Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

Sinovya Sıvısı Kültürleme İnsan Eklem kondrosit 3D Sistemi

Published: January 31, 2012 doi: 10.3791/3587
Automatic Translation
1, 2, 1
1Department of Anatomy and Cellular Biology, Tufts University School of Medicine, 2Department of Rheumatology, Tufts Medical Center

Summary

Sinovyal sıvıda yüksek düzeyde insan eklem kondrosit kültür 3D sistemi açıklanmıştır. Sinovyal sıvı eklem kıkırdağı için en doğal mikroçevresinin yansıtır ve kolayca elde ve saklanabilir. Bu sistem, böylece kıkırdak rejenerasyon eğitim ve artrit tedavisi için tarama terapötikler için kullanılabilir.

Abstract

Kıkırdak imha osteoartrit merkezi bir patolojik özellik, ABD'nin önde gelen sakatlık nedenidir. Kıkırdak yetişkin in vivo olarak çok verimli bir şekilde yeniden değildir; ve bunun sonucu olarak, osteoartrit, kıkırdak kaybı geri döndürülemez açar ve kronik ağrı ve hareketsizlik 1,2 eşlik ediyor . Kıkırdak doku mühendisliği, doku işlevini yeniden ve geri yüklemek için umut verici bir potansiyel sunmaktadır. Bu teknoloji, genellikle doğal veya sentetik iskeleleri ve kültür içine çıkan 3D 3-6 in vivo bir defekt içine nakledilen bir biyokimyasal ve biyomekanik olgun doku mühendisliği amacı ile bir süre içinde dengeli bir orta inşa ekim kondrosit içerir . Kondrosit büyüme ve matriks birikimi için optimal bir durum ulaşmak kıkırdak doku mühendisliği başarısı için esastır.

Arktik doğal eklem boşluğu, kıkırdakkemik bilirsiniz yüzey sinovyal sıvıdaki yıkanıyor. Bu berrak ve yapışkan sıvı besin sağlar avasküler eklem kıkırdağı ve büyüme faktörleri, sitokinler ve kondrosit metabolizması 7,8 için önemli olan enzimleri içerir. Ayrıca, eklem sıvısı ile kıkırdak yüzeyler arasında esas olarak iki temel bileşen, hyaluronan ve lubricin 9 10 salgılayan düşük sürtünme hareketi kolaylaştırır. Buna karşın, doku mühendislik kıkırdak en sık yapay medyada kültüre. Bu medya muhtemelen kondrosit metabolizması eğitim için daha fazla tanımlanmış koşullar sağlamak mümkün iken, eklem sıvısı, eklem kondrosit içinde bulunduğu doğal çevreye en doğru yansıtan

Gerçekten de, sinoviyal sıvı almak ve saklamak için kolay olma avantajı vardır ve genellikle düzenli olarak vücut tarafından doldurulan olabilir. Çeşitli gruplar büyüyen insan, sığır, tavşan ve köpek c sinovyal sıvı ile kültür ortamı takviyehondrocytes, ancak çoğunlukla sadece sinoviyal sıvı (% 20 altında) 11-25 düşük düzeylerde kullanılır. Tavuk, at ve insan kondrosit sinovyal sıvıda yüksek yüzdesi ile orta kültüre alınmış olsa da, bu kültür sistemleri, iki boyutlu 26-28 edildi. Burada 21 günlük bir süre içinde sinoviyal sıvının yüksek bir yüzdesi (% 100'e kadar) insan eklem kondrosit kültür yöntemi ile 3D sistemi mevcut. Bunu yaparken, biz üstesinden sinovyal sıvıda yüksek viskozite tarafından sunulan önemli bir engel. Bu sistem, 3 boyutlu bir ortamda, daha doğal ortam taklit kıkırdak için doğal ortamı oluşturan diğer iki önemli faktörler (oksijen basıncı ve mekanik yükleme) 29,30 ile kombine edilebilir sinoviyal sıvı insan kondrosit eğitim imkanı sağlar kıkırdak büyüme. Ayrıca, Bu sistem kondrosit sinoviyal sıvı aktivitesi assaying için kullanılır ve geliştirmek için bir platform sağlamak olabilirkıkırdak rejenerasyon teknolojileri ve artrit için tedavi seçenekleri.

