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Articles by Marsha W. Rolle in JoVE
JoVE Bioengineering
Diretto Cellular Self-Assembly di fabbricare Cell-Derived Anelli tessuto per l'analisi biomeccanica e di ingegneria dei tessuti
Biomedical Engineering Department, Worcester Polytechnic Institute
Questo articolo descrive un metodo versatile per creare cellule derivate da anelli di tessuto cellulare self-assembly. Cellule muscolari lisce seminate in forma di anello aggregato agarosio pozzi e contratto a formare solide tridimensionali (3D) nei tessuti entro 7 giorni. Millimetrica scala anelli di tessuto sono favorevoli ai test meccanici e servono come mattoni per l'assemblaggio dei tessuti.
Other articles by Marsha W. Rolle on PubMed
Chimica Dimerizzazione Di Fibroblast Growth Factor Receptor-1 Induce Proliferazione Myoblast, Aumenta La Dimensione Dell'innesto Intracardiaca E Riduce La Dilatazione Ventricolare Nei Cuori Aneurismatico
La capacità di controllare la proliferazione di innestato cellule nel cuore e dimensione conseguente innesto potrebbe migliorare notevolmente l'efficacia delle terapie cellulari per riparazione cardiaca. Per raggiungere la proliferazione cellulare innesti mirati, abbiamo creato un recettore chimerico (F36Vfgfr-1) composto da una modificata FK506-binding protein (F36V) fuso con il dominio citoplasmico del fattore di crescita dei fibroblasti (FGFR-1) recettore-1. Abbiamo retrovirally transduced mouse mioblasti scheletrici C2C12 e MM14 con questo costrutto e li trattavano con AP20187, un ligando dimerica F36V ("dimerizer"), in vitro e in vivo per indurre la dimerizzazione del recettore. Dimerizer trattamento in vitro attiva il pathway della chinasi di proteina mitogene-attivata e indotta da proliferazione in mioblasti esprimendo F36Vfgfr-1 paragonabile con gli effetti di base FGF. Wild-type mioblasti non hanno risposto a dimerizer. Innesti sottocutanei composti da mioblasti esprimendo F36Vfgfr-1 ha mostrato un aumento dose-dipendente nella sintesi del DNA con trattamento dimerizer. Quando myoblasts esprimendo F36Vfgfr-1 sono state iniettate nei cuori aneurismatico di topi nudi, trattamento di dimerizer ha provocato un aumento dose-dipendente nella dimensione dell'innesto, da 20 + 3 a 42,9 + 4,3% del ventricolo sinistro. Accecato ecocardiografici analisi ha dimostrato che più grande dimensione dell'innesto è stato associato con una riduzione dose-dipendente della dilatazione ventricolare dopo infarto miocardico, sebbene gli animali con i più grandi innesti ha mostrato un'aumentata incidenza di tachicardia ventricolare. Così, la proliferazione selettiva delle cellule geneticamente modificate innesto può essere indotta con una molecola sintetica sistemica somministrata in vitro o in vivo. Controllo delle dimensioni dell'innesto intramyocardial di questo approccio può consentire ottimizzazione della terapia cell-based per ottenere postinfarction desiderata funzione cardiaca.
Controllo Selettivo Della Proliferazione Delle Cellule Endoteliali Con Un Dimerizer Sintetico Del Recettore FGF-1
Basic fibroblast growth factor (bFGF) è una molecola angiogenic potente, ma il suo uso terapeutico è limitato dagli effetti mitogeni su più tipi di cellule. In particolare attivare FGF segnalando in cellule endoteliali, un recettore chimerico di FGF è stato generato che conteneva un FK506 modificato droga-binding domain (F36V) fuso al dominio citoplasmatico (FGFR1) di recettore-1 FGF. Vena ombelicale umana endothelial cells (HUVECs) e cellule endoteliali Microvascolari umane furono retrovirally transduced con questo recettore chimerico, e sono stati studiati gli effetti della somministrazione sintetici ligandi del recettore-dimerizing. Come previsto, sia di controllo e di cellule trasdotte proliferarono in risposta al trattamento con bFGF; Tuttavia, solo le cellule endoteliali trasdotte esposto dose-dipendente proliferative risposte al trattamento dimerizer. Proliferazione indotta da dimerizer era MEK-dipendente e fu accompagnato da fosforilazione della chinasi di mappa, che indica che il recettore chimerico utilizza segnalazione percorsi simili a FGFR1 endogeno. Sebbene bFGF stimolato re-epithelialization ferita in HUVECs (che esprimono nativamente FGFR1 e FGFR4), chimica dimerizzazione del FGFR1 non; Questo suggerisce che FGFR4 può controllare la migrazione di queste cellule. La capacità di attivare selettivamente sottotipi del ricevitore dovrebbe facilitare lo studio di signaling pathways in vitro e in vivo di là di ciò che può essere realizzato con leganti naturali non selettivi, e alla fine possa permettere stimolazione dell'angiogenesi cella innesto senza guidare la crescita eccessiva di cellule ospiti.
