Name: תרבית תאים תלת מימדית של תאי גזע שמקורם בשומן בהידרוגל עם הגדלת פוטוביומודולציה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-04-05T14:40:00.000+00:00
Duration: 5 min 42 s
Description: למדו שיטת תרבית תלת מימדית של תאי גזע שמקורם בשומן בהידרוג'ל עם פוטוביומודולציה. הטכניקה מדגימה כיצד לייעל שרידות ות proliferation של תאים לטיפולים רגנרטיביים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

מחקר זה מומן על ידי קרן המחקר הלאומית של דרום אפריקה Thuthuka Instrument, מענק מספר TTK2205035996; מרכז הלייזר האפריקאי (ALC) במימון המחלקה למדע וחדשנות (DSI), מספר מענק HLHA23X המשימה ALC-R007; מועצת המחקר האוניברסיטאית, מענק מספר 2022URC00513; יוזמת קתדרות המחקר של המחלקה למדע וטכנולוגיה בדרום אפריקה (DST-NRF/SARChI), מענק מספר 98337. הגופים המממנים לא מילאו כל תפקיד בעיצוב המחקר, באיסוף, בניתוח, בפענוח הנתונים או בכתיבת כתב היד. המחברים מודים לאוניברסיטת יוהנסבורג (UJ) ולמרכז לחקר לייזר (LRC) על השימוש שלהם במתקנים ובמשאבים.