Protocol

Sinoviyal sıvı, kültür, insan eklem kondrosit için bir 3D sistemi

Bu çalışmada, modifiye edilmiş bir imalat önerilen kapsülleme protokolü (Lonza, ve 31) kullanılarak aljinat boncuk insan eklem kondrosit kapsüllü. Bu 3D yapıları kullanarak, çeşitli yüzdeler insan sinovyal sıvı içeren bir kültür ortamı kültür hücreleri için bir sistem geliştirdik ve kıkırdak gen ekspresyonu için bu 3 boyutlu yapıları değerlendirilir.

1. Üç boyutlu (3D) kapsülleme için insan eklem kondrosit hazırlayın (HAC)

  1. Insan eklem kondrosit (HAC) (Lonza) (Passage 2) 37 ° C su banyosunda 1 dakika için bir şişe (1 ml) Çözülme.
  2. Kondrosit büyüme ortam (Lonza) hücreleri toplamak için 3-5 dakika süreyle 3000 rpm'de santrifüj 1 ml ile karıştırın. Süpernatantı atın.
  3. Kondrosit büyüme ortamı yeniden süspanse hücre pelletini (Lonza).
  4. 10 cm doku Levha hücrelerikültür plakasına (BD Biosciences), kondrosit büyüme ortamı (Lonza) kültür ve hücrelerin konfluent. kadar. HACs 3 veya 4 den daha yüksek (P3 veya P4) bir geçiş sayısı kullanılmalıdır.
  5. Aljinat boncuk kapsülleme hücreleri toplamak için trypsinzation takip 155mm NaCl yerine standart PBS, plaka üzerinde HACs yıkayın. Hücreleri müstakil, 5dakika 3000rpm hücreler aşağı doğru döndürün. Hücreler artık 3D kapsülleme için hazır.

2. 3D boncuk HACs kapsülleyen

8x10 5 hücre / ml yoğunluğu% 1.2 aljinat çözeltisi (Sigma) HACs tekrar Hücre sayıları kullanarak, standart bir cep sayacı önce kapsülleme belirlendi. Bu çok önemli bir boncuk hücrelerin eşit dağılımını sağlamak için iyice karıştırın.

  1. Pipet 22-gauge iğne (Tyco sağlık, Inc.) Bağlı 12 ml enjektöre HAC / Aljinatta çözüm karışımı.
  2. Bu arada, 50 ml beher 102 m hazırlamak.Bir ses seviyesinde M CaCl 2 5 kez HAC / aginate çözüm. Yerleştirin ve bir kabın içinde karıştırın çubuğunda (yaklaşık 150 rpm'de) 102 mM CaCl 2 çözümü yavaş yavaş karıştırın .
  3. CaCl 2 çözüm yüzeyinden yaklaşık 6 inç şırınga ucu tutun ve CaCl 2 çözüm damla damla içine HAC / aljinat karışımı ekleyin. Genel olarak, aljinat boncuk yaklaşık 10 4 hücre / boncuk bir kapsülleme yoğunluğu ile çapı 2mm. Not: CaCl 2 çözüm üzerinde şırınga yüksekliği önemlidir. Kısa mesafe düzensiz mekanik bütünlüğü ve hücre kapsülleme neden, küresel şekilli boncuk yerine şeklindeki gözyaşı damla neden olacaktır.
  4. Boncuklar ilave edin, 20-25 dakika süreyle CaCl 2 çözüm olsun . Diğer aljinat encapsulation protokoller 10dk çok daha kısa bir inkübasyon süresi işaret ederken, biz CaCl 2 çözümü ile inkübasyon süresi daha uzun olabilir bütünlüğünü gelişmiş bulundu.reklamlar.
  5. CaCl 2 çözüm çıkarın, kondrosit farklılaşmasını orta (Lonza) bir kez daha sonra 2-3 defa 2-3 hacim NaCl boncuk yıkayın ve. Aljinat boncuk encapsulation protokoller yukarıdaki yıkama işlemleri için bir filtre kullanarak ilgili olsa da, biz genellikle böylece encapsulation etkinliğini azaltan aljinat boncuklar, filtre ve kuru bir çıkış tuzak haline bulundu. Biz en verimli boncuk atılmadan önce beher alt çözüm yerleşmek için izin bulundu.
  6. Boncuk kültür kaplarına transferi için standart bir spatula kullanın. Biz genellikle kültür kondrosit büyüme ortamında 2 gün 3 cm başına 12 boncuk kondrosit sürecinden önce sinovyal sıvı ile kondrosit farklılaşmasını orta (Lonza) geçiş yetiştiği ortamda ayarlamak için izin vermek.

