לתאי גזע מזנכימליים (MSCs) יש פוטנציאל התמיינות לקראת שושלת אוסטאובלסטית כאשר הם מגורים עם גורמים מסיסים או ביו-חומרים ספציפיים. עבודה זו מציגה אפשרות חדשה להעברת MSCs מקרום מי השפיר האנושי (AM-hMSCs) המעסיק את מטריצת עצם הבקר Nukbone (NKB) כפיגום.
מאמר שיטה
לתאי גזע מזנכימליים (MSCs) יש פוטנציאל התמיינות לקראת שושלת אוסטאובלסטית כאשר הם מגורים עם גורמים מסיסים או ביו-חומרים ספציפיים. עבודה זו מציגה אפשרות חדשה להעברת MSCs מקרום מי השפיר האנושי (AM-hMSCs) המעסיק את מטריצת עצם הבקר Nukbone (NKB) כפיגום.
לתאי גזע מזנכימליים (MSCs) יש פוטנציאל התמיינות לקראת שושלת אוסטאובלסטית כאשר הם מגורים עם גורמים מסיסים או ביו-חומרים ספציפיים. עבודה זו מציגה אפשרות חדשה להעברת MSCs מקרום מי השפיר האנושי (AM-hMSCs) המעסיק את מטריצת עצם הבקר Nukbone (NKB) כפיגום. לפיכך, היישום של MSCs בתהליכי תיקון והתחדשות רקמות תלוי בעיקר ביישום יעיל של הטכניקות להצבת תאים אלה ברקמה המארחת. מסיבה זו, עיצוב הביו-חומרים והפיגומים התאיים צבר חשיבות בשנים האחרונות מכיוון שהמאפיינים הטופוגרפיים של הפיגום הנבחר חייבים להבטיח הידבקות, התפשטות והתמיינות לשושלת התאים הרצויה במיקרו-סביבה של הרקמה הפגועה. אפשרות זו להעברת MSCs מקרום מי השפיר האנושי (AM-hMSCs) משתמשת במטריצת עצם בקר כפיגום תאי והיא טכניקת תרבית יעילה מכיוון שהתאים מגיבים למאפיינים הטופוגרפיים של מטריצת עצם הבקר Nukbone (NKB), כלומר התפשטות על פני השטח, כיסוי נקבובי מאקרו והתיישבות בעומק החומר הביולוגי, לאחר תהליך בידוד התאים. אנו מציגים את הנוהל לבידוד וטיפוח MSCs על מטריצת בקר.
יש לשייך והתחדשות של tissuesis אחד יעדי themain של מדע הרפואה כי נגע בororgan רקמה יכול להיות incapacitating ו, בחלק ממקרים, קטלני. בהקשר, עובדי מערכת הבריאות וחוקרים מחפשים כל הזמן טכניקות, שיטות וכלים כדי לספק alternativesto הטיפולי החדש לקדם תהליך התחדשות זוג-שם של רקמות פגועות. לכן, מדעים ביו-רפואיים התמקדו במחקר של תאי גזע mesenchymal (MSCs), במיוחד בתאי גזע בוגרים, כי שושלת תא זה מייצגת מודל אידיאלי ללמוד את תהליך התחדשות הרקמות, בשל הפוטנציאל שלה כדי לבדל לectodermal, mesodermal, וendodermal שושלות תאים עם זאת, כדי להפוך את הטיפול עם תאי גזע מציאות, אפיון פוטנציאל thetherapeutic של MSCs חייב להיות מלווה ביישום של טכניקות תרבית תאים חדשות באמצעות ביו-חומרים ופיגומים סלולריים המבטיחים את ההתנהגות הרצויה של MSCs ברקמת המארח.
