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- Laboratory Investigation; a Journal of Technical Methods and Pathology
- The Journal of Histochemistry and Cytochemistry : Official Journal of the Histochemistry Society
- Journal of Cellular Biochemistry
- Journal of Biomedical Materials Research. Part A
- Cells, Tissues, Organs
- Tissue Engineering. Part A
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Articles by Marsha W. Rolle in JoVE
JoVE Bioengineering
Directed Cellular Self-Assembly to Cell-Derived Tissue Ringe für biomechanische Analyse und Tissue Engineering Fabricate
Biomedical Engineering Department, Worcester Polytechnic Institute
Dieser Artikel beschreibt eine vielseitige Methode zur cell-derived Gewebe Ringe durch zelluläre self-assembly erstellen. Glatte Muskelzellen in ringförmige Agarose Brunnen sammeln und Vertrag robust dreidimensionale (3D-) Gewebe innerhalb von 7 Tagen bilden ausgesät. Millimeter-Skala Gewebe Ringe sind förderlich für die mechanische Prüfung und dienen als Bausteine für Gewebe Montage.
Other articles by Marsha W. Rolle on PubMed
Chemische Dimerisierung Des Fibroblasten-Wachstumsfaktor-Rezeptor-1 Induziert Myoblast Verbreitung, Intrakardiale Transplantat Vergrößert Und Ventrikuläre Dilatation in Infarcted Herzen Reduziert
Die Fähigkeit zur Steuerung der Verbreitung von veredelten Zellen im Herzen und konsequente Transplantat Größe konnte die Wirksamkeit von Zelltherapien für kardiale Reparatur drastisch verbessern. Um gezielte Transplantat Zellproliferation zu erreichen, haben wir einen Chimären Rezeptor (F36Vfgfr-1), bestehend aus einem modifizierten FK506-verbindliches Protein (F36V) fusioniert mit der zytoplasmatischen Domäne der Fibroblasten Wachstumsfaktor-Rezeptor-1 (FGFR-bedingten-1). Wir retrovirally transduzierten Maus C2C12 und MM14 skelettartig Myoblasts mit diesem Konstrukt und behandelte sie mit AP20187, einer dimeren F36V Ligand ("Dimerizer"), in-vitro und in vivo Rezeptor Dimerisierung zu veranlassen. Dimerizer Behandlung in-vitro-Mitogen-aktivierte Protein-Kinase-Signalweg aktiviert und induzierte Proliferation im Myoblasts F36Vfgfr-1 vergleichbar mit den Auswirkungen der grundlegenden FGF zum Ausdruck zu bringen. Wildtyp Myoblasts reagierte nicht auf Dimerizer. Subkutane Prothesen bestehend aus Myoblasten Ausdrücken F36Vfgfr-1 zeigten eine Zunahme der Dosis-abhängige DNA-Synthese mit Dimerizer Behandlung. Wenn Myoblasts Ausdrücken F36Vfgfr-1 in infarcted Herzen von nackten Mäusen injiziert wurden, führte zu Dimerizer Behandlung ein dosisabhängiger Anstieg der Transplantat-Größe von 20 +/-3 auf 42,9 +/-4,3 % des linken Ventrikels. Verblindeten intertrabekuläre Analyse gezeigt, dass größere Transplantat-Größe mit einer Verringerung der Dosis-abhängige in ventrikuläre Dilatation nach Myokardinfarkt, obwohl Tiere mit die größte Grafts eine erhöhte Inzidenz von ventrikulären Tachykardien zeigten. Somit kann selektive Vermehrung von genetisch veränderten Transplantat Zellen mit einem systemisch verabreichten synthetischen Molekül in vitro noch in vivo induziert werden. Kontrolle der intramyokardial Transplantat Größe durch dieses Konzept kann Optimierung zellbasierte Therapie gewünschte Herzfunktion Postinfarction zu erhalten.