3. Sinoviyal sıvı kültür ortamında Kültür kondrosit

  1. Taze sinoviyal sıvı bir o elde edilebilirutpatient kliniği (sinoviyal sıvı Tufts Tıp Merkezi'nden elde edilen). Sinovyal sıvı laboratuvarda 15ml şahin tüpler ve hemen 15 dakika için 3000 rpm'de santrifüj hücre enkaz kaldırmak için olabilir. 1,5 mL mikrosantrifüj tüpler içine kısım hücre ücretsiz sinovyal sıvı, donma-çözülme tekrarlanan önlemek için. Süpernatant -80 ° C kullanana kadar saklanabilir.
  2. Önce kültür, sabit bir 100 mM askorbik asit konsantrasyonu ve 9 mM CaCl 2 (2 CaCl bu iz miktar aljinat bütünlüğünü sağlamak için, hacimsel oranları değişen kondrosit farklılaşması orta sinovyal sıvı karışımı (CDM, Lonza) boncuk gibi).
  3. 37 ° C inkübatör içinde sallanan platform üzerinde plaka tutun (sallanan frekansı: yaklaşık 75 kez / dk) aljinat boncuklar içinde besin dağıtım yardımcı olmak ve boncuk topaklanma azaltmak için. Bu zaman uzun bir süre için (en fazla 4 hafta) kültürü bu kondrosit olarak özellikle önemlidir. NotKondrosit büyüme ve farklılaşma medya (Lonza) iki yaygın olarak kullanılan antibiyotik gentamisin ve amfoterisin içerirken kondrosit kültür için farklı yüzde sinovyal sıvı kullanıldığı zaman, herhangi bir antibiyotik takviyesi vermedi. No kirlenme hiç gözlendi.
  4. Her 2-3 günde bir medya karışımlar değiştirin. Sinovyal sıvının viskozitesi, uzun vadeli kültürleri sırasında aljinat boncuk kapsüllü kültür kondrosit büyük bir engel olmuştur. Biz de aljinat boncuk bütünlüğünü güçlendirir 102mm CaCl 2 (% 50 V / V), sinoviyal sıvı takviye orta sulandırmak için en etkili bulundu. Bu şekilde, orta boncuklar zarar vermeden yavaş yavaş bir pipetlemeyin kaldırılır olabilir.

4. Gen ekspresyon analizi için aljinat boncuk Hasat HACs

Gen ekspresyon analizi için aljinat boncuk HACs hasat zaman özel bir dikkat gerekir.

  1. Aljinat boncuk 3 ti yıkayınher zaman için yaklaşık 5 dakika 102 mM CaCl 2 mes.
  2. 4-5 kez boncuk hacmi 55 mM NaCitrate ekleyerek kondrosit al. Aljinat boncuk NaCitrate çözümü tamamen dalmış olduğu önemlidir. 20-30 dakika sallayın veya kaya.
  3. Hücrelerin Spin ve süpernatantı atın.
  4. RT-PCR analizi için, hücre, hücre lizis tamponunda pelet (Qiagen RNA izolasyon kiti) ve RNA arıtma ile devam tekrar süspansiyon.