Sintesi E Organizzazione Di Acido Ialuronico E Versicano Da Embrionali Staminali Cellule in Fase Di Differenziazione Embryoid Body
Le cellule staminali embrionali (CES) forniscono un modello conveniente per sondare la dinamica molecolare e cellulare della morfogenesi developmental cell. Differenziazione ESC in vitro tramite corpi embryoid (EBs) riassume molti aspetti delle prime fasi di sviluppo, tra cui la transizione epiteliale-mesenchimale (EMT) di cellule pluripotenti in più differenziato progenie. Acido ialuronico e versicano sono importanti mediatori extracellulari di processi EMT, eppure l'espressione temporale e distribuzione spaziale di queste molecole della matrice extracellulare (ECM) durante la differenziazione EB rimane indefinita. Così, l'obiettivo di questo studio era di valutare la sintesi e l'organizzazione di acido ialuronico e versicano utilizzando CES murino durante la differenziazione di EB. Acido ialuronico e versicano (isoforme V0 e V1), fruiti dall'immunoistochimica e valutato biochimicamente, accumulato all'interno di EBs durante il corso della differenziazione. È interessante notare che, quantità crescenti di un frammento proteolitico 70 kDa del versicano inoltre sono stati rilevati nel corso del tempo, insieme a ADAMTS-1 e l'espressione della proteina-5. CES espressa ogni synthases di acido ialuronico (ha) -1, -2 e -3 e versicano splice varianti (V0, V1, V2 e V3) durante differenziazione EB, ma ha 2, V0 e V1 sono state espresse a livelli significativamente aumentati in ogni punto di tempo esaminato. Acido ialuronico e versicano esposto sovrapposizione pattern di espressione all'interno di EBs nelle regioni di densità bassa delle cellule, e versicano espressione è stato escluso da ammassi di cellule epiteliali (citocheratina-positivo) ma è stato arricchito nelle vicinanze di cellule mesenchimali (N-caderina positivo). Questi risultati indicano che hyaluronan e versicano sintetizzato dalla CES all'interno microambienti EB sono associati con i processi EMT e inoltre suggeriscono che modo endogeno prodotto gioco molecole ECM un ruolo nella differenziazione di ESC. Questo manoscritto contiene materiale supplementare online presso http://www.jhc.org. Si prega di visitare questo articolo on-line per visualizzare questi materiali.
Differenziazione Dei Cardiomiociti Da Cellule Staminali Embrionali Umane è Accompagnata Da Cambiamenti Nella Produzione Di Matrice Extracellulare Di Versicano E Acido Ialuronico
Proteoglicani e acido ialuronico svolgono un ruolo fondamentale nello sviluppo del cuore. In questo studio, le cellule staminali embrionali umane (hESC) sono state utilizzate come modello per quantificare la sintesi dei proteoglicani e acido ialuronico in hESC nelle prime fasi di differenziazione e dopo aver diretto la differenziazione in cardiomiociti. Abbiamo dimostrato che culture sia hESC e cardiomyocyte sintetizzano una matrice extracellulare (ECM) arricchito in proteoglicani e acido ialuronico. Durante cardiomyocyte differenziazione, totale proteoglycan e acido ialuronico è diminuito e la proporzione di proteoglicani cuscinetto eparan solfato catene è stato ridotto. Versicano, un proteoglicano Condroitin solfato, accumulato nelle hESC e cardiomyocyte culture. Inoltre, versicano sintetizzato da hESC conteneva più oligosaccaridi N - e O-linked rispetto versicano da cardiomiociti. Trascrizioni per il versicano varianti, V0, V1, V2 e V3, aumentato nei cardiomyocytes rispetto a hESC, con V1 più abbondante. Acido ialuronico nelle hESC aveva più basso peso molecolare di acido ialuronico da cardiomyocyte culture. Questi cambiamenti sono stati accompagnati da un aumento di 1 ha e ha-2 mRNA in cardiomyocyte culture, con ha-2 più abbondante. È interessante notare, ha-3 era assente dalle culture cardiomyocyte, ma espresse da hESC. Questi risultati indicano che umano cardiomyocyte differenziazione è accompagnata da specifici cambiamenti nell'espressione e accumulo di componenti ECM e suggeriscono un ruolo per versicano e acido ialuronico in questo processo.
