Dans Le Modèle De Rat Fémorale Distraction Ostéogénèse
NELL1 (NEL-comme molécule-1 ; NEL [une protéine fortement exprimée dans les tissus neuronaux codant le facteur de croissance épidermique comme domaine]) est une molécule associée à cranisynostosis, relevant directement de Runx2, la molécule de maître dans le contrôle de la différenciation ostéoblastique. NELL1 a exposé l'activité ostéo-inducteurs puissants pour la régénération osseuse dans plusieurs modèles animaux. Cependant, sa capacité de promouvoir la réparation des défauts de l'os long reste inconnue. Dans cette étude, nous avons étudié les effets ostéogéniques des NELL1 sur ostéogenèse distraction fémorale à l'aide de gènes viraux et les multiples approches d'analyse in vivo. Trente des rats Sprague-Dawley (SD) ont été assignés au hasard à 3 groupes de traitement (n = 10): adénovirus-green fluorescent protein (GFP-Ad)-NELL1 ou Ad-GFP à 1 × 10⁹ formant unités/ml dilué dans une solution saline ou une solution saline seule. La distraction fémorale a été, à une vitesse de 0,25 mm, toutes les 12 h pendant 14 jours, et une seule injection de Ad-GFP-NELL1 ou Ad-GFP a été donnée à la période mid-distraction. La prestation efficace de NELL1 in vivo après injection Ad-GFP-NELL1 a été évaluée par imagerie optique. La régénération osseuse a été évaluée quantitativement à 21, 28, 42 et 56 jours en direct 3D micro-computed tomography (micro-CT), et les animaux ont été sacrifiés à jour 56 pour tests biomécaniques et faire une analyse histologique. NELL1 exogène a été exprimé dans le fossé distrait pendant au moins 14 jours après la transfection Ad-GFP-NELL1. Le taux de syndicalisation osseuse dans l'espace distrait était significativement plus élevé avec Ad-GFP-NELL1 qu'avec Ad-GFP (9/9 contre les rats (4/9) ou une solution saline seule (5/9 rats) à jour 56. La série 3D images de micro-CT et au dosage obtenu avec l'élaboration et l'application de radiotransparente fixateurs externes ont montré moins cals mais plus matures OS corticales formés avec Ad-GFP-NELL1 qu'avec l'administration de transfection et saline Ad-GFP au cours de l'ostéogenèse de distraction. Les propriétés biomécaniques des échantillons de fémur avec Ad-GFP-NELL1 transfection étaient mieux que des échantillons avec la transfection Ad-GFP ou traitement salin et étaient similaires avec des fémurs opérés. L'histologie a révélé des tissus cartilagineux au milieu des lacunes de distraction avec Ad-GFP transfection et sérum physiologique traitement mais seulement osseuses ponts avec Ad-GFP-NELL1 transfection au point final de temps (jour 56). Soit dit en passant, l'expression de Runx2, BMP2 et BMP7 ne différente pas des groupes à jour 56, alors que l'expression de l'ostéocalcine et ostéopontine était légèrement plus élevée avec Ad-GFP-NELL1 transfection. Ainsi, livraison de protéines Ad-NELL1 soutenue dans une zone locale d'un modèle d'ostéogenèse distraction fémorale rat remarquablement amélioré la régénération des os de bonne qualité et accéléré l'union osseuse à un taux élevé. Obtenir des données micro-CT série pendant le rat distraction fémorale ostéogenèse et de livraison des adénovirus régional de NELL1 peut faciliter de futures études in vivo.
Effets Thérapeutiques Du Neuregulin-1 Chez Le Rat De La Cardiomyopathie Diabétique
Cardiomyopathie diabétique (DCM) est une maladie du muscle cardiaque chez les personnes atteintes de diabète, qui se caractérise par un dysfonctionnement systolique et diastolique. La stratégie de traitement efficace pour le DCM n'a pas été développée.
Effets Additifs De Sonic Hedgehog Et Nell-1 Signaling in Ostéogénique Versus Différenciation Adipocytaire De Cellules Stromales Humaines Dérivés Adipeux
Une relation inverse théorique existe entre ostéogénique (os formant) et de la différenciation adipocytaire (formant des graisses) des cellules souches mésenchymateuses (CSM). Cette relation inverse en théorie repose partiellement sur l'entité clinique de l'ostéoporose, dans laquelle la moelle MSCs ont une préférence pour la différenciation adipeuse qui augmente avec l'âge. Deux cytokines pro-ostéogéniques ont été récemment étudiées que chacun possède aussi des propriétés antiadipogenic : protéines Sonic Hedgehog (SHH) et NELL-1. Dans la présente étude, nous avons dosé les effets additifs potentiels du N-terminus de SHH (SHH-N) et NELL-1 protéine biologiquement actif sur ostéogénique et différenciation adipocytaire de primaire adipeux dérivé du stroma cellule humaine (hASCs). Nous observons que recombinant SHH-N tant NELL-1 protéine significativement amélioré la différenciation ostéogénique et réduit la différenciation adipeuse à travers tous les marqueurs sont examinés (phosphatase alcaline, alizarine rouge et coloration à l'huile rouge O et l'expression des gènes ostéogénique). En outre, SHH-N et signalisation NELL-1 réalisé produit des effets additifs sur la différenciation ostéogénique-pro et antiadipogenic de hASCs. NELL-1 traitement a augmenté l'expression de voie ; de signalisation Hedgehog coapplication de l'antagoniste Smoothened Cyclopamine renversé l'effet pro-ostéogénique de NELL-1. En résumé, hérisson et Nell-1 signalisation exercent des effets additifs sur la différenciation ostéogénique-pro et antiadipogenic des cra. Ces études suggèrent que les combinaison cytokines SHH-N + NELL-1 peut représenter une technique d'avenir viable pour induire la différenciation ostéogénique de MSCs.
Défauts De Cleidocraniodysplasia-Like Substance ENU Induite Par La Carence De Nell-1
Résumé : Nell-1, tout d'abord identifié par sa surexpression dans les sutures crâniennes synostotique, est un facteur de croissance et la différenciation du roman ostéo-inducteurs. Pour mieux définir le rôle de Nell-1 dans la structuration cranio-faciale, nous avons caractérisé les défauts des souris induite par ENU Nell-1-deficient (fin), en se concentrant sur les deux intramembranaires et os crâniens endochondrale. Les résultats montrent qu'OS calvarial de souris néonatales de fin ont été réduites dans l'épaisseur et la densité, avec un phénotype ressemblant à cleidocraniodysplasia calvarial. En outre, une réduction globale de marqueurs d'ostéoblastes a été observée, notamment une réduction de Runx2, phosphatase alcaline et ostéocalcine. Remarquablement, l'analyse détaillée des os endochondral a montré ainsi la dysplasie. La chondocrâne chez la souris fin a montré d'enrichissement des chondrocytes de Sox9 précoces, prolifération, alors qu'en revanche les marqueurs de chondrocytes maturation ont été réduits. Ces données suggèrent que Nell-1 est un facteur de croissance important pour la régulation de la différenciation cartilagineuses, en régulant l'expression Runx2 et Sox9 tant au sein de la voûte crânienne. En résumé, Nell-1 est nécessaire au développement craniofacial membraneux et endochondrale squelette normal.