Selektive Kontrolle Der Endothelialen Zellproliferation Mit Einem Synthetischen Dimerizer Von FGF-Rezeptor-1
Grundlegende Fibroblast Growth Factor (bFGF) ist ein potenter Angiogenese-Molekül, aber seine therapeutische Verwendung ist begrenzt durch die mitogenen Effekte auf mehrere Zelltypen. Speziell aktivieren FGF signalisieren in Endothelzellen, ein Chimärer FGF-Rezeptor generiert wurde, die eine modifizierte FK506 enthalten verschmolzen Droge-bindende Domäne (F36V) der FGF-Rezeptor-1 (FGFR1) zytoplasmatischen Domäne. Menschliche Nabelschnur vein endotheliale Zellen (HUVECs) menschliche mikrovaskuläre Endothelzellen wurden mit dieser Chimären Rezeptor retrovirally ausgestrahlt und die Effekte der Verwaltung von synthetische Rezeptor-dimerizing Liganden untersucht wurden. Erwartungsgemäß stark vermehrt Kontrolle und transduzierten Zellen in Reaktion auf die Behandlung von bFGF; jedoch stellte nur transduzierten Endothelzellen dosisabhängige proliferative Reaktionen auf Dimerizer Behandlung. Dimerizer induziert Proliferation wurde MEK-abhängige und wurde begleitet von MAP-Kinase-Phosphorylierung, darauf hinweist, dass der Chimäre-Rezeptor Signalwege endogene FGFR1 ähnlich nutzt. Obwohl bFGF Wunde Re-epithelialization in HUVECs stimuliert (welche nativ FGFR1 und FGFR4), chemische Dimerisierung des FGFR1 nicht; Dies deutet darauf hin, dass FGFR4 Migration in diesen Zellen steuern kann. Die Möglichkeit, selektiv aktivieren Rezeptor-Subtypen erleichtern das Studium der Signalisierung Wege in-vitro und in vivo über was mit unselektiv natürlichen Liganden erreicht werden kann, und es gestatten schließlich Stimulation der Angiogenese der Transplantat-Zelle ohne übermäßiges Wachstum von Wirtszellen zu fahren.
Synthese Und Organisation Von Hyaluronan Und Versican Von Embryonalen Stammzellen Unterzogen Embryoid Körper Differenzierung
Embryonaler Stammzellen (WSR) bieten eine bequeme Modell um die molekulare und Zelluläre Dynamik der developmental Cell Morphogenese Prüfpunkt. ESC Differenzierung in-vitro über Embryoid Körper (EBs) rekapituliert viele Aspekte der frühen Stadien der Entwicklung, einschließlich des epithelialen-mesenchymalen Übergangs (EMT) von pluripotenten Zellen in mehr nachkommen unterschieden. Hyaluronan und Versican sind wichtige extrazelluläre Mediatoren des EMT-Prozesse, noch der zeitliche Ausdruck und räumliche Verteilung dieser Moleküle der extrazellulären Matrix (ECM) beim EB Differenzierung bleibt undefiniert. So war das Ziel dieser Studie, die Synthese und die Organisation von Hyaluronan und Versican bewerten mit murinen WSR während EB Differenzierung. Hyaluronan und Versican (V0 und V1-Isoformen), von Immunohistochemistry visualisiert und ausgewertet, biochemisch, angesammelt in EBs im Verlauf der Differenzierung. Interessanterweise wurden zunehmende Mengen eines 70-kDa proteolytische Fragment Versican auch im Laufe der Zeit zusammen mit ADAMTS-1 und-5 Proteinexpression gefunden. WSR ausgedrückt die Hyaluronsäure-Synthasen (HAS)-1,-2 und-3 und Versican-Splice-Varianten (V0, V1, V2 und V3) in der gesamten EB-Differenzierung, aber HAS-2, V0 und V1 auf deutlich höhere Ebenen zu jedem Zeitpunkt geprüft ausgedrückt wurden. Hyaluronan und Versican stellte überlappende Ausdrucksmuster innerhalb der EBs in Regionen der niedrigen Zelldichte und Versican Ausdruck wurde von Clustern von Epithelzellen (Keratin-positiv) ausgeschlossen, jedoch wurde in der Nähe von mesenchymalen Zellen, (N-Cadherin-positiv) bereichert. Diese Ergebnisse zeigen, dass Hyaluronan und Versican synthetisiert durch WSR in EB Mikroumgebungen EMT Prozesse zugeordnet sind und außerdem empfehlen, die endogen produziert ECM Moleküle spielen eine Rolle bei der ESC-Differenzierung. Die Handschrift enthält ergänzender Onlinematerialien auf http://www.jhc.org. Besuchen Sie diesen Artikel online, um diese Materialien zu sehen.