Fibrina Microspire Sostengono La Crescita Delle Cellule Staminali Mesenchimali, Mantenendo La Differenziazione Potenziali
Abbiamo sviluppato un metodo per produrre Microspire fibrina discreti, che possono essere seminate con cellule staminali mesenchimali umane (hMSCs) e utilizzato come un filo di sutura per migliorare l'efficienza e la localizzazione della consegna delle cellule. Per valutare l'efficacia della fibrina Microspire per sostenere la sopravvivenza, proliferazione e hMSC attaccamento, Microspire (100 μm di diametro per microthread) erano raggruppate, seminate con 50.000 hMSCs per 2 h e colta per 5 giorni. La densità delle cellule su fasci microthread aumentato nel corso del tempo nella cultura a media densità massima di 731 ± 101 cells/mm(2) dopo 5 giorni. Un dosaggio LIVE/DEAD ha confermato che le cellule erano vitali, e Ki-67 colorazione verificate hMSC proliferazione. Inoltre, differenziazione funzionale analisi hanno dimostrato che hMSCs coltivati su Microspire mantenuto la loro capacità di differenziarsi in adipociti e osteociti. I risultati di questo studio dimostrano che la fibrina Microspire supportano hMSC vitalità e proliferazione, pur mantenendo la loro multipotency. Anticipiamo che queste Microspire cella-seminato fibrina servirà come una piattaforma tecnologica per migliorare la consegna localizzata e attecchimento di cellule vitali al tessuto danneggiato.
Engineered Tessuto Vascolare Fabbricato Da Cellule Muscolari Lisce Aggregati
L'obiettivo di questo studio era quello di sviluppare un sistema per generare rapidamente costrutti tessuto ingegnerizzato da aggregati di cellule e cellule derivate di matrice extracellulare (ECM) per consentire la valutazione delle cellule derivate tessuto struttura e funzione. Cellule del muscolo liscio aortiche ratto teste di serie dell'agarosi anulare pozzi (2, 4 o 6 mm diametro interno) aggregati e formano anelli di tessuto spesso entro 2 settimane di coltura statica (0,76 mm a 8 giorni; 0,94 mm a 14 giorni). Nel complesso, le cellule apparvero sano e circondato da ECM composto da glycosoaminoglycans e collagene, anche se sono stati osservati segni di necrosi nei pressi dei centri degli anelli più grossa. Valori di resistenza e rigidezza di anello di tessuto sono stati superiori a quelli segnalati per costrutti ingegnerizzati tessuto in coltura per tempi comparabili. La forza (100-500 kPa) e modulo (0,5-2 MPa) del tessuto anelli aumentato con dimensione anello e diminuito con durata di cultura. Infine, gli anelli di tessuto coltivati per 7 giorni su mandrini in silicone fuso a costrutti di forma tubolare. Anello margini erano visibili dopo 7 giorni, ma tubi erano meccanicamente stabile e coesa e l'esame istologico ha confermato la fusione tra le subunità anello. Questo sistema unico fornisce un nuovo strumento versatile per ottimizzazione e valutazione funzionale del tessuto di cellule derivate e un nuovo approccio alla creazione di innesti vascolari tessutale.
Restauro Del Muscolo Scheletrico Difetti Con Cellule Adulte Umane Consegnate Su Microspire Fibrina
Ferite muscolo-scheletrici su larga scala, come quelli visti in lesioni di trauma, presentano povere prognosi funzionale di guarigione. Nei traumi gravi, quando l'architettura tissutale nativa è distrutto o perso, è diminuita la capacità rigenerativa del muscolo scheletrico dalla formazione della cicatrice. Qui dimostriamo che un sistema di ponteggio composto di fibrina Microspire può fornire un efficace sistema di consegna per le terapie cell-based e migliorare la rigenerazione di un grande difetto il tibiale anteriore del mouse. Fasci microthread cella-caricato fibrina impiantati in una resezione del muscolo scheletrico ridotto nel complesso associato al retrolental deposizione di collagene nel letto della ferita e promosso in crescita di nuovo tessuto muscolare. Quando Microspire fibrina sono state seminate con cellule umane adulte, impiantate cellule ha Contribuite all'architettura host nascente tessuto formando le fibre del muscolo scheletrici, tessuto connettivo e cellule PAX7-positive. Attecchimento stabile è stata osservata in 10 settimane postimplant e fu accompagnata da riduzione dei livelli di deposizione di collagene. Presi insieme, questi dati supportano la progettazione e lo sviluppo di una piattaforma basata su microthread consegna di autologo le cellule che, quando accoppiato ad un cellulare in vitro riprogrammazione processo, ha le potenzialità per migliorare i risultati di guarigione nel muscolo scheletrico grandi ferite.
