Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Budowa, charakterystyka i zastosowanie regeneracyjne samoorganizujących się ludzkich mezenchymalnych agregatów komórek macierzystych

763 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/64697

⸱

24 marca 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  , 

W tym artykule

Podsumowanie

To badanie opisuje metodę konstruowania agregatów na podstawie samoorganizacji ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych i identyfikuje cechy morfologiczne i histologiczne dla regeneracyjnego leczenia ubytków kości czaszki.

Streszczenie

Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC), charakteryzujące się zdolnością do samoodnawiania się i potencjałem różnicowania wieloliniowego, mogą pochodzić z różnych źródeł i stają się obiecującymi kandydatami do medycyny regeneracyjnej, zwłaszcza do regeneracji zębów, kości, chrząstek i skóry. Samoorganizujące się podejście do agregacji MSC, które w szczególności konstruuje klastry komórek naśladujące rozwijającą się kondensację mezenchymalną, umożliwia dostarczanie komórek macierzystych o dużej gęstości wraz z zachowanymi interakcjami komórka-komórka i macierzą zewnątrzkomórkową (ECM) jako niszą mikrośrodowiska. Wykazano, że metoda ta umożliwia skuteczne wszczepianie komórek i przeżycie, promując w ten sposób zoptymalizowane zastosowanie egzogennych MSCs w inżynierii tkankowej i zapewniając kliniczną regenerację narządów. W artykule przedstawiono szczegółowy protokół budowy i charakterystyki samoorganizujących się agregatów opartych na mezenchymalnych komórkach macierzystych z pępowiny (UCMSC), a także przykład zastosowania regeneracyjnego kości czaszki. Wdrożenie tej procedury pomoże w ustaleniu skutecznej strategii przeszczepów MSC dla inżynierii tkankowej i medycyny regeneracyjnej.

Wprowadzenie

Kondensacja mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) jest niezbędnym etapem do zapewnienia prawidłowego wzrostu i rozwoju organizmu we wczesnej organogenezie1,2, szczególnie w tworzeniu kości, chrząstek, zębów i skóry1,3,4. W ciągu ostatnich kilku dekad terapie inżynierii tkankowej wykorzystujące hodowlane postnatalne MSCs w połączeniu z biodegradowalnymi rusztowaniami poczyniły ważne postępy w osteogennym5 i regeneracji chrzęstnej6. Jednak stosowanie rusztowań może m....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

UWAGA: Wszystkie procedury dla zwierząt zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Czwartego Wojskowego Uniwersytetu Medycznego i przeprowadzone zgodnie z Przewodnikiem National Institutes of Health dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych. W niniejszym badaniu wykorzystano kriokonserwowane ludzkie UCMSC, które uzyskano ze źródła komercyjnego (patrz tabela materiałów). Wykorzystanie komórek ludzkich zostało zatwierdzone przez Komisję Etyczną IV Wojskowego Uniwersytetu Medycznego. W celu opisania procedury jako przykład podano UCMSC. Ubytek czaszki został przyjęty jako przykład w celu ukazania potrzeby n....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Agregaty można z sukcesem stworzyć z UCMSC zgodnie z przebiegiem eksperymentalnym (Rycina 1). Jakość kruszywa musi zostać oceniona przed jego użyciem, poprzez obserwacja morfologiczna i analiza histologiczna. Powstała struktura lamelarna powinna być kompletna i gęsta, a komórki w obserwacji mikroskopowej powinny być przeplecione, tworząc wzór tkany (Rycina 2A). Podwijanie się krawędzi można zaobserwować podczas agregacji; nadmierne podwinięcie krawędzi .......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Dzięki postępom w biotechnologii inżynierii tkankowej, wielu naukowców skupiło się na strategiach konstruowania wszczepialnej struktury o wysokiej plastyczności i zawierającej długotrwałe komórki, które mogą osiągnąć optymalną regenerację. Obecnie istnieje wiele metod implantacji MSC, takich jak metody oparte wyłącznie na komórkach, rusztowania uzupełnione cytokinami 6,24 lub połączenie komórek macierzystych i rusztowań5. W artykule przeds.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.

Podziękowania

Ta praca była wspierana przez granty z Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (81930025, 82100969 i 82071075) oraz Narodowego Kluczowego Programu Badań i Rozwoju Chin (2022YFA1104400 i 2021YFA1100600). Jesteśmy wdzięczni za pomoc ze strony Narodowego Centrum Demonstracyjnego Nauczania Eksperymentalnego dla Medycyny Podstawowej (AMFU).

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
0,25% Trypsyna-EDTA (1x)SigmaT4049Pasaż komórkowy
Automatyczna maszyna do odwadnianiaLEICAASP200sOdwadnianie agregatu
Eppendorf5418RWirówka
Thermo Nunc339650Naczynie do kultur wirowania
Thermo150466Kultura UCMSC
EtanolSCR10009218Agregat odwadniający
Śmiertelna surowica bydlęcaSijiqing11011-8611Kultura UCMSC
KleszczJZJD1080Agregat żniwny
Aldehyd glutarowyProandy10217-1Utrwalanie agregatu
Zestaw do barwienia hematoksyliny i eozynybeyotimeC0105SBarwienie HE
HeksametyldisilazanSCR80068416Sucha powierzchnia kruszywa
Hoechst33342Sigma14533Barwienie jąder komórkowych
L-glutaminaSigmaG5792Hodowla UCMSC
Żywa/martwa Żywotność/Cytotoksyczność Zestaw InvitrogenL3224Barwienie żywych/martwych komórek
Zestaw do barwienia MassonaZHCCD069Barwienie
Masson Minimum Essential Medium Alpha basic (1x)GibcoC12571500BTKultura UCMSC
ParafinaLeica39601006Osadzanie tkanek
ParaformaldehydSaint-BioD16013Utrwalanie kruszywa
PBS (1x)MeilunbioMA0015Ponowne zawieszenie i oczyszczanie UCMSC
Penicylina/StreptomycynaProcell Nauki przyrodniczePB180120Kultura UCMSC
Pentobarbital soduSigmaP3761Znieczulenie zwierząt
PolysporinPfizerZapobiegaj wysuszeniu oczu
Skaningowy mikroskop elektronowyHitachis-4800Obserwacja SEM
NożyczkiJZY00030Nacięcie chirurgiczne dla zwierząt
Płytka sześciodołkowaThermo140675Kultura UCMSC
ŚciegJinhuanF603Zamknij rany
SzewXy4-0Zamknij rany
Sprzęt termostatycznyGrantv-0001-0005Kąpiel wodna
UCMSCBai'ao& nbsp;UKK220201Komercyjnie UCMSC
Witamina CDiyibioDY40138-25gAgregat indukujący
ksylenSCR10023418Kruszywo odwadniające
wirówkowa

Bibliografia

  1. Hall, B. K., Miyake, T. Divide, accumulate, differentiate: cell condensation in skeletal development revisited. The International Journal of Developmental Biology. 39 (6), 881-893 (1995).
  2. Hall, B. K., Miyake, T.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Mezenchymalne komórki macierzystesamoorganizujące się agregatyinżynieria tkankowamedycyna regeneracyjnaengraftment komórkowymacierz pozakomórkowaoddziaływania międzykomórkoweMSC z pępowinyregeneracja kości czaszki

Ten artykuł został opublikowany

Film wkrótce dostępny