لا تزال هندسة وتحليل الأنسجة الحاملة ذات مجموعات الخلايا غير المتجانسة تمثل تحديا. هنا ، نصف طريقة لإنشاء أقراص هيدروجيل ألجينات ثنائية الطبقات كمنصة للزراعة المشتركة لمجموعات الخلايا المتنوعة داخل بناء واحد.
مقالة منهجية
لا تزال هندسة وتحليل الأنسجة الحاملة ذات مجموعات الخلايا غير المتجانسة تمثل تحديا. هنا ، نصف طريقة لإنشاء أقراص هيدروجيل ألجينات ثنائية الطبقات كمنصة للزراعة المشتركة لمجموعات الخلايا المتنوعة داخل بناء واحد.
تمتلك العديد من الأنسجة الحاملة مناطق متميزة من الناحية الهيكلية والوظيفية ، وعادة ما تكون مصحوبة بأنماط ظاهرية مختلفة للخلايا ذات خصائص الاستشعار الميكانيكي التفاضلي. لا تزال هندسة وتحليل هذه الأنواع من الأنسجة تمثل تحديا. توفر تركيبات الهيدروجيل ذات الطبقات فرصة للتحقيق في التفاعلات بين مجموعات الخلايا المتعددة داخل تركيبات فردية. الهلاميات المائية Alginate متوافقة حيويا وتسمح بعزل الخلايا بسهولة بعد التجريب. هنا ، نصف طريقة لتطوير أقراص هيدروجيل الألجينات ثنائية الطبقات صغيرة الحجم. تحافظ هذه العملية على قابلية عالية للخلايا الجذعية الوسيطة البشرية للحياة أثناء عملية التكوين ويمكن لهذه الأقراص ذات الطبقات أن تتحمل الضغط الدوري غير المحصور ، والذي يشيع استخدامه لتحفيز الخلايا الجذعية الجذعية الوسيطة التي تخضع لتكوين الغضروف. يمكن توسيع نطاق هذه التركيبات ذات الطبقات لتشمل مستويات إضافية ، ويمكن استخدامها أيضا لفصل مجموعات الخلايا في البداية بعد الطبقات. يمكن استخدام منصة ثقافة الهيدروجيل الألجينات ثنائية الطبقة في العديد من التطبيقات المختلفة بما في ذلك هندسة وتحليل خلايا الأنسجة الحاملة والثقافات المشتركة لأنواع الخلايا الأخرى.
الضغط الحاملة الأنسجة مثل الغضاريف المفصلية أو الأقراص الفقرية تتكون من مناطق الأنسجة غير المتجانسة التي تعتبر بالغة الأهمية لكلا ظيفة النشاط الحيوي ومناسبة والميكانيكية تنبيغ في الأنسجة. ليس فقط هو تنظيم الخلوية وظيفة متميزة في مختلف المناطق، ولكن تباينت مصفوفات خارج الخلية (ECM) أيضا في تكوين وتنظيم. على سبيل المثال، والغضروف المفصلي يتكون من ثلاث مناطق رئيسية مع اختلاف شكل الخلية، وظيفة الميكانيكية، وECM. الاختلافات في المبادرة ECM لالتفاضلية المسؤوليات الحاملة. وتشارك الطبقة السطحية في المقام الأول ردا الشد لتحميل، في حين أن المناطق الوسطى وعميقة مسؤولة أساسا للاستجابة لضغط 1. وبالمثل، في القرص الفقري، وحاصرت النواة اللبية هلامية من التليف رقائقي بالطوق والخلايا داخل هذه المناطق متميزة اثنين من تجربة أنواع مختلفة من المحفزات الطبيعية الحيوية2. في هذا النوع من الأنسجة والخلايا ومصفوفات خارج الخلية داخل طبقات الأنسجة تتفاعل مع بعضها البعض كما يخضع الأنسجة وتستجيب لقوى ميكانيكية.
تبقى خلاصة من هذه الهياكل الأنسجة غير المتجانسة تحديا في هندسة الأنسجة والطب التجديدي، وفهمنا من الأهمية البيولوجية محدودة. هناك حاجة لزراعة منصات لتحليل الأنسجة الطبقية وكذلك شارك في ثقافات مجموعات مختلفة من الخلايا في بناء واحد. في هندسة الأنسجة الغضروف المفصلي، تم تشييد بنيات-سقالة أقل الطبقات عن طريق تسخير قدرة غضروفية مناطقية لإيداع ECM متنوعة لتقليد طبقات مختلفة من هذا النسيج 3،4. ومع ذلك، توفر بنيات هيدروجيل الطبقات فرصة لتحقيق تفاعل الأنواع المختلفة للسكان الخلية التي تفتقر إلى القدرة على تكوين الأنسجة قوية بشكل مستقل. على سبيل المثال، والبوب مختلفةulations الخلايا الجذعية الوسيطة يمكن أن يشترك في تربيتها داخل بنيات الطبقات. وقد استخدمت هذه السقالات الطبقات مع كل غضروفية والتفريق الخلايا الجذعية الوسيطة لتحسين هندسة الأنسجة 5. لا يمكن إلا أن يكون شارك في تربيتها السكان مختلفة من الخلايا في طبقات هيدروجيل مماثلة، ولكن يمكن أيضا نوع وحيد الخلية يمكن تربيتها داخل الطبقات التي تم التلاعب بها لديك متفاوتة الصلابة أو المحتوى الكيميائي لانتزاع استجابات مختلفة من الخلايا 6،7.