פוטוביומודולציה הגדלת גדילה של תאי גזע משובצים הידרוג'ל 

<ol><li>Zuk, P. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multilineage+cells+from+human+adipose+tissue%3A+Implications+for+cell-based+therapies%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Multilineage cells from human adipose tissue: Implications for cell-based therapies.</a> Tissue Eng. 7 (2), 211-228 (2001).</li>
<li>Yuan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strategies+for+improving+adipose-derived+stem+cells+for+tissue+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Burns+Trauma%22%5BJournal%5D)">Strategies for improving adipose-derived stem cells for tissue regeneration.</a> Burns Trauma. 10, (2022).</li>
<li>Nilforoushzadeh, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesenchymal+stem+cell+spheroids+embedded+in+an+injectable+thermosensitive+hydrogel%3A+An+in+situ+drug+formation+platform+for+accelerated+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomater+Sci+Eng%22%5BJournal%5D)">Mesenchymal stem cell spheroids embedded in an injectable thermosensitive hydrogel: An in situ drug formation platform for accelerated wound healing.</a> ACS Biomater Sci Eng. 6 (9), 5096-5109 (2020).</li>
<li>Yang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermosensitive+injectable+chitosan%2Fcollagen%2F%CE%B2-glycerophosphate+composite+hydrogels+for+enhancing+wound+healing+by+encapsulating+mesenchymal+stem+cell+spheroids%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Omega%22%5BJournal%5D)">Thermosensitive injectable chitosan/collagen/β-glycerophosphate composite hydrogels for enhancing wound healing by encapsulating mesenchymal stem cell spheroids.</a> ACS Omega. 5 (33), 21015-21023 (2020).</li>
<li>Chimenti, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relative+roles+of+direct+regeneration+versus+paracrine+effects+of+human+cardiosphere-derived+cells+transplanted+into+infarcted+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Relative roles of direct regeneration versus paracrine effects of human cardiosphere-derived cells transplanted into infarcted mice.</a> Circ Res. 106 (5), 971-980 (2010).</li>
<li>Hassan, W., Dong, Y., Wang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation+and+3d+culture+of+human+adipose-derived+stem+cells+in+an+in-situ+crosslinked+hybrid+hydrogel+composed+of+peg-based+hyperbranched+copolymer+and+hyaluronic+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Res+Ther%22%5BJournal%5D)">Encapsulation and 3d culture of human adipose-derived stem cells in an in-situ crosslinked hybrid hydrogel composed of peg-based hyperbranched copolymer and hyaluronic acid.</a> Stem Cell Res Ther. 4 (2), 32(2013).</li>
<li>Wu, K. H., Mo, X. M., Han, Z. C., Zhou, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stem+cell+engraftment+and+survival+in+the+ischemic+heart%5BTitle%5D)+AND+%22The+Ann+Thorac+Surg%22%5BJournal%5D)">Stem cell engraftment and survival in the ischemic heart.</a> The Ann Thorac Surg. 92 (5), 1917-1925 (2011).</li>
<li>Lee, K., Silva, E. A., Mooney, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+factor+delivery-based+tissue+engineering%3A+General+approaches+and+a+review+of+recent+developments%5BTitle%5D)+AND+%22J+R+Soc+Interface%22%5BJournal%5D)">Growth factor delivery-based tissue engineering: General approaches and a review of recent developments.</a> J R Soc Interface. 8 (55), 153-170 (2011).</li>
<li>Koivunotko, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Angiogenic+potential+of+human+adipose-derived+mesenchymal+stromal+cells+in+nanofibrillated+cellulose+hydrogel%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedicines%22%5BJournal%5D)">Angiogenic potential of human adipose-derived mesenchymal stromal cells in nanofibrillated cellulose hydrogel.</a> Biomedicines. 10 (10), 2584(2022).</li>
<li>Dong, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+and+tunable+gelatin+hydrogels+enhance+stem+cell+retention+and+improve+cutaneous+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Injectable and tunable gelatin hydrogels enhance stem cell retention and improve cutaneous wound healing.</a> Adv Funct Mater. 27 (24), 1606619(2017).</li>
<li>Tibbitt, M. W., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogels+as+extracellular+matrix+mimics+for+3d+cell+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Hydrogels as extracellular matrix mimics for 3d cell culture.</a> Biotechnol Bioeng. 103 (4), 655-663 (2009).</li>
<li>Mantha, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Smart+hydrogels+in+tissue+engineering+and+regenerative+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">Smart hydrogels in tissue engineering and regenerative medicine.</a> Materials. 12 (20), 3323(2019).</li>
<li>Sung, T. -C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+culturing+of+human+adipose-derived+stem+cells+enhances+their+pluripotency+and+differentiation+abilities%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">3D culturing of human adipose-derived stem cells enhances their pluripotency and differentiation abilities.</a> J Mater Sci Technol. 63, 9-17 (2021).</li>
<li>Garg, R. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capillary+force+seeding+of+hydrogels+for+adipose-derived+stem+cell+delivery+in+wounds%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Transl+Med%22%5BJournal%5D)">Capillary force seeding of hydrogels for adipose-derived stem cell delivery in wounds.</a> Stem Cells Transl Med. 3 (9), 1079-1089 (2014).</li>
<li>Kim, Y. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adipose-derived+stem+cell-containing+hyaluronic+acid%2Falginate+hydrogel+improves+vocal+fold+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Laryngoscope%22%5BJournal%5D)">Adipose-derived stem cell-containing hyaluronic acid/alginate hydrogel improves vocal fold wound healing.</a> Laryngoscope. 124 (3), E64-E72 (2014).</li>
<li>Dong, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conformable+hyaluronic+acid+hydrogel+delivers+adipose-derived+stem+cells+and+promotes+regeneration+of+burn+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Conformable hyaluronic acid hydrogel delivers adipose-derived stem cells and promotes regeneration of burn injury.</a> Acta Biomater. 108, 56-66 (2020).</li>
<li>Truegel3d hydrogel for 3d cell culture. Merck. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.sigmaaldrich.com/ZA/en/technical-documents/technical-article/cell-culture-and-cell-culture-analysis/3d-cell-culture/truegel3d">https://www.sigmaaldrich.com/ZA/en/technical-documents/technical-article/cell-culture-and-cell-culture-analysis/3d-cell-culture/truegel3d</a> (2024).</li>
<li>Braccini, S., Tacchini, C., Chiellini, F., Puppi, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymeric+hydrogels+for+in+vitro+3d+ovarian+cancer+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Polymeric hydrogels for in vitro 3d ovarian cancer modeling.</a> Int J Mol Sci. 23 (6), 3265(2022).</li>
<li>Mashinchian, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+transcriptomic+profiling+using+cell+encapsulation+identifies+effector+pathways+of+systemic+aging%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">In vivo transcriptomic profiling using cell encapsulation identifies effector pathways of systemic aging.</a> eLife. 11, e57393(2022).</li>