Differenzierung Von Cardiomyocytes Aus Menschlichen Embryonalen Stammzellen Geht Einher Mit Veränderungen in Der Extrazellulären Matrix Versican Und Hyaluronsäure
Proteoglykane und Hyaluronan spielen wichtige Rollen im Herzen Entwicklung. In dieser Studie menschlicher embryonaler Stammzellen (hESC) dienten als Vorbild, um die Synthese von Proteoglykane und Hyaluronsäure in hESC in den frühen Stadien der Differenzierung zu quantifizieren, und nach dem Jahr Differenzierung in Cardiomyocytes. Wir zeigten, dass hESC und Cardiomyocyte Kulturen eine extrazelluläre Matrix (ECM) angereichertes Proteoglykane und Hyaluronan synthetisieren. Während Cardiomyocyte Differenzierung total Proteoglycan und Hyaluronsäure abgenommen und reduzierte sich des Anteils der Proteoglykane Lager Heparan Sulfat-Ketten. Versican, eines Chondroitinsulfat Proteoglycans, angesammelt in hESC und Cardiomyocyte Kulturen. Versican synthetisiert von hESC enthalten darüber hinaus weitere N und O gebundene Oligosaccharid als Versican von Cardiomyocytes. Abschriften für die Versican Varianten, V0, V1, V2 und V3, stieg im Vergleich zu hESC mit V1, die am häufigsten vorkommenden Cardiomyocytes. Hyaluronsäure in hESC hatte geringeres Molekulargewicht als Hyaluronan Cardiomyocyte Kulturen. Diese Änderungen wurden durch eine Erhöhung der HAS-1 und HAS-2 mRNA in Cardiomyocyte Kulturen, mit HAS-2 häufigste begleitet. Interessanterweise hat-3 fehlte der Cardiomyocyte Kulturen, sondern durch hESC ausgedrückt. Diese Ergebnisse zeigen, dass menschliche Cardiomyocyte Differenzierung wird begleitet von spezifischen Änderungen in den Ausdruck und die Anhäufung von ECM-Komponenten und suggerieren Versican und Hyaluronsäure in diesem Prozess eine Rolle.
Fibrin Microthreads Unterstützen Mesenchymale Stammzelle Wachstum Unter Beibehaltung Differenzierung Potenzielle
Wir entwickelten eine Methode um diskrete Fibrin Microthreads, zu produzieren, das mit humaner mesenchymaler Stammzellen (hMSCs) ausgesät werden können und als eine Naht verwendet, um die Effizienz und Lokalisierung der Zelle Lieferung. Um die Wirksamkeit von Fibrin Microthreads hMSC Anlage, Weiterverbreitung und Überleben unterstützen zu beurteilen, wurden Microthreads (100 μm Durchmesser pro Microthread) gebündelt, mit 50.000 hMSCs für 2H ausgesät und kultiviert für 5 Tage. Zelldichte auf Microthread-Bündel stieg im Laufe der Zeit in der Kultur eine maximale durchschnittliche Dichte von 731 ± 101 cells/mm(2) nach 5 Tagen. Ein LIVE/DEAD Assay bestätigt, dass die Zellen lebensfähig wurden, und Ki-67 Beflecken hMSC Verbreitung geprüft. Darüber hinaus nachweislich funktionale Differenzierung Proben kultiviert auf Microthreads hMSCs ihre Fähigkeit, sich in Adipozyten und Osteozyten differenzieren beibehalten. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass Fibrin Microthreads hMSC Lebensfähigkeit und Vermehrung, unter Beibehaltung ihrer Multipotenz unterstützen. Wir erwarten, dass diese Zelle-besäte Fibrin-Microthreads als Plattformtechnologie zur Verbesserung der lokalisierten Lieferung und Verteilung der lebensfähigen Zellen um beschädigtes Gewebe dienen wird.