האתגר העיקרי להתגבר ביישום תרבות עם MSCs בהתחדשות עצם הוא להבטיח הידבקות תא על החומר ביולוגי שנבחר, אשר בדרך כלל מציג מבנה נקבובי עם adistribution נקבוביות הנע בין מיקרומטרים למילימטרים להיות מועסקת אבל לעתים קרובות דורש חומרים כימיים מתוחכמים, ציוד, ונהלים המשנים את התנהגותם של תאים. נהלים אלה מתאימים להערכה במבחנה, אך לא לניפוח והיישום במערכות פתוחות מורכבות, כגון אדם או במבחני vivo. טכניקות המתמקדות בהבטחת הידבקות תא לטופוגרפיות אקראיות, כגון חומרים נקבוביים עצם, נחקרו על ידי ההדבקה של החומר לתחתית בארות תרבות ומועסקות collagens ופולימרים agarose. לשיטות אלו, התאים שנזרעו על פני השטח נשמרו בנקבוביות ועל פני השטח העליונים. עם זאת, היבט זה לא ניתן להבטיח בin vivoמערכת, שבו נוזלי הגוף המקיפים את החומר הביולוגי יכולים לגרור את התאים מהאתר הרצוי על פיגומים נקבוביים היא השימוש בגירוי קולי, שדורש ציוד מתוחכם אבל מקדם את הביטוי של סמני osteoblastic במבחני חוץ גופית 5. השימוש בתרבויות רציפות דורשת bioreactors, אשר מבטיח הפצה הומוגנית של חומרים מזינים במדיום התרבות; עם זאת, אחוז משמעותי של התאים בתרבית הוא איבד בעת החלפת מדיום התרבות בשל קצב הזרימה המשמש בטכניקה זו והדבקות בינונית לקירות של הציוד. נושאים אלה מגדילים את המסה הסלולרית כי הוא הכרחי עבור סוג זה של התרבות והזמן להשגת מספר מספיק של תאים 7. לפיכך, המתודולוגיה שהוצגה בעבודה זו מייצגת טכניקה שצריכה להסיק לin vivo מערכות, כי התאים הם זורעים במייקרו-מסה על חומר משטח עליון, ולאחר נאות,אכלתי פעמים דגירה, 60% מהמסה הסלולרית הראשונית דבק. יתר על כן, טכניקה זו אינה דורשת תוספת של סלילי osteoblastic (למשל, dexamethasone, חומצה אסקורבית, או בטא-glycerophosphate) או גירויים קוליים כדי לגרום להתמיינות osteoblastic ותחזוקה של פנוטיפ תא העצם בגלל NKB היא osteoconductive ופיגומי osteoinductive 8, השיטה לתרבות של תאי גזע מהקרום מי שפיר האנושי (AM-hMSCs) על חומר ביולוגי עצם macroporous מוצג בrepresentsapossibility עבודה זו כדי להוסיף תאים לרקמת עצם פגוע ולגרום להתמיינות לשושלת osteoblastic.מחקר זה בוצע בהתאם להכרזה של ההסתדרות הרפואית העולמית של הלסינקי לגבי ההתנהגות האתית של בני אדם מחקר מעורב ואושר על ידי מועצת המנהלים מחקר האתיקה של Facultad de Medicina, UNAM (פרויקט מספר 101-2,012).
1. בידוד של תאי גזע mesenchymal האדם
2. הכנת נקבובי עצם מטריקס הדיסק (NKB)
= "Jove_title"> 3. תרבות של תאי גזע mesenchymal האדם בשור מטריקס הנקבובי
אפיון סמני משטח 4. תא על ידי זרימת Cytometry
5. תא הידבקות זיהוי על ידי סריקה מיקרוסקופית אלקטרונים
Assay הפצת נשק 6. Cell
7. יחידת יצירת מושבה (CFU) 11
בידוד תאי גזע mesenchymal האדם
לאחר הפרדה מכאנית של AM מהסיסי באמצעות לנתיחה בוטה (איור 1), אוכלוסיית תאים חסיד הייתה מתקבלת על ידי טריפסין וcollagenase השני עיכול. תא אוכלוסיות אלה מצורפים בצלחת תרבות presenta מורפולוגיה של תאים כמו פיברובלסטים-ב 3 ימי הודעה בידוד כפי שמוצגים במיקרוסקופ האופטי (איור 2 א) ומיקרוסקופ אלקטרונים סורק (איור 2) .the שליות משמשות בעבודה זו התקבלו מאמהות תורם בריאים withprevious הסכמה מהדעת.
תא אפיון על ידי הזרימה cytometry
אוכלוסיית התאים שהתקבלה מAM הייתה מאוד תגובתי לCD90 סמני mesenchymal המשטח + (93.5% ± 6.85) וCD73 + וCD105 + (79% ± 3.46) והראתה תגובה שלילית לסמני hematopoietic כגון CD34- וCD45. כך,AM-hMSCs משמש בעבודה זו היה mesenchymal, במידע שדווח בעבר על ידי accordancewith ייבה et al. (איור 3). בנוסף, תוצאה זו עולה בקנה אחד עם מאפייני immunophenotype שהוקמו על ידי האגודה הבינלאומית לסלולרי Therapy (ISCT) לתאי גזע mesenchymal.
תא הידבקות במטריצת עצם
Micrographs הסריקה להראות ההתנהגות של AM-hMSCs שבעה הימים לאחר שכבות על NKB. פני השטח של החומר הביולוגי היה מכוסה בתאים כדוריים (יום אחד), וחלק מתאים מתפשטים כנראה מחוברים אל פני השטח מטריצת השור ביום השביעי. בהגדלה גבוהה יותר, התאים מתפשטים נראים בקשר הדוק באמצעות תהליכי filipodial (פל) (איור 4).