<li>Matsushige, C., Xu, X., Miyagi, M., Zuo, Y. Y., Yamazaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rgd-modified+dextran+hydrogel+promotes+follicle+growth+in+three-dimensional+ovarian+tissue+culture+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Theriogenology%22%5BJournal%5D)">Rgd-modified dextran hydrogel promotes follicle growth in three-dimensional ovarian tissue culture in mice.</a> Theriogenology. 183, 120-131 (2022).</li>
<li>Marx, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+some+labs+put+more+bio+into+biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">How some labs put more bio into biomaterials.</a> Nat Methods. 16 (5), 365-368 (2019).</li>
<li>Marques, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photobiomodulation+therapy+weaknesses%5BTitle%5D)+AND+%22Laser+Dent+Sci%22%5BJournal%5D)">Photobiomodulation therapy weaknesses.</a> Laser Dent Sci. 6 (3), 131-132 (2022).</li>
<li>Hamblin, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+and+mitochondrial+redox+signaling+in+photobiomodulation%5BTitle%5D)+AND+%22Photochem+Photobiol%22%5BJournal%5D)">Mechanisms and mitochondrial redox signaling in photobiomodulation.</a> Photochem Photobiol. 94 (2), 199-212 (2018).</li>
<li>Chen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-level+controllable+blue+LEDs+irradiation+enhances+human+dental+pulp+stem+cells+osteogenic+differentiation+via+transient+receptor+potential+vanilloid+1%5BTitle%5D)+AND+%22J+Photochem+Photobiol+B%22%5BJournal%5D)">Low-level controllable blue LEDs irradiation enhances human dental pulp stem cells osteogenic differentiation via transient receptor potential vanilloid 1.</a> J Photochem Photobiol B. 233, 112472(2022).</li>
<li>Chang, S. -Y., Carpena, N. T., Kang, B. J., Lee, M. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+photobiomodulation+on+stem+cells+important+for+regenerative+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Lasers%22%5BJournal%5D)">Effects of photobiomodulation on stem cells important for regenerative medicine.</a> Med Lasers. 9 (2), 134-141 (2020).</li>
<li>Bikmulina, P. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beyond+2d%3A+Effects+of+photobiomodulation+in+3d+tissue-like+systems%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Beyond 2d: Effects of photobiomodulation in 3d tissue-like systems.</a> J Biomed Opt. 25 (4), 048001(2020).</li>
<li>Ahmadi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transplantation+of+photobiomodulation-preconditioned+diabetic+stem+cells+accelerates+ischemic+wound+healing+in+diabetic+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Res+Ther%22%5BJournal%5D)">Transplantation of photobiomodulation-preconditioned diabetic stem cells accelerates ischemic wound healing in diabetic rats.</a> Stem Cell Res Ther. 11 (1), 494(2020).</li>
<li>Mao, A. S., Mooney, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regenerative+medicine%3A+Current+therapies+and+future+directions%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Regenerative medicine: Current therapies and future directions.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (47), 14452-14459 (2015).</li>
<li>De Andrade, A. L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+photobiomodulation+on+the+behaviour+of+mesenchymal+stem+cells+in+three-dimensional+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Med+Sci%22%5BJournal%5D)">Effect of photobiomodulation on the behaviour of mesenchymal stem cells in three-dimensional cultures.</a> Lasers Med Sci. 38 (1), 221(2023).</li>
<li>Diniz, I. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photobiomodulation+of+mesenchymal+stem+cells+encapsulated+in+an+injectable+rhbmp4-loaded+hydrogel+directs+hard+tissue+bioengineering%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Physiol%22%5BJournal%5D)">Photobiomodulation of mesenchymal stem cells encapsulated in an injectable rhbmp4-loaded hydrogel directs hard tissue bioengineering.</a> J Cell Physiol. 233 (6), 4907-4918 (2018).</li>
<li>Carter, M., Shieh, J. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCarter%2C+M+%22Guide+to+Research+Techniques+in+Neuroscience%22">Guide to Research Techniques in Neuroscience</a>. , Elsevier, Academic Press. (2015).</li>
<li>Lutolf, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+matrix+metalloproteinase-sensitive+hydrogels+for+the+conduction+of+tissue+regeneration%3A+Engineering+cell-invasion+characteristics%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Synthetic matrix metalloproteinase-sensitive hydrogels for the conduction of tissue regeneration: Engineering cell-invasion characteristics.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 100 (9), 5413-5418 (2003).</li>
<li>Robledo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spheroids+derived+from+the+stromal+vascular+fraction+of+adipose+tissue+self-organize+in+complex+adipose+organoids+and+secrete+leptin%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Res+Ther%22%5BJournal%5D)">Spheroids derived from the stromal vascular fraction of adipose tissue self-organize in complex adipose organoids and secrete leptin.</a> Stem Cell Res Ther. 14 (1), 70(2023).</li>
<li>Landry, J., Freyer, J. P., Sutherland, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shedding+of+mitotic+cells+from+the+surface+of+multicell+spheroids+during+growth%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Physiol%22%5BJournal%5D)">Shedding of mitotic cells from the surface of multicell spheroids during growth.</a> J Cell Physiol. 106 (1), 23-32 (1981).</li>
<li>Bogacheva, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells+into+definitive+endoderm+cells+in+various+flexible+three-dimensional+cell+culture+systems%3A+Possibilities+and+limitations%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Dev+Biol%22%5BJournal%5D)">Differentiation of human pluripotent stem cells into definitive endoderm cells in various flexible three-dimensional cell culture systems: Possibilities and limitations.</a> Front Cell Dev Biol. 9, 726499(2021).</li>
<li>Chen, X., Thibeault, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biocompatibility+of+a+synthetic+extracellular+matrix+on+immortalized+vocal+fold+fibroblasts+in+3-d+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Biocompatibility of a synthetic extracellular matrix on immortalized vocal fold fibroblasts in 3-d culture.</a> Acta Biomater. 6 (8), 2940-2948 (2010).</li>
<li>Crous, A., Van Rensburg, M. J., Abrahamse, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+and+consecutive+application+of+near-infrared+and+green+irradiation+modulates+adipose+derived+stem+cell+proliferation+and+affect+differentiation+factors%5BTitle%5D)+AND+%22Biochimie%22%5BJournal%5D)">Single and consecutive application of near-infrared and green irradiation modulates adipose derived stem cell proliferation and affect differentiation factors.</a> Biochimie. 196, 225-233 (2022).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין אינטרסים מתחרים.

