The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Dutch was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
Department of Cancer Biology, University of Massachusetts Medical School
This article is a part of JoVE General. If you think this article would be useful for your research, please recommend JoVE to your institution's librarian.
Recommend JoVE to Your LibrarianCurrent Access Through Your IP Address
Current Access Through Your Registered Email Address
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).
De homeostase van alle zelf-vernieuwing weefsels is afhankelijk van volwassen stamcellen. Als ongedifferentieerde stamcellen ondergaan asymmetrische divisies, genereren ze dochter cellen die de stamcellen fenotype en doorvoer-versterkende cellen (TA-cellen) die migreren van de stamcel niche, ondergaan een snelle proliferatie en terminaal differentiëren om het weefsel opnieuw te bevolken behouden.
Epitheliale stamcellen zijn geïdentificeerd in de epidermis, haarfollikels, en darm als cellen met een hoge in vitro proliferatieve potentieel en als slow-fiets-label het behoud van cellen in vivo 1-3. Volwassen, weefsel-specifieke stamcellen zijn verantwoordelijk voor de regeneratie van de weefsels waarin zij wonen tijdens de normale fysiologische omzet als in tijden van stress 4-5. Bovendien worden stamcellen algemeen beschouwd als multi-potente, bezitten het vermogen om aanleiding te geven tot meerdere celtypen in het weefsel 6. Zo kan bijvoorbeeld knaagdieren haarzakjes stamcellen te genereren epidermis, talgklieren en haarfollikels 7-9. We hebben aangetoond dat stamcellen uit de menselijke haar follikel bobbel regio multi-potentialiteit 10 vertonen.
Stamcellen zijn uitgegroeid tot een waardevol hulpmiddel in het biomedisch onderzoek, als gevolg van hun nut als een in vitro systeem voor het bestuderen van ontwikkelingsbiologie, differentiatie, tumorigenese en voor hun mogelijke therapeutische nut. Het is waarschijnlijk dat volwassen epitheliale stamcellen nuttig zal zijn bij de behandeling van ziekten zoals ectodermale dysplasie, monilethrix, Netherton syndroom, ziekte van Menkes, erfelijke epidermolysis bullosa en alopecia 11-13. Daarnaast zullen ook andere huidproblemen zoals brandwonden, chronische wonden en zweren profiteren van stamcellen verwante therapieën 14,15. Gezien het potentieel voor herprogrammering van volwassen cellen in een pluripotente staat (iPS cellen) 16,17, het gemakkelijk toegankelijk en uitbreidbaar volwassen stamcellen in de menselijke huid kan een waardevolle bron van cellen voor inductie-en downstream-therapie voor een breed scala van ziekte, met inbegrip diabetes en de ziekte van Parkinson.
1. Extract Epitheliale stamcellen uit menselijke huid
2. Cultuur Primair Epitheliale Stem Cells
3. Passage Epitheliale Stem Cells
4. Vereeuwigen Epitheliale Stem Cells
Primaire cellen, zelfs volwassen stamcellen, te bereiken veroudering na seriële passage en maanden in de cultuur. Immortalisatie van primaire stamcellen is een effectieve manier om dit probleem te verlichten.
5. Representatieve resultaten
Vroege passage van de huid epitheliale stamcellen en onsterfelijk epitheliale stamcellen vormen strakke kolonies bestaande uit kleine keratinocyten (Figuur 2A), omringd door feeder cellen. Als gekweekt in serum vrije media met bepaalde supplementen, zonder dat een feeder-laag, zal de stamcellen verspreiden en vormen geen strak kolonies (ze groeien als afzonderlijke cellen en kleine clusters). Onsterfelijk epitheliale stamcellen handhaven van een stabiel fenotype voor> 12 maanden van continue passage, maar de neiging om strakker kolonies dan de primaire cellen vormen. Ze vormen geen verankering onafhankelijke kolonies in zachte agar testen, wat aangeeft dat deze onsterfelijk gemaakte cellen niet de kenmerken van kankercellen bezitten. Zowel primaire als onsterfelijk epitheliale stamcellen te uiten haarzakjes stamcellen cytokeratine 15 (figuur 3A), en zijn in staat om te differentiëren in de epidermale, haarzakje en talgklieren lijnen (Figuur 3B-D).

Figuur 1. Geplukt haren. Na het plukken van dispase-behandelde huid, haarzakjes verschijnen als of telogeen club haren (A) met een bal van cellen rondom de onderkant van het haar, of anagene haren (B) met een hoes van epitheel rond de lengte van het haar. De telogene uitstulping regio vormt een duidelijke morfologische regio om micro-ontleden, terwijl de anagene uitstulping is minder duidelijk. De anagene lamp bevat matrix keratinocyten, wat neerkomt op transit-versterkende cellen die ook kan worden geïsoleerd en gekweekt.