5. Histolojik analiz için aljinat boncuk HACs Fix

Özel bakım, histolojik analiz için 3 boyutlu boncuk HACs hasat alınmalıdır.

  1. 5 dakika hakkında her zaman için 102 mM CaCl 2 aljinat boncuk, 3 kere yıkayın . Viskoz sinovyal sıvı tamamen uzak yıkamak için, biz, 37 ° C inkübatör (sallanan frekans de sallanan bir gecede kondrosit farklılaşmasını orta (Lonza) ile yıkamak için en etkili bulundu: yaklaşık 75 kezs / dak). Kondrosit büyüme ortamı, bu uzun süreli yıkama kondrosit hayatta kalmasını sağlamak için ve sabitleme ajanı maksimum penetrasyon sağlamak için kullanılır oldu.
  2. Bir gecede% 70 etanol boncuk Fix ve histolojik analizi ile devam edin. DAPI boyama gerçekleştirmek için, nazik sallanan altında 1hr DAPI çözüm (500ng/ml) ile aljinat boncuk inkübasyon ve 102mm CaCl 2 15 dakika için her zaman 3 kere yıkayın. DAPI görüntüler daha sonra bir floresan mikroskop altında görülebilir. Boncuklar da alcian mavi ve H & E boyama kesitli olabilir.

6. Temsilcisi Sonuçlar

Sinovyal sıvıda yüksek oranda insan kondrosit 3D kültür yöntemi şematik diyagramı Şekil 1'de gösterildiği gibi tasvir edilmiştir. Insan kondrosit aljinat boncuk kapsüllü sonra, onlar, sinovyal sıvı oranları değişen ile takviye ortamda büyümeye izin verildi. Çünkü sinovyal sıvının viskozitesi, esastırkültür kondrosit sürekli sallanan koşullar altında, kıkırdak yapıları topaklanma önlemek ve hatta besinlerin dağılımını sağlamak için. Bu sabitleme veya lizis tamponu boncuklar nüfuz edebilir (Şekil 1), kondrosit almadan önce yoğun aljinat boncuk yıkamak için de çok önemlidir. Aljinat boncuk kondrosit Parlak alan (BF) görüntüleri Şekil 2'de gösterilmiştir. DAPI boyama, boncuk içinde hücrelerin usniform dağılımı (Şekil 2) onaylamak için yapıldı. 21 günlük kültür dönemi sonunda, gen ekspresyon analizi QRT-PCR tarafından yapıldı. Kondrosit 32 qPCR analizi için en güvenilir referans genlerin biri olarak tespit edilmiştir referans gen GAPDH, tüm PCR normalleşmesi için kullanılır oldu. Şekil bir örnek gösterilmiştir. 3, osteoartriti olan altı hastanın sinovyal sıvı toplanmış kültür insan eklem kondrosit sonuçları analiz edildi. Gerçeği ile de uyumlu olduğundan kondrositLonza, kaçınılmaz olarak de-farklılaşma 33 yol açacak 2B kültürleri, genişletilmiş var, biz o kıkırdak matriks genleri Gün 0 kondrosit minimal düzeyde (Şekil 3) olarak ifade edilmiştir. Sinovyal sıvı ile takviye kondrosit farklılaşmasını orta (Lonza) ya da orta kondrosit 3D kültür kıkırdak kollajen, aggrecan ve MMP13, Day 21 (Şekil 3) 34-farklılaşma kondrosit gösterir gen ekspresyonu önemli ölçüde arttı . Medya sinovyal sıvı oranının arttırılması kıkırdak matriks belirteçler kollajen II ve aggrecan mRNA (Fig.3A 3B) karşılaştırılabilir düzeyde sonuçlandı. Ayrıca, orta yalnız (Fig.3C) kültürlü olanlar ile karşılaştırıldığında% 100 sinovyal sıvıda kültür kondrosit bile kıkırdak parçalayıcı enzim MMP13 mRNA bir düşüş sergiledi. İlginç bir şekilde, yavaş yavaş hücre ölümü göstergesi kaspaz 3 ekspresyon seviyesi düşündüren sinovyal sıvı artan oranları azalmıştır olduğunu synovial sıvı kültür azalmış apoptozis düzeyleri (Şekil 3D) yol açmıştır. Bu nedenle, 3 boyutlu bir ortamda sinovyal sıvıda yüksek düzeyde kültür insan eklem kondrosit uygun bir teknoloji olduğunu göstermektedir.