ADSCs הם סוג תא אידיאלי לשימוש ברפואה רגנרטיבית מכיוון שהם מעוררים תהליכים שונים המסייעים בריפוי פצעים 3,4. עם זאת, ישנם מספר אתגרים שיש לעקוף, למשל, שיעורי הישרדות ירודים וקליטה לא יעילה של התאים באתר פציעה9. תאים אימורטליים שימשו כקו תאים זמין מסחרית, מכיוון שניתן לעבור אותם במשך דורות רבים יותר בהשוואה לתאים ראשוניים, אין צורך לקצור אותם, הם מאופיינים היטב, והם אוכלוסיות הומוגניות המבטיחות תוצאות עקביות31. מטרת מ...

ADSCs הם תאי אב מזנכימליים רב-פוטנטיים בעלי יכולת לחדש את עצמם ולהתמיין למספר שושלות תאים. תאים אלה ניתן לקצור מן החלק כלי הדם סטרומה (SVF) של רקמת השומן במהלך הליך lipoaspiration1. ADSCs התגלו כסוג תאי גזע אידיאלי לשימוש ברפואה רגנרטיבית מכיוון שתאים אלה נמצאים בשפע, זעיר פולשניים לקציר, נגישים בקלות ומאופיינים היטב2. טיפול בתאי גזע מציע אפיק אפשרי לריפוי פצעים על ידי גירוי נדידת תאים, התפשטות, ניאו-וסקולריזציה והפחתת דלקת בתוך פצעים 3,4. כ-80% מיכולת ההתחדשות של ADSCs מיוחסת לאיתות פרקריני באמצעות ההפרשה5 שלהם. בעבר, הוצע כי הזרקה מקומית ישירה של תאי גזע או גורמי גדילה לרקמות פגועות יכולה להיות בלתי חוקית מספיק במנגנוני תיקון in vivo 6,7,8. עם זאת, גישה זו התמודדה עם מספר אתגרים, כגון הישרדות ירודה וקליטת תאי גזע מופחתת בתוך רקמות פגועות כתוצאה מהסביבה הדלקתית 9. יתר על כן, אחת הסיבות שצוינו הייתה היעדר מטריצה חוץ-תאית לתמיכה בהישרדות ובתפקוד של התאים המושתלים10. כדי להתגבר על אתגרים אלה, מושם כעת דגש על פיתוח נשאים ביו-חומריים לתמיכה בכדאיות תאי גזע ובתפקודם.
תרבית תאים תלת-ממדית (תלת-ממדית) משפרת את האינטראקציה בין תאים לתאים ותא למטריצה במבחנה כדי לספק סביבה הדומה יותר לסביבה in vivo 11. הידרוג'לים נחקרו בהרחבה כקבוצה של נשאים ביו-חומריים המספקים סביבה תלת-ממדית לתרבית תאי גזע. מבנים אלה עשויים מים ופולימרים מוצלבים12. לאנקפסולציה של ADSCs בהידרוג'ל אין כמעט השפעה ציטוטוקסית על התאים במהלך התרבית תוך שמירה על יכולת הקיום של התאים6. תאי גזע שגודלו בתרבית תלת-ממדית מפגינים שימור משופר של גזעם ויכולת התמיינות משופרת13. באופן דומה, ADSCs מזרעי הידרוג'ל הדגימו כדאיות מוגברת וסגירת פצעים מואצת במודלים של בעלי חיים14. יתר על כן, אנקפסולציית הידרוג'ל מגדילה באופן משמעותי את התפיסה והשמירה של ADSCs בפצעים15,16. TrueGel3D עשוי מפולימר, אלכוהול פוליוויניל או דקסטרן, שהתמצק על ידי קרוסלינקר, ציקלודקסטרין או פוליאתילן גליקול17. הג'ל הוא הידרוג'ל סינתטי שאינו מכיל מוצרים מן החי שעלולים להפריע לניסויים או לעורר תגובה חיסונית במהלך השתלת הג'ל למטופל תוך חיקוי יעיל של מטריצה חוץ-תאית18. הג'ל ניתן להתאמה אישית מלאה על ידי שינוי הרכב ורכיבים בודדים. הוא יכול להכיל תאי גזע שונים ולתמוך בהתמיינות של מספר סוגי תאים על ידי התאמת קשיחות הג'ל19. ניתן ליצור אתרי התקשרות באמצעות הוספת פפטידים20. הג'ל מתכלה על ידי הפרשת מטאלופרוטאזים, מה שמאפשר נדידת תאים21. לבסוף, זה ברור ומאפשר טכניקות הדמיה.
PBM היא צורה זעיר פולשנית וקלה לביצוע של טיפול לייזר ברמה נמוכה המשמש לגירוי כרומופורים תוך תאיים. אורכי גל שונים יוצרים השפעות שונות על תאים22. אור בתחום האדום עד קרוב לאינפרא אדום מעורר ייצור מוגבר של אדנוזין טריפוספט (ATP) ומיני חמצן תגובתי (ROS) על ידי הגברת השטף דרך שרשרת הובלת האלקטרונים23. האור בטווח הכחול והירוק מעורר תעלות יונים מגודרות אור, ומאפשר זרימה לא ספציפית של קטיונים, כגון סידן ומגנזיום, לתוך התאים, אשר ידוע כמגביר התמיינות24. ההשפעה נטו היא יצירת שליחים משניים המעוררים שעתוק של גורמים המפעילים תהליכים תאיים במורד הזרם כגון הגירה, התפשטות והתמיינות25. PBM יכול לשמש כדי להתנות מראש תאים כדי להתרבות או להתמיין לפני השתלת התאים לסביבה שלילית, למשל, רקמה פגומה26. חשיפה ל-PBM לפני ואחרי ההשתלה (630 ננומטר ו-810 ננומטר) של ADSCs שיפרה באופן משמעותי את הכדאיות והתפקוד של תאים אלה in vivo בחולדה סוכרתית מודל27. רפואה רגנרטיבית דורשת מספר מספיק של תאים לתיקון יעיל של רקמות28. בתרבית תאים תלת-ממדית, ADSCs נקשרו לקצב התפשטות איטי יותר בהשוואה לתרבית תאים דו-ממדית6. עם זאת, PBM יכול לשמש כדי להגדיל את תהליך תרבית התאים התלת-ממדית של ADSCs על ידי שיפור הכדאיות, ההתפשטות, ההגירה וההתמיינות29,30.