תא התפשטות על מטריצת עצם
התוצאות של assay AB הראו ירידה קטנה בספיגה היחסית u nits (ראו) של מצב מטריצה (+ מטריצת עצם) שור לאחר יום 1 של דגירה ולאחר מכן ביום החמישי, הנוכחות של הפיגום גורמת לעלייה בהתפשטות התאים מובהקת סטטיסטי בהשוואה לתרבות שבוצעה בהעדר השור מטריקס (Matrix -bone) (איור 5).
יחידת יצירת מושבה
CFU הוא assay מסורתי של תאי גזע. AM-hMSCs מבודד בעבודה זו נשמר יכולתה ליצור מושבות בדידות ב 14 ימים בתרבות.

איור 1: בידוד של קרום מי שפיר. () חבל הטבור (UC) מוחזק ביד אחת כדי לזהות את האזור שבו הקרום מי השפיר מתקבל. (ב) הקרום מי השפיר (AM) דומה סרט שקוף ללא עצבוב דם.


איור 3:. Cytometry זרימת אפיון התאים מקרום מי שפיר אדם היו תאים בעיקר mesenchymal כי הם היו חיוביים לסמני mesenchymal (CD73, CD90, CD105), כפי שמוצגים על ידי התזוזה של היסטוגרמה לימין, ושלילי לסמני hematopoietic (CD34 וCD45), כפי שאושר על ידי התזוזה של היסטוגרמה לשמאל. אנטיגנים מוצגים בהיסטוגרמות אדומה, ואילו השליטה isotypesfor fluorochromes PE וFITC הם נצפו בשחור.

איור 4:.. תא הידבקות במטריצת עצם שור סדרה של תמונות SEM מראים חיבור של התאים נקבוביות של החומר הביולוגי () חזון פנורמי של נקבובית NKB עם מספר תאים דבקו בחומר הביולוגי במדינה הכדורית (CS) ו שיטח (CF) על פני השטח של החומר הביולוגי, ניתן גם להעריך את העצם חסר מצביע על נקודות (Lac) בשלושה ימים של התרבות במטריצת השור. הגברה (B) של התא בתהליך של הסתגלות על פני השטח של החומר באמצעות תחזיות filipodial האינטראקציה (C) בין שני תאים דבקים ושטחו על מטריצת השור (C1, תא 1; וC2, תא 2).. אנא לחץ כאן כדי view גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 5:. התפשטות של תאים על התפשטות תאי עצם מטריצת שור הוערך על ידי הפחתת AB ובא לידי ביטוי ביחידות הספיגה היחסית לאורך 7 ימים של טיפוח. תוצאות מוצגות ההשפעה של מטריצת עצם (+ מטריצת עצם) בהתפשטות AM-hMSCs שהייתה שונה באופן סטטי בהשוואה למצב השלילי (-bone מטריצה). (* P <0.05)

איור 6: assay CFU של MSCs תחילה מצופה בצפיפויות שונות וטופחו במשך 14 ימים (כלומר * / - SD, n = 10).
| תאים דבקים | הידבקות תא (%) | |
| תאים בתחתית | 187,667 ± 1,208 | 62.47 |
| תאים על הפיגום | 312,333 ± 1,208 | 37.53 |
טבלת 1:. יעילות של הידבקות במטריצת שור התאים דבקו בתחתית צלחת הצלחת והתאים הקפדה על הפיגום נספרה על ידי hemocytometer לאחר שהתאוששה על ידי trypsinization.The נתונים המוצגים בטבלה מתאים לשני ניסוי עצמאי לשלושה עותקים ± סטיית תקן
תאי הגזע שנלקחו ממי שפיר קרום אנושי (איור 1) הראו מורפולוגיה כמו פיברובלסטים-, בדומה לתאי mesenchymal (איור 2) והיו בעיקר MSCs. בנוסף, cytometry זרימת מבחני גילו כי תאים אלה היו חיוביים לסמני תא mesenchymal (CD73, CD90, וCD105) ושליליים עבור סמני שושלת hematopoietic (CD34, CD45) (איור 3). כמו כן, AM-hMSCs מבודד בעבודה זו יציג את היכולת להרכיב CFUs (איור 6). בדומה לכך, תאי גזע mesenchymal המבודדים בצורה זו נשמרים היכולת לצרף לחומר ביולוגי osteoinductor (איור 4), ומתרבה על הפיגום (איור 5).
