Konstruktion, Charakterisierung und regenerative Anwendung von selbstorganisierten humanen mesenchymalen Stammzellaggregaten

Summary

Diese Arbeit beschreibt eine Methode zur Konstruktion von Aggregaten, die auf der Selbstorganisation humaner mesenchymaler Stammzellen basiert, und identifiziert die morphologischen und histologischen Merkmale für die regenerative Behandlung von kranialen Knochendefekten.

Abstract

Mesenchymale Stammzellen (MSCs), die sich durch ihre Selbsterneuerungsfähigkeit und ihr Potenzial zur Differenzierung mehrerer Linien auszeichnen, können aus verschiedenen Quellen gewonnen werden und entwickeln sich zu vielversprechenden Kandidaten für die regenerative Medizin, insbesondere für die Regeneration von Zahn, Knochen, Knorpel und Haut. Der selbstorganisierte Ansatz der MSC-Aggregation, bei dem insbesondere Zellcluster konstruiert werden, die die sich entwickelnde mesenchymale Kondensation nachahmen, ermöglicht die Abgabe von Stammzellen mit hoher Dichte zusammen mit konservierten Zell-Zell-Interaktionen und extrazellulärer Matrix (ECM) als Nische in der Mikroumgebung. Es hat sich gezeigt, dass diese Methode eine effiziente Zelltransplantation und ein effizientes Überleben ermöglicht und somit die optimierte Anwendung exogener MSCs im Tissue Engineering fördert und die klinische Organregeneration sicherstellt. Dieser Artikel enthält ein detailliertes Protokoll für die Konstruktion und Charakterisierung von selbstorganisierten Aggregaten auf der Basis von mesenchymalen Stammzellen (UCMSCs) der Nabelschnur sowie ein Beispiel für die Anwendung zur regenerativen Schädelknochenbildung. Die Implementierung dieses Verfahrens wird dazu beitragen, eine effiziente MSC-Transplantationsstrategie für das Tissue Engineering und die regenerative Medizin zu etablieren.

Introduction

Die Kondensation von mesenchymalen Stammzellen (MSC) ist ein wesentliches Stadium, um das normale Wachstum und die Entwicklung des Körpers in der frühen Organogenese^{zu gewährleisten 1,2}, insbesondere bei der Bildung von Knochen, Knorpel, Zähnen und Haut ^1,3,4. In den letzten Jahrzehnten haben Tissue-Engineering-Therapien mit kultivierten postnatalen MSCs in Kombination mit biologisch abbaubaren Gerüsten wichtige Fortschritte bei der osteogenen⁵ und knorpeligen ....

Protocol

HINWEIS: Alle Tierverfahren wurden vom Animal Care and Use Committee der Fourth Military Medical University genehmigt und in Übereinstimmung mit dem National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals durchgeführt. Für die vorliegende Studie wurden kryokonservierte humane UCMSCs verwendet, die aus einer kommerziellen Quelle gewonnen wurden (siehe Materialtabelle). Die Verwendung menschlicher Zellen wurde von der Ethikkommission der Vierten Militärmedizinischen Universität genehmigt. UCMSCs wurden als Beispiel genommen, um das Verfahren zu beschreiben. Der Schädeldefekt wurde als Beispiel gen....

Results

Aggregate können gemäß dem experimentellen Arbeitsablauf erfolgreich aus UCMSCs konstruiert werden (Abbildung 1). Die Qualität der Gesteinskörnungen muss vor der Verwendung durch morphologische Beobachtungen und histologische Analysen bewertet werden. Die gebildete lamellare Struktur sollte vollständig und dicht sein, wobei die Zellen durch mikroskopische Betrachtung zu einem gewebten Muster verflochten sind (Abbildung 2A). Kantenkräuseln können während.......

Discussion

Mit den Fortschritten der Tissue-Engineering-Biotechnologie sind Strategien zur Konstruktion einer implantierbaren Struktur mit hoher Plastizität und mit langfristig überlebenden Zellen, die eine optimale Regeneration erreichen können, in den Fokus vieler Wissenschaftler gerückt. Es gibt eine Vielzahl von aktuellen Implantationsmethoden von MSCs, wie z.B. zelluläre Methoden, mit Zytokinen ergänzt Scaffolds ^6,24 oder die Kombinati.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
0,25% Trypsin-EDTA (1x)	Sigma	T4049
Automatische Dehydratisierungsmaschine	LEICA	ASP200s Zentrifuge	Dörraggregat
	Eppendorf	5418R	Zentrifugationszentrifugenröhrchen
	Thermo Nunc	339650	Zentrifugationskulturschale
	Thermo	150466	Kultur von UCMSCs
Ethanol	SCR	10009218	Dehydrat-Aggregat
Tödliches Rinderserum	Sijiqing	11011-8611	Kultur von UCMSCs
Pinzette	JZ	JD1080	Ernteaggregat
Glutaraldehyd	Proandy	10217-1	Fixierung von Aggregat
Hämatoxylin- und Eosin-Färbekit	für	C0105S	HE-Färbung
Hexamethyldisilazan	SCR	80068416	Trockene Aggregatoberfläche
Hoechst33342	Sigma	14533	Zellkernfärbung
L-Glutamin	Sigma	G5792	Kultur von UCMSCs
Lebend/tot Lebensfähigkeit/Zytotoxizität Kit	Invitrogen	L3224	Lebende/tote Zellfärbung
Masson's Staining Kit	ZHC	CD069	Masson Staining
Minimum Essential Medium Alpha basic (1x)	Gibco	C12571500BT	Kultur von UCMSCs
Paraffin	Leica	39601006	Gewebeeinbettung
Paraformaldehyd	Saint-Bio	D16013	Fixierung des Aggregats
PBS (1x)	Meilunbio	MA0015	Resuspendierung und Reinigung von UCMSCs
Penicillin/Streptomycin	Procell Life Science	PB180120	Kultur von UCMSCs
Pentobarbital-Natrium	Sigma	P3761	Tieranästhesie
Polysporin	Pfizer		Verhindern Sie trockenes
Auge Rasterelektronenmikroskop	Hitachi	s-4800	REM-Betrachtung
Schere	JZ	Y00030	Chirurgischer Schnitt bei Tieren
Sechs-Well-Platte	Thermo	140675	Kultur von UCMSCs
Stich	Jinhuan	F603	Wunden schließen
	Naht Xy	4-0	Wunden schließen
Thermostatische Ausrüstung	Grant	v-0001-0005	Wasserbad
UCMSCs	Bai'ao& nbsp;	UKK220201	Kommerziell UCMSCs
Vitamin C	Diyibio	DY40138-25g	Aggregat induzierendes
Xylol	SCR	10023418	Dehydrat Aggregat