Tablolar ve Şekiller

Şekil 1.
Şekil 1. 3D aljinat boncuk sinovyal sıvıda yüksek oranda insan eklem kondrosit kültürü yöntemi şematik. İlk olarak, kondrosit ve aljinat çözüm karıştırılır. CaCl 2 çözüm açılan akıllıca uygulandığında, kondrosit çapraz Ca-aljinat hidrojel boncuklar içinde hareketsiz. Bu 3 boyutlu yapıları, insan sinovyal sıvı oranları değişen kondrosit farklılaşmasını orta (Lonza) kültür. Kültür sallanan bir koşul altında 21 gün sonra, hücre içeren aljinat boncuk hücreleri gen alınacağı sonra yoğun yıkanırekspresyon analizi.

Şekil 2.
Şekil 2: Aydınlık alan (BF) ve insan eklem kondrosit DAPI görüntüler% 0,% 30,% 50,% 70 ve% 100 sinovyal sıvıda kapsüllü kültürler . Kondrosit tüm kültür koşullarında şeklinde küresel. Aydınlık alan (BF) ve DAPI Görüntüler kondrosit yeri ve dağıtım onaylamak için üst üste. Parçalar, büyütülmüş görüntüler. Ok uçları, BF ve DAPI boyama görüntüleri kondrosit ko.

Şekil 3.
Şekil 3 gün kapsüllü insan eklem kondrosit QRT-PCR analizi 0 (D0) sinovyal sıvı (SF) (% 0,% 30,% 50, 70 arasında değişen oranlar ile desteklenmiş orta kültür (D21) 21 gün sonra % ve% 100). Dört bağımsız örnekler sonuçları burada gösterilmiştir. GAPDH tüm PCR için dahili referans olarak kullanılmıştır. B. Aggrecan mRNA C. MMP13 mRNA D. Kaspaz 3 mRNA. İstatistiksel anlamlılık Günü 0 örnekler ve% 0 Gün 21 örnek ve INSTAT'ın yazılımı kullanarak% 100 sinoviyal sıvı (SF) kültür değerlendirildi. * Gösterir p <0.05.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Bu raporda, insan sinovyal sıvıda yüksek konsantrasyonlarda içeren ortamda 3 boyutlu bir ortamda insan eklem kondrosit kültür sağlayan bir yöntem geliştirdi. Sinovyal sıvı eklem boşluğu, eklem kondrosit bulunduğu doğal ortamı oluşturan önemli bileşenlerinden biridir. Ancak, sinovyal sıvıda viskozite kondrosit üç boyutlu, uzun vadeli kültür için önemli bir sorun olmuştur. 3D viskoz bir ortamda inşa etmek ve önlemek için agregasyonu bile besin dağılımı sürdürmenin zorluğu aşmak için, sürekli hareket nazik sallanan altında kıkırdak yapıları yerleştirilir. Kıkırdak yapılarının yapısal bütünlüğünü geliştirmek için, biz, boncuk oluşumu ve medya değişen prosedürü 31 için zaman uzunluğu optimizasyonu da dahil olmak üzere bir aljinat hidrojel, geleneksel ekim kondrosit prosedür değiştirilmiş. Bu tür prosedürler gereklikıkırdak yapıları uzun vadeli kültürleri sırasında viskoz sinoviyal sıvı işlenir.