מסיבות אלה, שיטת התרבות של AM-hMSCs על חומר ביולוגי עצם macroporous ששימשה בעבודה זו מהווה הזדמנות להכניס תאים בתוך רקמת עצם נפצעה ולגרום differentiation לשושלת osteoblastic. מערכת זו התרבות אינה דורשת תוספת של סלילי osteoblastic כדי לשמור על תהליך התמיינות פנוטיפ תא העצם וosteoblastic כי NKB הוא חומר andosteoinductive osteoconductive 8. השימוש ברקמות פסולת, כגון שליה אנושית, מייצג אלטרנטיבה פשוטה ואתית לגשת אוכלוסייה של תאי גזע בעלי הפוטנציאל להתמיין לתאי גזע, בהשוואה למקורות אחרים שלעתים קרובות כרוכים בשיטות פולשניות או תשואת תא נמוכה.
שיטת התרבות המוצעת ניתן להסיק לin vivo מערכות, כי התאים הם זורעים במייקרו-מסה על חומר המשטח העליון, והתאים ליישב ולדבוק בכל פני השטח הביולוגי לאחר הפעמים הדגירה המתאימות. יתר על כן, חומרים כימיים, ציוד ונהלים מתוחכמים אינם נדרשים, בניגוד לשיטות קיימות בעת יישום טכניקה זו cultureas מיקרו-מסה ובתצהיר איטי ויציב של aliquot הסלולרי על החומר כדי להבטיח שהתאים מעדיפים אינטראקציה עם החומר הביולוגי, ולא עם החלק התחתון של הצלחת. עוד נקודה קריטית היא השימוש בחומר-רטוב מראש לפני culturing התאים, כמו זו מבטיחה כי התאים יצטרכו את חומרים מזינים הדרושים ממדיום התרבות כשהם משולבים בחומר ללא קשר אם הם על פני השטח או בתוך הנקבוביות. לבסוף, השימוש בחומר ביולוגי osteoinductive הוא קריטי לתהליך זה כי זה ימנע את התוספת של גורמים חיצוניים כדי לעורר ולשמור על בידול osteoblastic. המגבלה של השיטה היא שהיא מבוססת על פוטנציאל osteoinductive של מטריצת השור; עם זאת, במערכת התרבות המוצעת ניתן להסיק לכל חומר נקבובי עם הפצה נקבובית של 20 עד 200 מיקרומטר. לכן, ההליך שהוצג בעבודה זו היא שיטה אלטרנטיבית לculturing תאי גזע mesenchymal בt חומרים השוניםכובע מועסק להנדסת רקמות, במיוחד להתחדשות עצם.
יש לי המחברים אין לחשוף.
אנו מכירים את המלגה ותמיכה כספית הניתנת על ידי Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT No.49887), Facultad de Medicina-UNAM DGAPA IN201510 וDGAPA IN216213; סלבדור קוראה של Instituto Nacional de Perinatología לעזרה עם החומר הביולוגי; וBiocriss, SA de ג V על תרומת Nukbone. כמו כן תודה לאינג. הקטור מרטינז של IIM, UNAM וM en C פביולה גונזלס של CINVESTAV לקבלת סיוע טכני.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| פוספט סטרילי חוצץ תמיסת מלח | GIBCO, LIFE TECHNOLOGIES | תרבית תאים | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | GIBCO, תרבית | תאים | |
| 10378016 LIFE TECHNOLOGIES FBS | GIBCO, LIFE TECHNOLOGIES | תרבית תאים | |
| מדיום הנשר המותאם של Dulbecco (DMEM) עם גלוקוז גבוה | GIBCO, LIFE TECHNOLOGIES 11965118 | תרבית תאים | |
| קולגנאז מסוג II | GIBCO, LIFE TECHNOLOGIES | תרבית תאים | |
| 3 מ"מ סידן כלורי | SIGMA_ALDRICH | C5670 | תרבית תאים |
| טריפסין/0.5 מ"מ תמיסת EDTA | GIBCO, תרבית תאים R001100 LIFE | ||
| TECHNOLOGIES תמיסת טריפאן בלו | GIBCO, תרבית | ||
| תאים 15250061 LIFE TECHNOLOGIESפיקואריתרין (PerCP) מצומד CD73 | BD Pharmigen | 562245 | ציטומרי |
| FITC- CD90, | BD Pharmigen | 562245 | ציטומרי |
| PE-CD34 | BD Pharmigen | 562245 | ציטומרי |
| FITC-CD45 | BD Pharmigen | 562245 | ציטומרי |
| PE-CD105 | BD Pharmigen | 562245 | ציטומרי |
| BD FACSציטומטר זרימה של קליבור | BD Pharmigen | BD FACSקליבור | ציטומרי |
| alamarBlue (AB) | LIFE TECHNOLOGIES | DAL1025 | בדיקת תאי התפשטות |
| SUNRISE-reader | TECAN, גרמניה | בדיקת תאי התפשטות | זריחה |