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Department of Cancer Biology, University of Massachusetts Medical School
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Guo, Z., Draheim, K., Lyle, S. Isolation and Culture of Adult Epithelial Stem Cells from Human Skin. J. Vis. Exp. (49), e2561, doi:10.3791/2561 (2011).
La homeostasis de los tejidos de auto-renovación depende de las células madre adultas. Como células madre indiferenciadas sufren divisiones asimétricas, que generan las células hijas que mantienen el fenotipo de células madre y la amplificación de tránsito de las células (células TA), que migran desde el nicho de células madre, se someten a la rápida proliferación y diferenciación terminal para repoblar el tejido.
Las células epiteliales madre han sido identificados en la epidermis, folículos pilosos, y en el intestino como las células con un alto potencial de proliferación in vitro y como lento en bicicleta etiqueta de retención de las células in vivo 1-3. Adulto, el tejido de células madre específicas son responsables de la regeneración de los tejidos en los que residen durante el recambio fisiológico normal, así como en momentos de estrés 4-5. Por otra parte, las células madre son generalmente considerados como multi-potentes, que poseen la capacidad de dar lugar a múltiples tipos de células dentro del tejido 6. Por ejemplo, los roedores células madre del folículo del pelo puede generar epidermis, glándulas sebáceas y los folículos pilosos 7-9. Hemos demostrado que las células madre de la región de bulto del pelo humano folículo exhibición multi-potencialidad 10.
Las células madre se han convertido en una herramienta valiosa en la investigación biomédica, debido a su utilidad como un sistema in vitro para el estudio de la biología del desarrollo, la diferenciación, la tumorogénesis y por su posible utilidad terapéutica. Es probable que las células madre adultas del epitelio será útil en el tratamiento de enfermedades como la displasia ectodérmica, monilethrix, el síndrome de Netherton, la enfermedad de Menkes, la epidermólisis bullosa hereditaria y alopecias 11-13. Además, otros problemas de piel como quemaduras, heridas crónicas y úlceras se beneficiarán de las terapias con células madre 14,15. Dado el potencial para la reprogramación de células adultas en un estado pluripotente (células iPS) 16,17, las células adultas de fácil acceso y ampliable madre en la piel humana puede proporcionar una valiosa fuente de células para la inducción y la terapia posterior para una amplia gama de enfermedades, incluyendo la diabetes y la enfermedad de Parkinson.
1. Extracto de las células epiteliales madre de piel humana
2. La cultura primaria de las células madre epiteliales
3. Las células madre epiteliales paso
4. Inmortalizar las células epiteliales madre
Las células primarias, células madre adultas, incluso, llegar a la senectud, después del paso de serie y el mes en la cultura. Inmortalización de las células madre primaria es una forma efectiva para aliviar este problema.
5. Resultados representante
Pronta aprobación de las células madre de la piel epiteliales e inmortalizado células madre epiteliales forman colonias apretado que consiste en queratinocitos pequeñas (Figura 2A), rodeada de células alimentadoras. Si se cultivan en medio libre de suero con los suplementos definido, sin una capa de alimentación, las células madre se dispersan y forman colonias no ajustados (que crecen como células individuales y pequeños grupos). Inmortalizado células madre epiteliales mantienen un fenotipo estable durante> 12 meses de paso continuo, pero tienden a formar colonias más estrictas que las células primarias. No forman colonias de anclaje independiente en los ensayos de agar blando, lo que indica que estas células inmortalizadas no poseen las características de las células cancerosas. Primaria y inmortalizado células epiteliales expresan madre del folículo piloso marcador de célula madre citoqueratina 15 (Figura 3), y son capaces de diferenciarse en la epidermis del folículo del pelo, y los linajes sebáceas (Figura 3B-D).

Figura 1. Desplumados pelos. Después de arrancar desde dispasa tratados con la piel, folículos pilosos aparecer como telogen pelos club (A) con una bola de células que rodean la parte inferior del pelo, o pelos anágena (B) con una manga de epitelio que rodea la longitud del pelo. La región del bulbo telogen forma una región distinta a la morfología micro-disección, mientras que el bulto anágena es menos clara. El bulbo anágena contiene queratinocitos de la matriz, lo que representa el tránsito de amplificación de las células que también pueden ser aisladas y cultivadas.

Figura 2. Células madre culturas. (A) Las células epiteliales se derivan de la piel forma apretada colonias epiteliales (designado por E) cuando se cultivan en KCM con una capa de alimentación de las células (designado por F). (B) explantes del folículo piloso dar lugar a crecimientos epiteliales. La región del bulbo telogen (designado por T) está conectado a la fuente y rodeada de colonias de células epiteliales con células alimentadoras.

