Cultura di cellule staminali pluripotenti umane il polivinil alcool-Co-itaconico acido idrogel con diverse rigidità nelle circostanze senza Xeno

Tzu-Cheng Sung; Hsing-Fen Li; Akon Higuchi; Qing-Dong Ling; Jia-Sin Yang; Yeh-Chia Tseng; Chih-Hsien Pan Pan; Abdullah A. Alarfaj; Murugan A. Munusamy; Suresh Kumar; Shih-Tien Hsu; Kadarkarai Murugan

doi:10.3791/57314

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Articolo metodologico

Cultura di cellule staminali pluripotenti umane il polivinil alcool-Co-itaconico acido idrogel con diverse rigidità nelle circostanze senza Xeno

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DOI:

10.3791/57314

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3 febbraio 2018

Tzu-Cheng Sung^*¹ , Hsing-Fen Li^*¹ , Akon Higuchi¹^,² , Qing-Dong Ling³^,⁴ , Jia-Sin Yang¹ , Yeh-Chia Tseng¹ , Chih-Hsien Pan Pan¹ , Abdullah A. Alarfaj² , Murugan A. Munusamy² , Suresh Kumar⁵ , Shih-Tien Hsu⁶ , Kadarkarai Murugan⁷^,⁸

¹Department of Chemical and Materials Engineering, National Central University, ²Department of Botany and Microbiology, King Saud University, ³Cathay Medical Research Institute, Cathay General Hospital, ⁴Graduate Institute of Systems Biology and Bioinformatics, National Central University, ⁵Department of Medical Microbiology and Parasitology, Universiti Putra Malaysia, ⁶Department of Internal Medicine, Taiwan Landseed Hospital, ⁷Department of Zoology, Bharathiar University, ⁸Thiruvalluvar University

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Un protocollo è presentato per preparare polivinil alcool-co-itaconico acido idrogel con rigidità variabile, che sono stati innestati con e senza oligopeptidi, per studiare l'effetto della rigidità dei biomateriali sulla differenziazione e proliferazione delle cellule staminali. La rigidità nel caso degli idrogeli fu controllata dal tempo di reticolazione.

Abstract

L'effetto di segnali fisici, ad esempio la rigidità dei biomateriali sulla proliferazione e differenziazione delle cellule staminali, è stato studiato da diversi ricercatori. Tuttavia, la maggior parte di questi investigatori hanno utilizzato idrogel di poliacrilamide per coltura della cellula formativa nei loro studi. Pertanto, i loro risultati sono discutibili perché tali risultati potrebbero provenire dalle caratteristiche specifiche del poliacrilammide e non dallo spunto fisico (rigidità) dei biomateriali. Qui, descriviamo un protocollo per la preparazione di idrogeli, che non si basano su poliacrilammide, dove vari staminali, cellule compreso le cellule staminali embrionali umane (ES) e umane pluripotenti indotte (iPS) staminali, può essere coltivato. Idrogel con rigidità variabile sono stati preparati da bioinerte polivinil alcool-co-itaconico acido (P-IA), con rigidità controllata dal grado di reticolazione cambiando tempo di reticolazione. Nel caso degli idrogeli P-IA innestato con e senza oligopeptidi derivato dalla matrice extracellulare sono stati studiati come una futura piattaforma per la coltura delle cellule staminali e differenziazione. La cultura e il passaggio di cellule staminali del liquido amniotico, cellule staminali adiposo-derivate, cellule ES umane e cellule umane iPS è descritto in dettaglio qui. Nel caso degli idrogeli oligopeptide P-IA ha mostrato prestazioni superiori, che sono state indotte dalle loro proprietà di rigidità. Questo protocollo riporta la sintesi del biomateriale, loro manipolazione superficiale, insieme a controllare le proprietà di rigidezza e infine, il loro impatto sul destino delle cellule staminali utilizzando condizioni di coltura privo di xeno. Basato su studi recenti, tali substrati modificate possono fungere da piattaforme future per sostenere e dirigere il destino di varie cellule staminali linea per diversi collegamenti; e inoltre, rigenerare e ripristinare le funzioni dell'organo perso o tessuto.

Introduzione

Il destino del differenziamento di cellule staminali in un lignaggio specifico delle cellule e la proliferazione delle cellule staminali, soprattutto umane pluripotenti indotte (iPS) e cellule staminali embrionali umane (ES), a lungo termine è noto per essere regolata da inibitori, fattori di crescita, e / o piccole molecole bioattive in terreni di coltura. Recentemente, i segnali fisici dei biomateriali, in particolare la rigidità dei biomateriali di coltura delle cellule, sono stati riconosciuti per essere un fattore importante che guida il destino delle cellule staminali proliferazione e differenziazione¹^,²....