<table><tbody><tr><td>לייזר דיודה 525 ננומטר</td><td>מרכז הלייזר הלאומי של דרום אפריקה</td><td>EN 60825-1:2007</td><td></td></tr><tr><td>לייזר דיודה 825 ננומטר</td><td>מרכז הלייזר הלאומי של דרום אפריקה</td><td>SN 101080908ADR-1800</td><td></td></tr><tr><td>96 לוחות רצועות באר</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>BR782301</td><td></td></tr><tr><td>אמפוטריצין B</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>A2942</td><td>אנטיביוטיקה (0.5%; 0.5 מ"ל)</td></tr><tr><td>CellTiter-Glo כדאיות תאים תלת מימדיים בדיקת</td><td>Promega</td><td>G9681</td><td>מגיב ATP, ערכת בדיקת התפשטות</td></tr><tr><td>קורנינג 2 מ"ל פוליפרופילן חיצוני הברגה בקבוקון קריוגני</td><td>קורנינג</td><td>430659</td><td>קריוביאלי</td></tr><tr><td>CryoSOfree</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C9249</td><td>מדיה להקפאת תאים</td></tr><tr><td>CytoTox96 בדיקת ציטוטוקסיות לא רדיואקטיבית</td><td>Promega</td><td>G1780</td><td>מגיב ציטוטוקסיות</td></tr><tr><td>Dulbecco' s Modified Eagle Media</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D5796</td><td>מדיום בזאלי (39 מ"ל/44 מ"ל)</td></tr><tr><td>מד כוח לייזר FieldMate</td><td>קוהרנטי</td><td>1098297</td><td></td></tr><tr><td>קורנינג עם תחתית שטוחה 96 צלחת פוליסטירן שקופה היטב</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>CLS3370</td><td></td></tr><tr><td>סרום בקר עוברי</td><td>Biochrom</td><td>S0615</td><td>תרבית העשרה בינונית (5 מ"ל; 10% / 10 מ"ל; 20%)</td></tr><tr><td>תמיסת מלח מאוזנת של הנקס (HBSS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H9394</td><td>תמיסת שטיפה</td></tr><tr><td>Heracell 150i CO2 אינקובטור</td><td>Thermo Scientific</td><td>51026280</td><td></td></tr><tr><td>Heraeus Labofuge 400</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>75008371 ספינר צלחת ל-96 צלחות באר</td></tr><tr><td>Heraeus Megafuge 16R צנטריפוגה</td><td>ThermoFisher</td><td>75004270</td><td></td></tr><tr><td>ADSCs מונצחים</td><td>ATCC</td><td>ASC52Telo hTERT, ATCC SCRC-4000</td><td>Passage 37</td></tr><tr><td>Invitrogen Countess 3</td><td>Invitrogen</td><td>AMQAX2000</td><td>מונה סלולרי אוטומטי לאמבט מים Trypan Blue</td></tr><tr><td>Julabo TW20</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z615501</td><td>אמבט מים המשמש לחימום מדיה ל -37 מעלות; C</td></tr><tr><td>Olympus CellSens Entry</td><td>Olympus</td><td>גרסה 3.2 (23706)&nbsp;</td><td>תוכנת הדמיה: רכישת תמונות דיגיטליות</td></tr><tr><td>אולימפוס CKX41</td><td>אולימפוס</td><td>SN9B02019</td><td>מיקרוסקופ אור הפוך</td></tr><tr><td>מצלמת אולימפוס SC30</td> מצלמת <td>אולימפוס</td><td>SN57000530</td><td>מחוברת למיקרוסקופ אור</td></tr><tr><td>הפוך קורנינג אטום דופן 96 מיקרו-לוחות פוליסטירן מוצקים היטב</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>CLS3912</td><td>אטום משמש היטב לזוהר ATP</td></tr><tr><td>פניצילין-סטרפטומיצין</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>P4333</td><td>אנטיביוטיקה (0.5%; 0.5 מ"ל)</td></tr><tr><td>SigmaPlot 12.0</td><td>Systat תוכנה משולבת</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TrueGel3D &ndash; True3</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>TRUE3-1KT</td><td>10 ומיקרו; L</td></tr><tr><td>TrueGel3D תמיסת התא האנזימטית</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>TRUEENZ</td><td>01:20</td></tr><tr><td>Trypan Blue</td><td>Stain Thermo Fisher - Invitrogen</td><td>T10282</td><td>תמיסה 0.4%</td></tr><tr><td>TrypLE Select Enzyme (1x)</td> <td>Gibco</td><td>12563029</td><td>תמיסת ניתוק תאים</td></tr><tr><td>Victor Nivo קורא צלחות</td><td>פרקין אלמר</td><td>HH3522019094</td><td>קורא צלחות ספקטרופוטומטרי</td></tr></tbody></table>