Figura 3. Diferenciación de las células madre. (A) Las células madre colonias mantener la expresión de marcadores epiteliales, como citoqueratina 15. (B) Las células cutáneas epiteliales madre pueden ser diferenciadas a lo largo del linaje folículo del pelo según lo determinado por la expresión K6Hf. (C) Las células pueden ser cultivadas en de-epidermalized dermis u otras matrices en la interfase aire-líquido y se forma una epidermis estratificada con capa córnea, la capa granular y la capa espinosa. (D) Las células madre pueden ser inducidas a lo largo del linaje sebáceas con aceite positiva glóbulos rojos.
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Los métodos de extracción de células y la cultura se describen son sorprendentemente fácil y reproducible. Hemos generado cultivos de células madre epiteliales de docenas de personas a través de un amplio rango de edades, incluidos los pacientes con defectos de la piel hereditaria 18. Lo mejor es comenzar el proceso en el día de la cosecha de tejidos, sin embargo, las células se mantienen viables en los medios de comunicación en hielo durante varios días, lo que facilita el envío de noche si es necesario. La piel facial descartado rendimientos cientos de folículos viables para la extracción de células en forma de suspensiones de células individuales. Para más tejido limitada, como por ejemplo a partir de una biopsia por punción en el cuero cabelludo, cultivos de explantes pueden ser más eficaces, ya que hay menos posibilidades de pérdida de células en tripsinización y centrifugación. Para cultivos de explantes, el aspecto más importante es la unión de los fragmentos de tejido para el plato. La adición de pequeñas cantidades de los medios de comunicación apenas cubriendo la manipulación de los tejidos y la mínima se recomienda hasta que aparecen crecimientos en 10-14 días.
Las células madre adultas del epitelio de la piel podría tener una aplicación amplia. Cultivos de células de piel ya se encuentran en la aplicación clínica de los pacientes con quemaduras y heridas crónicas. El reto ahora se ha convertido en la creación de un equivalente de piel mejor con las glándulas sudoríparas y el pelo. El potencial de utilización de células madre de la piel para la regeneración del cabello es emocionante posibilidad.
Como se mencionó anteriormente, la capacidad de inducir un estado pluripotente primitivas en las células adultas representa un avance significativo para las terapias de células potenciales en base sin la utilización de células madre embrionarias 16,17. Sin embargo, el proceso es ineficiente y potencialmente oncogénicos, ya que los vectores virales se usan para inducir la expresión de genes de células madre. Si uno comienza con una población de células madre adultas, que puede incrementar la eficiencia y evitar la necesidad de estable transfections viral para inducir la pluripotencialidad. El trasplante de células madre de médula ósea se ha utilizado como un enfoque basado en células para tratar enfermedades graves de la piel como la epidermolisis bullosa. 19,20 Además, la corrección del defecto en el colágeno 7 epidermolisis bullosa se ha logrado en los queratinocitos del paciente in vitro. 21 aislamiento de células madre epiteliales de una biopsia de piel puede proporcionar recursos para ampliar este trabajo previo y desarrollar terapias individualizadas utilizando células autólogas.
Es interesante que el folículo piloso bulto región es también el sitio de otros grupos de células madre adultas de células / progenitoras. Xu et al. 22 ha identificado pluripotentes células madre mesenquimales procedentes de esta región. Precursores de los melanocitos también residen en el bulbo del cabello 23. Por lo tanto, el folículo del pelo método de aislamiento que aquí se presenta se puede adaptar fácilmente para aislar estos otros tipos de células para la experimentación.
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No hay conflictos de interés declarado.
Este trabajo está financiado por el NIH / NCI subvención R01CA-118916
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| DMEM | GIBCO, by Life Technologies | 11995 | |
| Hams F12 | GIBCO, by Life Technologies | 11765 | |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | GIBCO, by Life Technologies | 16000 | |
| Insulin | GIBCO, by Life Technologies | 12585 | |
| T3 | Sigma-Aldrich | T-2752 | |
| Transferrin | Roche Group | 10652202001 | |
| Hydrocortisone | Sigma-Aldrich | H-4001 | |
| Cholera Toxin | Sigma-Aldrich | C8052 | |
| Epidermal growth factor (EGF) | Sigma-Aldrich | E-9644 | |
| Adenine | Sigma-Aldrich | A9795 | |
| Trypsin(10X) | GIBCO, by Life Technologies | 15090 | |
| VERSENE | GIBCO, by Life Technologies | 15040 | |
| G418 Sulfate | Cellgro | 30-234-CR | |
| Hanks’ Balanced Salt solution | Sigma-Aldrich | H6648 | |
| 1X PBS | Cellgro | 21-040-CV | |
| Mitomycin C | Roche Group | 10107409001 | |
| Penicillin/streptomycin | Invitrogen | 15140122 | |
| Dispase | Invitrogen | 17105 | |
| Crystal Violet | Fisher Scientific | C581-25 | |
Keratinocyte media (KCM) [DMEM and Ham s F12 (GIBCO, 3:1), adenine (Sigma, 180 mM), 10% fetal bovine serum (GIBCO), cholera toxin (ICN, 0.1 nM), penicillin/streptomycin (GIBCO, 100 U/ml and 100 mg/ml, respectively), hydrocortisone (Sigma, 0.4 mg/ml, 1.1 mM), T/T3 (transferrin, GIBCO, 5 μg/ml, 649 nM; and triiodo-l-thyronine, Sigma, 2 nM), insulin (Sigma, 5 mg/ml, 862 nM), and EGF (Sigma, 10 ng/ml, 1.6 nM), pH 7.2] |
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[DMEM and Ham s F12 (GIBCO, 3:1), adenine (Sigma, 180 mM), 10% fetal bovine serum (GIBCO), cholera toxin (ICN, 0.1 nM), penicillin/streptomycin (GIBCO, 100 U/ml and 100 mg/ml, respectively), hydrocortisone (Sigma, 0.4 mg/ml, 1.1 mM), T/T3 (transferrin, GIBCO, 5 μg/ml, 649 nM; and triiodo-l-thyronine, Sigma, 2 nM), insulin (Sigma, 5 mg/ml, 862 nM), and EGF (Sigma, 10 ng/ml, 1.6 nM), pH 7.2] |
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ReplyPosted by: hayatiJune 28, 2011, 6:13 AM