Bu yöntem bize doğal milleu, sinovyal sıvıda insan eklem kondrosit ve biyoloji çalışma izin inanıyorum. Bir potansiyel endişe reaktif difüzyon aljinat boncuk kapsüllü ve viskoz bir ortamda yetişen kondrosit için ideal olmayabilir. Böylece mühendislik kıkırdak bazı reaktiflerin etkisi eğitimi için, daha iyi difüzyon aljinat boncuk boyutunu azaltmak ve sinoviyal sıvı reaktif dağıtımını kolaylaştırmak için perfüzyon sistemleri kullanarak elde edilebilir. Osteoartriti olan hastalarda elde edilen sinoviyal sıvı kültür normal insan kondrosit bizim temsili bir sonuç elde iken, biz bu yöntem, aksi takdirde sağlıklı bir kişi ya da diğer sağlıklı omurgalı hayvanlar sinovyal sıvı kullanmak çıkarım olabilir inanıyoruz. Sinoviyal sıvı aktivitesi kombinatoryal aktivitelerine korelasyon olabilir, çünküsıvı içinde bulunan pek çok biyokimyasal faktörler bağları, sinovyal sıvıda sistemimizde kondrosit gen ekspresyonu üzerindeki net etkisi, hastalığın şiddeti ile ilişkili olabilir ve sonuçta bize tedavilerden önce ve sonra intraartiküler ortamın anlamanıza yardımcı olacaktır. Ayrıca, yöntem aynı zamanda bireysel olarak eklem kıkırdağının yeniden oluşturmak için hastanın kendi kültür otolog kondrosit sinoviyal sıvı kullanarak olasılığına yol açabilir. Bu amaçla, bu sistemi iyi 35 mühendislik kıkırdak sinoviyal sıvı aracılığıyla hareket biyomekanik güçler okuyan içgörüler sağlayabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Biz ifşa etmek başka bir şey var.

Acknowledgments

Biz Robin Nye (Tufts Tıp Merkezi), Tomoya Uchimura ve Dana Cairns (Tufts Üniversitesi), sinoviyal sıvı depolama ve santrifüj ile yardım sağlamak için teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma LZ (1R01AR059106-01A1) NIH tarafından finanse edildi

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Table of specific reagents and equipment:
Name of the Reagent Company Catalogue Number Comments
Alginate (Alginic Acid sodium salt) Sigma-Aldrich A2158-250G 2.4% solution stored at 40°C
Calcium Chloride Dihydrate, Granular JT Baker A19339
Chondrogenic Growth media Lonza Inc. CC-3156 (base media)
CC-4409 (supplement)
Chondrogenic Differentiation Media Lonza Inc. CC-3226 (base media)
CC-4408 (supplement)
Human articular chondrocytes Lonza Inc. CC-2550
Dapi (4′,6-Diamidino-2-phenylindole dihydrochloride) Sigma-Aldrich D9542
RNeasy mini kit (for RNA extraction) Qiagen 74104
PCR reagents: SYBR-green Quanta Biosciences 95053-500
12 ml syringe Tyco Healthcare, Covidien 512852
22-Gague Hypodermic Needle Tyco Healthcare, Covidien 8881
Microscope Olympus Corporation IX71
Platform rocker Thermo Fisher Scientific, Inc. Vari-mix
Collagen IIa-forward 5’-TTC ATC CCA CCC TCT CAC AGT-3’
Collagen IIa-reverse 5’-CCTCTGCCTTGACCCGAA-3’
MMP13-forward 5’-TGT GCC CTT CTT CAC ACA GAC ACT-3’
MMP13-reverse 5’-GAG AGC AGA CTT TGA GTC ATT GCC-3’
Caspase 3-forward 5’-TCA TTA TTC AGG CCT GCC GTG GTA-3’
Caspase 3-reverse 5’-TGG ATG AAC CAG GAG CCA TCC TTT -3’