Vaskuläre Gewebe Hergestellt Aus Aggregierten Glatten Muskelzellen Entwickelt
Das Ziel dieser Studie war es, die Entwicklung eines Systems zum schnell generieren veränderte Gewebe Konstrukte aus aggregierten Zellen und Zellen abgeleiteten extrazellulären Matrix (ECM) Bewertung der Cell-derived Gewebestruktur und Funktion zu aktivieren. Ratte Aorten glatten Muskelzellen ausgesät in ringförmigen Agarose Wells (2, 4 oder 6 mm Innendurchmesser) aggregiert und dicken Gewebe Ringe innerhalb von 2 Wochen nach statische Kultur (0,76 mm 8 Tage; 0,94 mm 14 Tage) gebildet. Insgesamt erschienen Zellen gesund und umgeben von ECM, bestehend aus Glycosoaminoglycans und Kollagen, zwar Anzeichen für eine Nekrose in der Nähe der Zentren der dicksten Ringe beobachtet wurden. Gewebe Ring Festigkeit und Steifigkeit Werte waren überlegen berichtete für technische Gewebe-Konstrukte, die für vergleichbare Zeiten kultiviert. Die Stärke (100-500 kPa) und Modulo (0.5-2 MPa) des Gewebes Ringe mit Ringgröße erhöht und sank mit Kultur-Dauer. Schließlich verschmolzen Gewebe Ringe kultiviert für 7 Tage auf Silikon Dorne auf tubuläre Form-Konstrukte. Ring Ränder sichtbar waren, nach 7 Tagen, aber Schläuche wurden Zusammenhalt und mechanisch stabil und histologische Untersuchung bestätigt Fusion zwischen Ring-Untereinheiten. Dieses einzigartige System bietet ein vielseitiges neues Werkzeug für die Optimierung und funktionale Bewertung der Cell-derived Gewebe und einen neuen Ansatz zum Erstellen von Tissue-engineered vaskulärer Prothesen.
Restaurierung Des Skelettmuskels Defekte Mit Erwachsenen Menschlichen Zellen Auf Fibrin Microthreads Geliefert
Groß angelegte Muskel-und Wunden, wie gesehen in Trauma Verletzungen, präsentieren schlechte funktionelle Heilung Prognosen. Wenn die native Gewebe-Architektur zerstört oder verloren, in schweren Traumata die Regenerationsfähigkeit der Skelettmuskulatur durch Narbenbildung verringert. Hier zeigen wir, dass ein Gerüst-System bestehend aus Fibrin Microthreads eine effiziente Übermittlungssystem für zellbasierte Therapien stellen und Regeneration der großen Defekt der Tibialis anterior der Maus verbessern kann. Zelle geladen Fibrin Microthread Bündel in einen Skelettmuskel-Resektion implantiert reduziert die insgesamt Fibroplasia-assoziierte Ablagerung von Kollagen in das Wundbett und im Wachstum von neuen Muskelgewebe gefördert. Wenn Fibrin Microthreads mit Erwachsenen menschlichen Zellen ausgesät wurden, implantierten Zellen trugen zu der entstehende Host-Gewebe-Architektur durch die Bildung von skelettartiger Muskel Fasern, Bindegewebe und PAX7-positiven Zellen. Stabile Verteilung wurde bei 10 Wochen Postimplant beobachtet und ging einher mit verminderter Häufigkeit der Ablagerung von Kollagen. Zusammen genommen, diese Daten unterstützen die Gestaltung und Entwicklung einer Plattform für Microthread-basierte Bereitstellung von autologen, Zellen an ein in-vitro-zelluläre Neuprogrammierung Prozess, hat das Potenzial, heilende Ergebnissen im großen Skelettmuskulatur Wunden zu verbessern.