תרבית תאים תלת מימדית של תאי גזע שמקורם בשומן בהידרוג'ל עם הגדלת פוטוביומודולציה

Three&#45;Dimensional Cell Culture of Adipose-Derived Stem Cells in a Hydrogel with Photobiomodulation Augmentation

תאי גזע שמקורם בשומן (ADSCs), בעלי תכונות מזנכימליות רב-עוצמה הדומות לתאי גזע, משמשים לעתים קרובות ברפואה רגנרטיבית בשל יכולתם למגוון רחב של התמיינות תאים ויכולתם להגביר את הנדידה, ההתרבות ולמתן דלקת. עם זאת, ADSCs לעתים קרובות להתמודד עם אתגרים בהישרדות וקליטה בתוך פצעים, בעיקר בשל תנאים דלקתיים שליליים. כדי לטפל בבעיה זו, הידרוג'לים פותחו כדי לשמור על כדאיות ADSC בפצעים ולזרז את תהליך ריפוי הפצע. כאן, שאפנו להעריך את ההשפעה הסינרגטית של פוטוביומודולציה (PBM) על התפשטות ADSC וציטוטוקסיות במסגרת תרבית תאים תלת-ממדית. ADSCs אימורטליים נזרעו לתוך הידרוג'לים של 10 μL בצפיפות של 2.5 x 103 תאים והיו נתונים לקרינה באמצעות דיודות 525 ננומטר ו 825 ננומטר בשטף של 5 J / cm2 ו 10 J / cm2. שינויים מורפולוגיים, ציטוטוקסיות והתפשטות הוערכו 24 שעות ו-10 ימים לאחר החשיפה ל-PBM. ה-ADSCs הציגו מורפולוגיה מעוגלת ופוזרו לאורך הג'ל כתאים בודדים או כאגרגטים ספרואידים. חשוב לציין, הן PBM והן מסגרת תרבית תלת-ממדית לא הציגו השפעות ציטוטוקסיות על התאים, בעוד PBM שיפר באופן משמעותי את שיעורי ההתרבות של ADSCs. לסיכום, מחקר זה מדגים את השימוש בהידרוג'ל כסביבה תלת-ממדית מתאימה לתרבית ADSC ומציג PBM כאסטרטגיית הגדלה משמעותית, במיוחד תוך התייחסות לקצב ההתרבות האיטי הקשור לתרבית תאים תלת-ממדית.

