3D 动态培养系统构建多层间充质干细胞片材
2018年10月20日
本文为构建具有良好干细胞性质的多层干细胞片提供了一种高效可行的方法。
干细胞疗法被广泛报道为许多疾病的有希望的治疗方法。细胞表技术已经开发，以提高细胞的保留和在目标内的生存，太。在细胞表构建过程中，营养供给不足仍然是干细胞功能丧失的一个关键问题，干细胞性能不尽人意，最终将影响体内的治疗效果。
我们的目的是准备可用的多层干细胞片产品，我们的团队开发了细胞化极化、百化和细胞片支架。基于脚手架的多层细胞启动器将快速构建与非肽氢和动态灌注系统，以确保干细胞的营养供应在体外。拿出一个干燥的DBP脚手架，把它放在黑色底座的中心。
在 DBP 脚手架上放一个白色张力环，并贴在组织载体上。确保 DBP 支架完全固定在组织托架中。在 DBP 基架上添加 100 种微升培养基。
将脚手架放入37摄氏度的培养箱中，浸泡15分钟。将细胞从培养箱中取出，从培养皿中取出培养剂，用两毫升温暖的PBS轻轻清洗细胞。从培养皿中去除所有 PBS，并确保没有液体保留。
在菜中加入两毫升至1.25%的三辛酸菜溶液，并孵育细胞三分钟。通过添加两毫升培养介质来停止尝试素效果。轻轻地从盘子中清洗细胞。
将细胞悬浮液转移到新的15毫升离心管中。在重力220倍的离心5分钟，获得细胞沉积物。取出上流液，清除细胞沉积物。
用三毫升10%蔗糖溶液重新悬浮细胞。吸气10微升细胞悬浮液，内容细胞数读取血细胞计，提取300万个细胞，并在新的1.5毫升离心管中转移。将细胞在220倍平方根的细胞中心5分钟，完全去除超生体，获得细胞沉淀物。
准备 20 微升 10%蔗糖溶液。轻轻重新悬浮细胞并获得均匀的悬浮。在悬浮液顶部加入20微升肽水凝胶，轻轻混合肽水凝胶，将细胞悬浮液与T混合，拿出DBP支架，离开组织载体，然后用T.吸气混合物轻轻吸气，将混合物均匀地添加到DBP脚手架中。
在组织载体底部加入一毫升钙化。在培养皿中轻轻加入四毫升的培养，然后出现细胞片。将细胞放入培养箱两小时，让它培养。
动态灌注系统包括灌注培养容器、气体交换容器和玻璃瓶。装配是动态灌注系统，如图所示。在玻璃瓶中添加两个水力毫升培养中位数。
将细胞片插入培养容器的腔室，在容器中加入三毫升培养中位数，将动态灌注系统放入培养箱中，然后开始泵送。在双假设卧式中打开区域性容器。从培养容器中拿出细胞表，放入培养皿中。
使用一个钳子固定组织载体，并使用另外两个钳子将白色张力环与黑色底座分离。最后，获取多层单元格板。DBP 基架是透明的。
SEM 转售显示所捕获的学院和组件完全保留。细胞片可以通过钳子获得和保存，以进行短期保存。这些细胞片可以转移到1.5毫升的环状体管。
例如，作为一个模型，从BMFC对干细胞标记CD 9O和CD 29的细胞显示高度阳性开始。在细胞结构后，BMFC的离开细胞板保持CD 90和CD 29的高膨胀水平。构建多层细胞结构是协议的关键步骤。
当PH值从SA变化为中性时，平移时间需要四个水凝胶，因此，用蔗糖溶液清洗细胞以去除表面离子非常重要。此外，细胞悬浮液和泛氢凝胶的体积比不是构建临时多层结构的好朋友。3D干细胞结构形成后，动态灌注系统对稳定多层结构、保持干细胞活力十分重要。
培养中位的动态渗透可以促进干细胞在多层结构中扩散和推断细胞背景，动态培养温度计也应当根据不同的干细胞类型进行调整。
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概述
本文提供了一种构建多层干细胞片具有良好干细胞特性的高效可行方法。该研究针对干细胞疗法中的挑战，特别是在细胞片构建过程中的营养供给问题。
关键研究组成部分
科学领域
- 干细胞疗法
- 细胞片技术
- 再生医学
背景
- 干细胞疗法是各种疾病的一种有前景的治疗方法。
- 细胞片技术增强了细胞保留和存活。
- 营养供给不足可能导致干细胞功能丧失。
- 改善干细胞特性对有效治疗结果至关重要。
研究目的
- 准备多层干细胞片产品。
- 开发支持干细胞营养的支架。
- 增强干细胞在体内的治疗效果。
使用的方法
- 开发细胞化的极化心包膜和细胞片支架。
- 使用非肽氢气构建多层细胞。
- 实施营养供给的动态灌流系统。
- 利用干燥的DBP支架进行细胞片组装。
主要结果
- 成功构建了多层干细胞片。
- 改善了干细胞的体外营养供给。
- 增强了干细胞的保留和功能。
- 在体内可能获得更好的治疗效果。
结论
- 所开发的方法对于干细胞片构建是高效可行的。
- 解决营养供给问题对干细胞疗法的成功至关重要。
- 未来的应用可能改善各种疾病的治疗效果。
常见问题
Executive Industry Relevance
Stem cell therapy faces challenges in cell retention and survival post-transplantation, limiting therapeutic efficacy. This protocol addresses insufficient nutrient supply during in vitro culture by integrating a dynamic perfusion system with a decellularized scaffold, enhancing stem cell bioactivity and sheet stability. The approach supports scalable production of multilayered mesenchymal stem cell sheets for regenerative medicine applications.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of stem cell behavior in a 3D microenvironment that mimics native tissue architecture.
- Operational Value: Provides a reproducible platform for assessing mesenchymal stem cell marker retention (CD90, CD29) under dynamic culture conditions.
- Predictive Value: Supports mechanistic de-risking by maintaining stemness and proliferation capacity in vitro.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates standardized, multilayered cell sheets with quantifiable structural integrity for downstream functional assays.
- Operational Value: Uses RAD16-I peptide hydrogel and perfusion culture to ensure uniform cell distribution and nutrient access across layers.
- Scalability: Facilitates preparation of cell sheets compatible with forceps handling and transfer to standard tubes for biobanking or further processing.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Maintains stem cell viability and expansion potential, critical for preclinical efficacy modeling.
- Operational Value: Dynamic perfusion system stabilizes 3D structure over 48-hour culture, reducing variability in sheet thickness and cellularity.
- Translational Continuity: Bridges discovery-stage sheet fabrication with preclinical validation by preserving stem cell phenotype.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum, enabling early-stage stem cell amplification and sheet formation prior to functional testing or in vivo implantation.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on stem cell-niche interactions in a controlled, perfused 3D environment.
- Screening: Delivers assay-ready multilayered sheets with consistent cellular composition for compound or cytokine screening.
- Analytics: Enables quantitative assessment of stem cell marker preservation (e.g., CD90, CD29) as a readout of culture success.
- Translational Research: Provides a disease-relevant system for evaluating stem cell paracrine activity and engraftment potential.
- Enterprise Reuse: Scaffold and perfusion components can be standardized across projects for reproducible stem cell sheet production.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in stem cell functionality through maintained marker expression and proliferation.
- Operational Value: Standardized scaffold preparation and perfusion culture reduce batch-to-batch variability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enhancing stem cell yield and viability before downstream applications.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of stem cell candidates based on sheet integrity and bioactivity metrics.
Implementation Considerations
- Requires expertise in stem cell isolation, hydrogel handling, and perfusion system setup.
- Dependent on access to decellularized porcine pericardium, RAD16-I peptide hydrogel, and sterile perfusion bioreactors.
- Necessitates standardization of cell suspension-to-hydrogel volume ratios for consistent multilayer formation.
- Adaptation to other stem cell types may require optimization of perfusion flow rates and culture duration.
- Practical limitation: Manual handling steps (e.g., scaffold transfer, ring removal) introduce operator-dependent variability.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Title
1:02
Preparations Before Cell Sheet Construction
1:39
Preparing Cells for Cell Sheet Construction
3:22
Preparing BMSCs and RAD16-I Peptide Hydrogel Mixture
4:36
In vitro Culture of 3D Multilayered Cell Sheet Using a Dynamic Culture System
5:18
Obtain the Multilayered MSC Cell Sheet
5:49
Results
6:34
Conclusion