Figuur 2. Stamcellen culturen. (A) Epitheliale stamcellen uit de huid strak vorm epitheliale kolonies (aangewezen door E) wanneer gekweekt in KCM met een feeder laag van cellen (aangewezen door F). (B) Haarfollikel explantaten aanleiding geven tot epitheliale uitwassen. De telogene uitstulping regio (aangewezen door T) is aangesloten op de schotel en omgeven epitheelcellen kolonie samen met de feeder cellen.

Figuur 3. Stamcellen differentiatie. (A) Stamcellen kolonies te behouden expressie van epitheliale merkers zoals cytokeratine 15. (B) Huid-epitheliale stamcellen kunnen worden onderscheiden langs de haarfollikel afstamming, zoals bepaald door K6Hf expressie. (C) De cellen kunnen worden gekweekt op de-epidermalized dermis of andere matrices bij de lucht-vloeistof interface en zal een gelaagde epidermis met verhoornde laag, granulaire laag en doornuitsteeksels laag te vormen. (D) Stamcellen kunnen worden opgewekt langs de talg lijn met Oil Red positieve bolletjes.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
De cel beschreven extractie en cultuur methodes zijn verrassend gemakkelijke en reproduceerbaar zijn. We hebben gegenereerd epitheliale stamcellen kweken uit tientallen van personen over een ruime leeftijdsgroep, waaronder patiënten met erfelijke afwijkingen van de schil 18. Het beste is om het proces te beginnen op de dag van weefsel oogst, maar cellen levensvatbaar blijven in de media op ijs gedurende meerdere dagen, het vergemakkelijken van de scheepvaart 's nachts als dat nodig is. Afgedankte facelift huid levert honderden levensvatbare follikels voor cel-extractie als enkele celsuspensies. Voor meer beperkte weefsel, zoals van een punch biopsie van de hoofdhuid, kan explantatie culturen effectiever zijn, want er is minder kans op cel-verlies in trypsine en centrifugeren. Voor Explantatie culturen, het meest belangrijke aspect is de bevestiging van het weefsel fragment aan het gerecht. De toevoeging van kleine hoeveelheden van de media alleen maar over het weefsel en de minimale manipulatie is aanbevolen tot de uitwassen verschijnen in 10-14 dagen.
Volwassen epitheliale stamcellen uit de huid kan een brede toepassing. Gekweekte huidcellen zijn reeds in de klinische toepassing voor patiënten met brandwonden en chronische wonden. De uitdaging is nu het creëren van een betere huid equivalent met de zweetklieren en haren. De potentiële benutting van de huid stamcellen voor haar regeneratie is spannend mogelijkheid.
Zoals eerder vermeld, de mogelijkheid om een primitieve pluripotente toestand te induceren in volwassen cellen vormt een belangrijke ontwikkeling voor potentiële cell-based therapieën, zonder het gebruik van embryonale stamcellen 16,17. Echter, het proces is inefficiënt en potentieel oncogene, omdat virale vectoren worden gebruikt om de expressie van stamcel genen induceren. Als men begint met een volwassen stamcel populatie, kan het sterk verhogen van de efficiëntie en de nood aan stabiele virale transfecties te bewegen pluripotentie. Transplantatie van beenmerg stamcellen is gebruikt als een cel-gebaseerde benadering van ernstige huidaandoeningen zoals epidermolysis bullosa te behandelen. 19,20 In aanvulling, correctie van het collageen 7 defect in epidermolysis bullosa is geboekt bij de patiënt keratinocyten in vitro. 21 Isolatie van epitheliale stamcellen uit een huidbiopsie kunnen middelen uit te breiden op dit eerdere werk en de ontwikkeling van geïndividualiseerde celtherapie met behulp van autologe cellen.
Het is interessant dat de haarfollikel verdikking regio is ook de site van andere volwassen stamcellen / voorlopercellen cel zwembaden. Xu et al.. 22 heeft geïdentificeerd multipotente mesenchymale stamcellen uit deze regio. Melanocyt voorlopers ook wonen in het haar uitstulping 23. Zo kan het haarzakje isolatie methode hier gepresenteerde gemakkelijk worden aangepast aan deze andere soorten cellen te isoleren voor verdere experimenten.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Geen belangenconflicten verklaard.
Dit werk wordt gefinancierd door NIH / NCI verlenen 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] |
|||
[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] |
|||
2
ReplyPosted by: hayatiJune 28, 2011, 6:13 AM