כדי להעריך את המורפולוגיה ולבחון חזותית את צפיפות התאים של ההידרוג'לים, נעשה שימוש במיקרוסקופ הפוך (איור 2). ה-ADSCs שמרו על מורפולוגיה מעוגלת 24 שעות לאחר הזריעה והחשיפה ל-PBM. התאים היו מפוזרים ברחבי הג'ל כתאים בודדים או באשכולות דמויי ענבים. המורפולוגיה נותרה ללא שינוי לאחר 10 ימים בתרבות תלת ממדית. לא נצפה הבדל מוחלט במורפולוגיה בין קבוצות הניסוי והבקרות או בין קבוצות הניסוי השונות.
כדי להעריך את ההשפעות ציטוטוקסיות של חשיפה ל-PBM ותרבית תלת-ממדית באמצעות הידר...

כאן, אנו מציגים פרוטוקול המדגים את השימוש בהידרוג'ל כמסגרת תלת ממדית (3D) לתרבית תאי גזע שמקורם בשומן (ADSC) ומציגים פוטוביומודולציה (PBM) כדי להגביר את התפשטות ADSCs במסגרת התרבית התלת-ממדית.

Adipose-derived stem cells (ADSCs), possessing multipotent mesenchymal characteristics akin to stem cells, are frequently employed in regenerative ...

המרכז לחקר לייזר מוביל מאמצים לחקור פוטותרפיה או קרינת לייזר של רקמות ביולוגיות, תוך התמקדות בפוטוביומודולציה של תאי גזע לטיפול רגנרטיבי. במחקר זה חקרנו פוטוביומודולציה של תאי גזע בתאי גזע שמקורם בשומן באמצעות תרבית תאים תלת-ממדית. מחקרים אחרונים מתמקדים בשילוב פוטוביומודולציה ותאי גזע שמקורם בשומן לטיפול רגנרטיבי בתאי גזע.מחקרים הראו כי פוטוביומודולציה משפרת את יכולת הקיום, ההתרבות ופוטנציאל ההתמיינות של תאי גזע. טכניקות תרבית תאים תלת-ממדיות הן התקדמות במחקר הפוטוביומודולציה. תרבית תאים תלת-ממדית מספקת לנו סביבה רלוונטית מבחינה פיזיולוגית לחקר התנהגות התא.המחקר הנוכחי הראה כי להידרוג'ל אין השפעה ציטוטוקסית על תאים במשך תקופת תרבית של 10 ימים. ולפוטוביומודולציה זו יש פוטנציאל אוגמנטטיבי חיובי משמעותי והיא יכולה לווסת באופן משמעותי את שיעורי ההתרבות של תאי גזע מזנכימליים שמקורם בשומן למרות היותם בתרבית תאים תלת ממדית. תוצאות המחקר הנוכחי יסללו את הדרך לפיתוח פרמטרים פוטוביומודולטיביים סטנדרטיים ותנאי תרבית להתמיינות תאי גזע מזנכימליים שמקורם בשומן לסוגים שונים של תאים מתמחים, במיוחד טנוציטים.

three-dimensional-cell-culture-adipose-derived-stem-cells-hydrogel

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

פרוטוקול זה מתמקד ניצול היכולת הטמונה בתאי גזע כדי לקחת את המקל מ מטריקס הסובבת אותם תאי ו להיגרם להתמיין פנוטיפים רבים. זה כתב היד שיטות משתרע תיאור שלנו ואפיון של המודל ניצול הידרוג bilayered, המורכבת PEG-הפיברין וכן קולגן, בו זמנית לשתף להבדיל השומן שמקורם בתאי...

הנדסת Hydrogel Bilayered לשלוט בידול ASC

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לאנקפסולציה של תאים קטבוליים, הצורכים שומנים לייצור חום ברקמת השומן התוך-בטנית ומגבירים את פיזור האנרגיה בעכברים שמנים.

Encapsulation תרמוגנית Preadipocytes להשתלה לבסיס מיון רקמת שומן

אנו מתארים תהליך רציף להיווצרות בתיווך אור ודפוס ביוכימי לאחר מכן של מטריצות הידרוג'ל סינתטיות ליישומי תרבית תאים תלת מימדיים. מודגמת בנייה ושינוי של הידרוג'לים עם כימיה של פוטו-קליק תואם ציטו. בנוסף, מוצגות טכניקות קלות לכימות והתבוננות בדפוסים וקביעת כדאיות התאים בתוך הידרוג'לים אלה.