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Centers for Disease Control and P. Projected state-specific increases in self-reported doctor-diagnosed arthritis and arthritis-attributable activity limitations--United States, 2005-2030. MMWR. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 56, 423-425 (2007).
  2. Theis, K. A., Murphy, L., Hootman, J. M., Helmick, C. G., Yelin, E. Prevalence and correlates of arthritis-attributable work limitation in the US population among persons ages 18-64: 2002 National Health Interview Survey Data. Arthritis Rheum. 57, 355-363 (2007).
  3. Chung, C., Burdick, J. A. Engineering cartilage tissue. Adv. Drug. Deliv. Rev. 60, 243-262 (2008).
  4. Glowacki, J. In vitro engineering of cartilage. J. Rehabil. Res. Dev. 37, 171-177 (2000).
  5. Chokalingam, K., Hunter, S. A., Gooch, C. 3D-In vitro Effects of Compression and Time in Culture on Aggregate Modulus and on Gene Expression and Protein content of Collagen Type II in Murine Chondrocytes. Tissue Eng. Part A. , (2009).
  6. Butler, D. L., Goldstein, S. A., Guilak, F. Functional tissue engineering: the role of biomechanics. J. Biomech. Eng. 122, 570-575 (2000).
  7. Goldring, M. B., Goldring, S. R. Osteoarthritis. J. Cell. Physiol. 213, 626-634 (2007).
  8. Zvaifler, N. J., Firestein, G. S. Cytokines in chronic inflammatory synovitis. Scand. J. Rheumatol. Suppl. 76, 203-210 (1988).
  9. Rhee, D. K., Marcelino, J., Baker, M. The secreted glycoprotein lubricin protects cartilage surfaces and inhibits synovial cell overgrowth. J. Clin. Invest. 115, 622-631 (2005).
  10. Campo, G. M., Avenoso, A., Nastasi, G. Hyaluronan reduces inflammation in experimental arthritis by modulating TLR-2 and TLR-4 cartilage expression. Biochim. Biophys. Acta. , (2011).
  11. van de Lest, C. H., van den Hoogen, B. M., van Weeren, P. R. Loading-induced changes in synovial fluid affect cartilage metabolism. Biorheology. 37, 45-55 (2000).
  12. Saxne, T., Heinegard, D., Wollheim, F. A. Human arthritic synovial fluid influences proteoglycan biosynthesis and degradation in organ culture of bovine nasal cartilage. Coll. Relat. Res. 8, 233-247 (1988).
  13. Lee, D. A., Salih, V., Stockton, E. F., Stanton, J. S., Bentley, G. Effect of normal synovial fluid on the metabolism of articular chondrocytes in vitro. Clin. Orthop. Relat. Res. , 228-238 (1997).
  14. Schalkwijk, J., Joosten, L. A., van den Berg, W. B., van de Putte, L. B. Chondrocyte nonresponsiveness to insulin-like growth factor 1 in experimental arthritis. Arthritis Rheum. 32, 894-900 (1989).
  15. Schalkwijk, J., Joosten, L. A., van den Berg, W. B., van Wyk, J. J., van de Putte, L. B. Insulin-like growth factor stimulation of chondrocyte proteoglycan synthesis by human synovial fluid. Arthritis Rheum. 32, 66-71 (1989).
  16. Joosten, L. A., Schalkwijk, J., van den Berg, W. B., van de Putte, L. B. Chondrocyte unresponsiveness to insulin-like growth factor-1. A novel pathogenetic mechanisms for cartilage destruction in experimental arthritis. Agents Actions. 26, 193-195 (1989).
  17. Schuerwegh, A. J., Dombrecht, E. J., Stevens, W. J. Synovial fluid and peripheral blood immune complexes of patients with rheumatoid arthritis induce apoptosis in cytokine-activated chondrocytes. Rheumatol. Int. 27, 901-909 (2007).
  18. Hegewald, A. A., Ringe, J., Bartel, J. Hyaluronic acid and autologous synovial fluid induce chondrogenic differentiation of equine mesenchymal stem cells: a preliminary study. Tissue Cell. 36, 431-438 (2004).
  19. Xu, Q. R., Dong, Y. H., Chen, S. L., Bao, C. D., Du, H. Degeneration of normal articular cartilage induced by late phase osteoarthritic synovial fluid in beagle dogs. Tissue Cell. 41, 13-22 (2009).
  20. Kruger, J. P., Endres, M., Neumann, K., Haupl, T., Erggelet, C., Kaps, C. Chondrogenic differentiation of human subchondral progenitor cells is impaired by rheumatoid arthritis synovial fluid. J. Orthop. Res. 28, 819-827 (2010).
  21. Steinhagen, J., Bruns, J., Niggemeyer, O. Perfusion culture system: Synovial fibroblasts modulate articular chondrocyte matrix synthesis in vitro. Tissue Cell. 42, 151-157 (2010).
  22. Yang, K. G., Saris, D. B., Verbout, A. J., Creemers, L. B., Dhert, W. J. The effect of synovial fluid from injured knee joints on in vitro chondrogenesis. Tissue Eng. 12, 2957-2964 (2006).
  23. Skoog, V., Widenfalk, B., Ohlsen, L., Wasteson, A. The effect of growth factors and synovial fluid on chondrogenesis in perichondrium. Scand. J. Plast. Reconstr. Surg. Hand. Surg.. 24, 89-95 (1990).
  24. Nuver-Zwart, I., Schalkwijk, J., Joosten, L. A., van den Berg, W. B., van de Putte, L. B. Effects of synovial fluid and synovial fluid cells on chondrocyte metabolism in short term tissue culture. J. Rheumatol. 15, 210-216 (1988).
  25. Beekhuizen, M., Bastiaansen-Jenniskens, Y. M., Koevoet, W. Osteoarthritic synovial tissue inhibits proteoglycan production in human osteoarthritic cartilage; Establishment and characterisation of a long-term coculture. Arthritis Rheum. , (2011).
  26. Rodrigo, J. J., Steadman, J. R., Syftestad, G., Benton, H., Silliman, J. Effects of human knee synovial fluid on chondrogenesis in vitro. Am. J. Knee. Surg. 8, 124-129 (1995).
  27. van den Hoogen, B. M., van de Lest, C. H., van Weeren, P. R. Loading-induced changes in synovial fluid affect cartilage metabolism. Br. J. Rheumatol. 37, 671-676 (1998).
  28. Webb, G. R., Westacott, C. I., Elson, C. J. Osteoarthritic synovial fluid and synovium supernatants up-regulate tumor necrosis factor receptors on human articular chondrocytes. Osteoarthritis Cartilage. 6, 167-176 (1998).
  29. Kook, S. H., Son, Y. O., Lee, K. Y. Hypoxia affects positively the proliferation of bovine satellite cells and their myogenic differentiation through up-regulation of MyoD. Cell. Biol. Int. 32, 871-878 (2008).
  30. Knobloch, T. J., Madhavan, S., Nam, J., Agarwal, S., Agarwal, S. Regulation of chondrocytic gene expression by biomechanical signals. Crit. Rev. Eukaryot. Gene. Expr. 18, 139-150 (2008).
  31. Guo, J. F., Jourdian, G. W., MacCallum, D. K. Culture and growth characteristics of chondrocytes encapsulated in alginate beads. Connect. Tissue. Res. 19, 277-297 (1989).
  32. Toegel, S., Huang, W., Piana, C. Selection of reliable reference genes for qPCR studies on chondroprotective action. BMC. Mol. Biol. 8, 13-13 (2007).
  33. Lin, Z., Fitzgerald, J. B., Xu, J. Gene expression profiles of human chondrocytes during passaged monolayer cultivation. J. Orthop. Res. 26, 1230-1237 (2008).
  34. Goessler, U. R., Bieback, K., Bugert, P. Human chondrocytes differentially express matrix modulators during in vitro expansion for tissue engineering. Int. J. Mol. Med. 16, 509-515 (2005).
  35. Anat, J. 121, 107-118 (1976).

Tags

Hücresel Biyoloji Sayı 59 kondrosit eklem insan sinovyal sıvı aljinat boncuk 3D kültür
Sinovya Sıvısı Kültürleme İnsan Eklem kondrosit 3D Sistemi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Brand, J. A., McAlindon, T. E.,… More

Brand, J. A., McAlindon, T. E., Zeng, L. A 3D System for Culturing Human Articular Chondrocytes in Synovial Fluid. J. Vis. Exp. (59), e3587, doi:10.3791/3587 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter