Constructie, karakterisering en regeneratieve toepassing van zelfgeassembleerde menselijke mesenchymale stamcelaggregaten

Summary

Deze studie beschrijft een methode om aggregaten te construeren op basis van de zelfassemblage van menselijke mesenchymale stamcellen en identificeert de morfologische en histologische kenmerken voor de regeneratieve behandeling van schedelbotdefecten.

Abstract

Mesenchymale stamcellen (MSC's), gekenmerkt door hun zelfvernieuwend vermogen en differentiatiepotentieel voor meerdere afstammingslijnen, kunnen uit verschillende bronnen worden afgeleid en zijn in opkomst als veelbelovende kandidaten voor regeneratieve geneeskunde, vooral voor regeneratie van tand, bot, kraakbeen en huid. De zelfsamengestelde benadering van MSC-aggregatie, die met name celclusters construeert die de zich ontwikkelende mesenchymale condensatie nabootsen, maakt afgifte van stamcellen met hoge dichtheid mogelijk, samen met geconserveerde cel-celinteracties en extracellulaire matrix (ECM) als de micro-omgevingsniche. Het is aangetoond dat deze methode efficiënte celtransplantatie en overleving mogelijk maakt, waardoor de geoptimaliseerde toepassing van exogene MSC's in weefselmanipulatie wordt bevorderd en de klinische orgaanregeneratie wordt beschermd. Dit artikel biedt een gedetailleerd protocol voor de constructie en karakterisering van zelfgeassembleerde aggregaten op basis van mesenchymale stamcellen van de navelstreng (UCMSC's), evenals een voorbeeld van de regeneratieve toepassing van het schedelbot. De implementatie van deze procedure zal helpen bij het opzetten van een efficiënte MSC-transplantatiestrategie voor weefselmanipulatie en regeneratieve geneeskunde.

Introduction

Condensatie van mesenchymale stamcellen (MSC) is een essentiële fase om de normale groei en ontwikkeling van het lichaam te garanderen in de vroege organogenese ^1,2, vooral bij de vorming van bot, kraakbeen, tanden en huid ^1,3,4. In de afgelopen decennia hebben weefselmanipulatietherapieën met behulp van gekweekte postnatale MSC's in combinatie met biologisch afbreekbare steigers belangrijke vooruitgang geboekt op het gebied van osteogene⁵ en kraakbeenregenerat....

Protocol

OPMERKING: Alle dierprocedures zijn goedgekeurd door het Animal Care and Use Committee van de Fourth Military Medical University en uitgevoerd in overeenstemming met de National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Voor de huidige studie werden gecryopreserveerde menselijke UCMSC's gebruikt die werden verkregen uit een commerciële bron (zie materiaaltabel). Het gebruik van menselijke cellen werd goedgekeurd door de Ethische Commissie van de Vierde Militaire Medische Universiteit. UCMSC's werden als voorbeeld genomen om de procedure te beschrijven. Het schedeldefect werd als voorbeeld ....

Results

Aggregaten kunnen met succes worden opgebouwd uit UCMSC's volgens de experimentele workflow (Figuur 1). De kwaliteit van aggregaten moet vóór gebruik worden geëvalueerd door middel van morfologische observatie en histologische analyse. De gevormde lamellaire structuur moet volledig en dicht zijn, waarbij de cellen met elkaar verweven zijn om een geweven patroon te vormen door microscopische waarneming (Figuur 2A). Randk.......

Discussion

Met de vooruitgang van de biotechnologie van weefselmanipulatie zijn strategieën om een implanteerbare structuur te construeren met een hoge plasticiteit en met cellen die op lange termijn overleven die optimale regeneratie kunnen bereiken, de focus van veel wetenschappers geweest. Er zijn verschillende huidige implantatiemethoden van MSC's, zoals methoden met alleen cellen, steigers aangevuld met cytokines ^6,24 of de combinatie .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.25% Trypsin-EDTA (1x)	Sigma	T4049	Celpassage
Automatische dehydratatiemachine	LEICA	ASP200s	Aggregaten dehydrateren
Centrifuge	Eppendorf	5418R	Centrifugatie
Centrifugebuis	Thermo Nunc	339650	Centrifugatie
Kweekschaal	Thermo	150466	Kweek van UCMSCs
Ethanol	SCR	10009218	Aggregaten dehydrateren
Fataalvermijdend bovien serum	Sijiqing	11011-8611	Kweek van UCMSCs
Pincet	JZ	JD1080	Aggregaten oogsten
Glutaraldehyde	Proandy	10217-1	Aggregaten fixeren
Hematoxyline en Eosine kleuringsset	beyotime	C0105S	HE-kleuring
Hexamethyldisilazane	SCR	80068416	Aggregatenoppervlak drogen
Hoechst33342	Sigma	14533	Celkernkleuring
L-glutamine	Sigma	G5792	Kweek van UCMSCs
Live/dead Viability/Cytotoxicity Kit	Invitrogen	L3224	Live/dead celkleuring
Masson's Kleuringsset	ZHC	CD069	Masson Kleuring
Minimum Essential Medium Alpha basis (1x)	Gibco	C12571500BT	Kweek van UCMSCs
Paraffine	Leica	39601006	Weefselinbedden
Paraformaldehyde	Saint-Bio	D16013	Aggregaten fixeren
PBS (1x)	Meilunbio	MA0015	UCMSCs hersuspenderen en zuiveren
Penicilline/Streptomycine	Procell Life Science	PB180120	Kweek van UCMSCs
Pentobarbital natrium	Sigma	P3761	Dierdier anesthesie
Polysporin	Pfizer		Oogdroogte voorkomen
Scanning Electron Microscope	Hitachi	s-4800	SEM observatie
Schaar	JZ	Y00030	Chirurgische incisie bij dieren
Zes-well plaat	Thermo	140675	Kweek van UCMSCs
Hechtdraad	Jinhuan	F603	Wonden sluiten
Naald	Xy	4-0	Wonden sluiten
Thermostaatapparatuur	Grant	v-0001-0005	Waterbad
UCMSCs	Bai'ao	UKK220201	Commercieel verkrijgbare UCMSCs
Vitamine C	Diyibio	DY40138-25g	Aggregaten induceren
Xyleen	SCR	10023418	Aggregaten dehydrateren