אור בתיווך גיבוש דפוסים של הידרוג עבור יישומי תרבית תאים

הבידול של adipocytes לבן ובייז של רקמת שומן אבות כלי הדם נושא פוטנציאל שיפור חילוף החומרים ההשמנה. נתאר פרוטוקולים של CD34 + CD31 + בידוד תאי אנדותל של שומן אנושי ואת הבאים במבחנה הרחבה, בידול לתוך לבן ובייז adipocytes. הם דנו מספר יישומים במורד הזרם.

בידוד, הרחבה, אינדוקציה Adipogenic CD34 + CD31 + תאי אנדותל של אדם עם פגיעה ו התת-עורית שומן

שומן לבן (וואט) יש ליקויים קריטי הדגמים תרבות הראשי הנוכחי שלה, הפרעה מטבולית מחקרים ופיתוח תרופתי. כאן, אנו מציגים פרוטוקול לייצר מערכת microphysiological אדיפוז מאת וואט sandwiching בין גליונות של תאי סטרומה. מבנה זה מספק פלטפורמה יציבה וניתנת להתאמה לתרבות וואט העיקרי.

פלטפורמה Microphysiologic שומן אנושי: דחוקה שומן לבן

אנו מתארים האדם 3D מטריקס-adipocyte מערכת תרבות מבחנה המאפשרת ניתוח של התפקידים של מטריקס ואדיפוציטים בתרומה לפנוטיפ רקמה מטבולית של רקמת השומן.

שלושה תלת-ממד של מטריקס-Adipocyte מודל תרבות המודל ללימוד תא מטריקס-מטבולית הסלולר

כאן, אנו מתארים את הייצור בקנה מידה גדול של כדוריות סטרומליות/תאי גזע שמקורן בשומן (ASC) באמצעות מערכת פיפטינג אוטומטית כדי לזרוע את תרחיף התא, ובכך להבטיח הומוגניות של גודל וצורת ספרואידים. כדורי ASC אלה יכולים לשמש כאבני בניין לגישות הדפסה ביולוגית תלת-ממדית.

ייצור אוטומטי בקנה מידה גדול של כדורי תאי גזע שמקורם בשומן להדפסה ביולוגית תלת-ממדית

מוצרים קסנוגניים (כימיים או מן החי) שהוכנסו בשלבי ההכנה/מניפולציה של הטיפול התא קשורים לסיכון מוגבר לתגובתיות חיסונית ולהעברה פתוגנית בחולים מארחים. כאן מתוארת שיטה שלמה נטולת קסנוגנים לבידוד והרחבה חוץ גופית של תאי גזע שמקורם בשומן אנושי.

בידוד ותרבית של תאי גזע שמקורם בשומן אנושי בשיטה חדשנית נטולת קסנוגניות לטיפול בבני אדם

מקטע כלי דם סטרומה מבודד מכנית (SVF) בשילוב עם הידרוג'ל פיברין מציע נשאות קלה ויעילה לתאי סטרומה ברי קיימא שמקורם בשומן עבור אינדיקציות שונות, כולל הנדסת רקמות או מטרות ריפוי פצעים. כאן, אנו מציגים את ההכנה של מבנה מכני SVF (mSVF)-פיברין הידרוג'ל למחקר תרגומי ויישום קליני.

השילוב של מקטע כלי דם סטרומה מבודד מכנית והידרוג'ל פיברין: פרוטוקול עיבוד

היכולת של בתאי גזע עובריים אנושיים עצמית לחדש להתמיין לכל סוגי התאים בגוף עולה כי הם מחזיקים הבטחה גדולה עבור שניהם יישומים רפואיים ככלי מחקר להתמודדות עם שאלות יסוד בהתפתחות מחלות. כאן, אנו מספקים תמציתי, צעד אחר צעד פרוטוקול הגזירה של בתאי גזע עובריים אנושיים מעוברים על ידי בידוד immunosurgical של מסת התאים הפנימית.

גזירת בתאי גזע עובריים אנושיים על ידי Immunosurgery

למדו שיטת תרבית תלת מימדית של תאי גזע שמקורם בשומן בהידרוג'ל עם פוטוביומודולציה. הטכניקה מדגימה כיצד לייעל שרידות ות proliferation של תאים לטיפולים רגנרטיביים.

תרבית תאים תלת מימדית של תאי גזע שמקורם בשומן בהידרוג'ל עם הגדלת פוטוביומודולציה

גלה סרטונים נוספים