وقد استخدمت العديد من الهلاميات المائية بيولوجية مختلفة لطبقة السكان الخلية لهندسة الأنسجة الغضروف مثل تلك التي تستخدم البولي ايثيلين جلايكول أو بولي فينيل الكحول قواعد 7-9. ومع ذلك، الهلاميات المائية الجينات هي واحدة من أبسط المواد الحيوية من خلالها إنشاء السقالات الطبقات لدراسة السكان الخلية غير متجانسة في الثقافة المشتركة. في حين شكلت أيضا الهلاميات المائية الاغاروز بسهولة، الهلاميات المائية الجينات لها فائدة إضافية تتمثل في السماح السهل هوolation من الخلايا من بناء 3-D لتحليل الخلايا الفردية كما وصفت سابقا 10. في دراسات سابقة، وقد تم تشكيل الهلاميات المائية الجينات ثنائية الطبقات في صفائح رقيقة ومن هذه الأوراق، وشرائح أقسام (على سبيل المثال، باستخدام لكمة خزعة) لتطبيقات معينة مثل لتحليل المحتوى الكيميائي أو خصائص القص بينية 11،12. وقد وصفت طريقة أخرى لتشكيل صفائح الجينات رقيقة مع إمكانية التقسيم إلى طبقات متعددة، ولكن لا يزال يتطلب تغيير في هيدروجيل لاستخدامها في اختبار الميكانيكية 13.
هنا، فإننا نقدم وسيلة لخلق بتكاثر أقراص هيدروجيل الجينات ثنائية الطبقات لاستخدامها في زراعة-المشارك مجموعات مختلفة من الخلايا. هذه المنصة القرص الجينات تمتلك العديد من المزايا. في المقام الأول، وشكل استنساخه وحجم صغير يؤدى لالتحفيز الميكانيكي للخلايا جزءا لا يتجزأ من دون الحاجة إلى خزعة بوNCH أو غيرها من التغيير المادي للهيدروجيل للعديد من التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، لا تزال بقاء الخلية عالية أثناء عملية التصفيف، وبعد تشكيل هلام فصل واضح من السكان الخلية اثنين داخل هلام غير مرئية مع أي منطقة متداخلة الأولية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إعداد لتشكيل الجيني أقراص
2. تشكيل خلية المصنفة الجيني أقراص
3. طبقات من الجينات أقراص
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الشكل 1 يصور تشكيل وطبقات من الهلاميات المائية الجينات. أكملت المواد الهلامية ثنائية الطبقات يحمل الفصل الأول كاملة من السكان الخلية كما هو مبين في الشكل 2. بقاء الخلية من الخلايا الجذعية الوسيطة الإنسان) جزءا لا يتجزأ من داخل هذه الهلاميات المائية ويبقى الطبقات عالية وقابلة للمقارنة إلى الهلاميات المائية السائبة كما هو مبين في الشكل (3). وجرى تقييم الجدوى بعد الصلب، تقطيع المواد الهلامية عموديا لل...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
هنا، نحن تصف بروتوكول لتشكيل الطبقات أقراص هيدروجيل الجينات لدراسة شارك في ثقافات السكان الخلية متعددة، مثل تلك الموجودة في الأنسجة الطبقات من الناحية الفسيولوجية، على سبيل المثال، والغضروف. هياكل الطبقات، مثل منصة الثقافة وصفها، ويمكن استخدامها لدراسة التفاعل بين اثنين من السكان خلية متميزة تعرض على البيئة ثقافة واحدة أو في الحمل.
الجينات هي السكاريد خطية انيوني التي تم العثور عليها ليكون حيويا واستخدمت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
تم تمويل هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم (CBET 0845754 ، AHH).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| محلول ملح الصوديوم بحمض الألجنيك | Sigma Aldrich | A1112 | مصنوع بالوزن ٪ باستخدام DPBS (-/-) |
| 1x Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (-/-) | Gibco Life Technologies | 14190 | |
| 1x محلول ملحي مخزن بالفوسفات من Dulbecco (+/+) | Gibco Life Technologies | 14190 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | Gibco Life Technologies | 11965 | مثال. استخدم مرشحات المحاقن من النوع المتوسط المطلوب |
| (0.02 &# 956; م نايلون) | FisherBrand | 0979C | |
| كلوريد الكالسيوم ثنائي هيدرات | فيشر الكواشف الحيوية | BP510 | تحضير المحلول في الماء |
| المعقم معيار شقاف الفلتر ورقة الترشيح | Biorad | 1704085 | قطع إلى حجم الألواح النهائية لتشكيل العفن |
| غشاء غربال الخلية المجهري (10 &# 956; م حجم المسام) | Biodesign Inc في نيويورك | N10R | قطع إلى حجم الألواح النهائية لتشكيل العفن |
| سترات الصوديوم ثنائي هيدرات | FisherScience | S93364 | |
| حمض الإيثيلين ديامين تترا أسيتيك ثنائي هيدرات ملح رباعي الصوديوم (EDTA) | فيشر الكاشف | الحيوي BP121 | |
| مصل الأبقار الجنيني ؛ | جيبكو لايف تكنولوجيز | 26140 | تستخدم في على سبيل المثال وسائط النمو القاعدية للخلايا الجذعية الوسيطة |
| Penicilin/Streptomycin (10,000 U/ml) | Gibco Life Technologies | 15140 | تستخدم على سبيل المثال وسائط النمو القاعدية للخلايا الجذعية الوسيطة |
| L-Glutamine (200 mM) | Gibco Life Technologies | 25030081 | تستخدم في وسائل النمو القاعدية للخلايا الجذعية الوسيطة على سبيل المثال |
| الأحماض الأمينية غير الأساسية (100x) | Gibco Life Technologies | 11140050 | تستخدم في على سبيل المثال وسائط النمو القاعدية للخلايا الجذعية الوسيطة |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن