Das Ziel dieses Protokolls ist eine effektive Methode, um decellularize und Entkalken Maus Cochleae zur Nutzung als Gerüste für Tissue-engineering-Anwendungen zu demonstrieren.
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Das Ziel dieses Protokolls ist eine effektive Methode, um decellularize und Entkalken Maus Cochleae zur Nutzung als Gerüste für Tissue-engineering-Anwendungen zu demonstrieren.
Bei Säugetieren, Mechanosensory Haarzellen, die Anhörung fehlt die Fähigkeit zu regenerieren, zu erleichtern hat die Behandlungen für Hörverlust beschränkt. Aktuelle Strategien der regenerativen Medizin konzentrierten sich auf die Transplantation von Stammzellen oder genetische Manipulation der umliegenden Stützzellen im Innenohr zu ermutigen, Ersatz der beschädigten Zellen, Verlust der Hörfähigkeit zu korrigieren. Doch die extrazelluläre Matrix (ECM) kann spielen eine entscheidende Rolle bei der Induktion und Aufrechterhaltung der Funktion der Haarzellen und nicht gut untersucht. Mit dem Cochlea-können ECM als Gerüst zu adulten Stammzellen wachsen einzigartige Einblicke in wie die Zusammensetzung und die Architektur der extrazellulären Umgebung aids Zellen bei der Aufrechterhaltung des Gehörs. Hier präsentieren wir eine Methode zur Isolierung und einem Cochleae von Mäusen, als Gerüste akzeptieren perfundierten adulten Stammzellen zu verwenden. In dem aktuellen Protokoll sind Cochleae isoliert euthanasierten Mäuse, decellularized und entkalkt. Danach wurden menschliche Wharton Gelee Zellen (hWJCs), die aus der Nabelschnur isoliert wurden sorgfältig in jedem Cochlea durchblutet. Die Cochleae dienten als Bioreaktoren, und Zellen waren für 30 Tage vor einer Bearbeitung für die Analyse kultiviert. Decellularized Cochleae identifizierbare extrazelluläre Strukturen beibehalten, aber das Vorhandensein von Zellen oder spürbare Fragmente von DNA nicht offenbart. Zellen in die Cochlea durchblutet erobert die meisten von Interieur und Exterieur der Cochlea und wuchs ohne Zwischenfall über eine Dauer von 30 Tagen. So kann die aktuelle Methode verwendet werden, wie Cochlea-ECM Affekte Zellentwicklung und Verhalten zu studieren.
Die Cochlea ist eine komplizierte Spiralstruktur in das Felsenbein gefunden. Es besteht aus einem äußeren knöchernen Labyrinth und eine konzentrische, innere Membranous Labyrinth1. Die Membranous Labyrinth besteht aus drei fließende Räume: Scala Vestibuli, Scala Media und Scala Pauke1. Die Scala Media beherbergt das sensorische Epithel, die aus einer Vielzahl von Zelltypen besteht, aber die sensorischen Haarzellen (HC), die mechanischen Energie in Schallwellen in Nervenimpulse2transduzieren, von besonderem Interesse sind. Belastung durch Knalltrauma3,4,5, Medikamente6, Krankheit7,8und Altern9 kann alle Beeinträchtigung der auditiven Funktion über HC Tod führen. Haarzelle Verlust bei Säugetieren ist dauerhaft, im Gegensatz zu Vogelgrippe HCs, die nach Verletzungen10regenerieren können.
Eine Vielzahl von zeitgenössischen Forschungsbemühungen haben versucht, Wiederherstellen von verlorenen HCs, obwohl die spezifische experimentelle Ansätze variieren. Manipulation der gen-Expression in den sensorischen Epithel und Implantation von Stammzellen differenzierte außerhalb des Körpers sind dominante Ansätze im Bereich, obwohl Induktion Methoden, die darauf abzielen, Stammzellen in Cochlea Organellen zu unterscheiden gewesen 11,12,13versucht. Jeder dieser Ansätze ist entweder direkt auf Stammzellen oder die Entwicklungsstörungen Cues verwendet durch Stammzellen; jedoch eine zweite geteilt und potenziell kritische Element ist das ECM der Cochlea selbst14,15.
ECM bietet nicht nur physische Unterstützung für Zellen und Gewebe, die eine Oberfläche für die Zelladhäsion, Proliferation, überleben und Migration, aber auch spielt entscheidende Rolle bei der Entwicklung der HCs und die Spirale Ganglion15,16 ,17. Natürlich bietet vorkommende ECM induktive Signale, die Zelle Phänotyp Entschlossenheit und/oder Zelle Adhäsion, Vermehrung und überleben18führen können. Daher die Verwendung von decellularized Cochlea in Kombination mit kultivierten hWJCs bieten eine einmalige Gelegenheit, die Rolle der ECM und HC Regeneration zu erforschen. HWJCs sind eine schnell verfügbare, unumstrittenen Zelltyp abseits der menschlichen Nabelschnur, die Verhalten sich wie mesenchymalen Stammzellen19. HWJCs haben die Fähigkeit zu differenzieren, neurosensorische Zelle Linien20,21gezeigt. So beschreibt das aktuelle Protokoll der Isolation, Decellularization und Durchblutung des Cochleae von C57BL Maus Kadaver mit hWJCs für das Innenohr Tissue Engineering.
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Alle Verfahren, einschließlich tierischen Euthanasie wurden entsprechend dem genehmigten institutionelle Animal Care und Nutzung Committee (IACUC) Protokoll (ACUP #2014-2234) an der University of Kansas Medical Center (KUMC) durchgeführt.
Hinweis: HWJCs wurden isoliert von menschlichen Nabelschnur, die von den Patienten gespendet wurden, die Einwilligung zur Verfügung gestellt und Proben dienten im Einklang mit den Protokollen von der University of Kansas menschlichen Themen Ausschuss (KU-IRB #15402) genehmigt.
1. Felsenbein Ernte und Cochlea-Isolation
(2) Cochlea-Verarbeitung
3. Beschaffung und den Ausbau der hWJCs
(4) Infusion von hWJCs in Decellularized Cochleae
(5) Cochlea Ernte und Konservierung
Hinweis: Cochleae möglicherweise kultiviert und geerntet zu jedem Zeitpunkt bis zu 30 Tage nach dem Perfusion.
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Mithilfe der hier vorgestellten Methoden, erfolgreiche Decellularization Cochleae wurden abgeschätzt, indem untersucht das Vorhandensein oder Fehlen von DNA durch 4', 6-Diamidino-2-Phenylindole (DAPI) Färbung. Cochleae galten als voll decellularized, wenn DNA in der decellularized Cochlea nicht erkannt wurde. Ein native Cochlea aus einer früheren Experiment, die nicht Decellularization oder Entkalkung unterzogen wurde als Positivkontrolle verwendet, um die Strukturen und Zellen, die tradi...
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Wir haben erfolgreich gezeigt, dass native Cochlea-Zellen aus der Cochlea über einen Decellularization-Prozess entfernt werden können, ermöglicht die Verwendung der Cochlea als eine komplizierte, dreidimensionale Gewebe-Gerüst. Santi Et Al. 15 die erste Methode für einem Cochleae entwickelt und haben genau die Volumen der durch viele Cochlea-Strukturen mit Hilfe von leichten Merkblatt Mikroskopie23geschätzt. Diese frühen Arbeiten war eine starke Basis für die Geweb...
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Die Autoren haben nichts preisgeben.
Das aktuelle Projekt wurde von der University of Kansas Beweis des Konzept-Fonds finanziert. Wir möchte das Pflegepersonal an KUMC (Kansas City, KS) unterstützen uns bei der Beschaffung von menschlichen Nabelschnur und David Jorgensen mit Cochleae Kulturen zu unterstützen.
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Allegra X-14R Zentrifuge | Beckman-Coulter | B08861 | |
| Intramedic Semi-Rigid Schläuche | Becton Dickinson | 427401 | |
| New Brunswick Innova 2000 Orbital Shaler | Eppendorf | M1190-0002 | |
| Chirurgische Schere | Fine Science Tools | 14060-10 | |
| Feine Pinzette | Fine Science Tools | 11370-40 | |
| Ultrafeine Pinzette | Fine Science Tools | 18155-13 | |
| Konische 50-ml-Röhrchen | Fisher | Scientific 12565271 | |
| Petrischale | Fisher Scientific | FB087579B | |
| U-100 Insulinspritze | Fisher Scientific | 14-829-1B | |
| Szintillationsfläschchen | Fisher Scientific | 03-341-73 | |
| Rotator | Fisher Scientific | 88-861-049 | |
| Transferpipette | Fisher Scientific | 22-170-404 | |
| Rasierklinge | Fisher Scientific | 12-640 | |
| Antibiotikum-Antimykotikum | Fisher Scientific | 15-240-062 | |
| Penicillin-Streptomycin | Fisher Scientific | 15-140-122 | |
| 24-Well-Platte | Fisher Scientific | 07-200-84 | |
| SuperFrost PLUS Objektträger aus Glas | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| Transferpipette | Fisher Scientific | 22-170-404 | |
| ProLong Gold Eindeckmittel mit Dapi | Fisher Scientific | P36935 | |
| Clear-Rite 3 | Fisher Scientific | 22-046341 | |
| Thermo Scientific Forma Serie II 3110 Wasser-Jacekted CO2 Inkubator | Fisher Scientific | 13-998-078 | |
| Mesenchymales Stammzellwachstumsmedium | Lonza | PT-3001 | |
| Trypsin-EDTA | Lonza | CC-3232 | |
| TPP T-75 Kulturflasche | MidSci | TP90076 | |
| TPP T-150 Kulturflasche | MidSci | TP90151 | |
| TPP T-300 Kulturflasche | MidSci | TP90301 | |
| Seziermikroskop | Nikon Instruments | SMZ800 | |
| Nikon Eclipse Ts2R-FL Inverses Mikroskop | Nikon Instruments | MFA51010 | |
| NuAire Klasse II, Typ A2 Biosicherheitswerkbank | NuAire | NU-425-600 | |
| 1X PBS | Sigma-Aldrich | P5368-10PAK | |
| 1% SDS Lösung | Sigma-Aldrich | 436143-100G | |
| 10% EDTA | Sigma-Aldrich | E9884-100G |
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