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Medicine

생성 및 당뇨병 치유 하는 부상을 모델에서 줄기 세포 지방이 많은 파생 (ASC) 시트의 이식

Published: August 4, 2017 doi: 10.3791/54539

Summary

지방 유래 줄기 세포 (ASCs) 쉽게 격리 하 고 정상 쥐의 지방에서 수확. ASC 시트 셀 시트 엔지니어링을 사용 하 여 만들 수 있습니다 하 고 주 커 전체 두께 전시 하는 당뇨 지방 쥐 결함 노출 된 뼈와 피부와 다음 인공 피부의 bilayer 덮여에 이식 될 수 있다.

Abstract

인공 피부는 임상 연습에 상당한 치료 결과 달성 했다. 그러나, 당뇨병 환자 비능률적된 혈 또는 큰 상처와 상처에 대 한 인공 피부 치료 연장 될 수 있습니다. 세포 기반 치료 당뇨병 궤 양의 치료에 대 한 새로운 기술로 등장 하 고 셀 시트 공학 세포 이식의 효능을 향상 했다. 보고서의 수는 지방 유래 줄기 세포 (ASCs), 중간 엽 기질 세포 (MSC), 유형의 지방 조직 및 다른 조직에서 MSCs에 비교 될 때 컬렉션에 대 한 그들의 접근에서 그들의 관계 되는 풍부 때문에 치료 잠재력을 전시 하는 건의 했다. 따라서, ASCs 치료 용 줄기 세포의 좋은 원천이 될 나타납니다. 이 연구에서는 일반 루이스 쥐의 epididymal 지방 지방에서 ASC 시트 온도 응답 문화 요리와 의약품을 포함 하는 일반 문화 매체를 사용 하 여 성공적으로 창조 되었다. ASC 시트 커 당뇨병 지방산 (ZDF) 쥐에 이식 했다의 저하는 비만 2 형 당뇨병 쥐 모델 상처 치유. 상처 후부 두개골 표면에 만들어진, ASC 시트는 상처에 이식 했다 그리고 bilayer 인공 피부는 시트 커버를 사용 되었다. 받은 ASC 시트에서 쥐에서 쥐 ASC 시트 이식 없이 보다 치유 상처 더 했다. ASC 시트는 습 한 상처 환경 유지 보수를 필요로 건조 조건에 과민 하기 때문에이 접근은 제한 되었다. 따라서, 인공 피부 건조를 방지 하는 ASC 시트 커버를 사용 되었다. 인공 피부와 함께에서 ASC 시트 allogenic 이식 또한 다른 다루기 힘든 궤 양이나 화상, 말 초 동맥 질환 및 교원 질 질병, 관찰 등을 적용할 수 있습니다 그리고는 영양 또는 스테로이드를 사용 하는 환자에 게 관리 될 수 있습니다. 따라서,이 치료는 당뇨병 상처 치유에 대 한 치료 옵션을 개선 향한 첫 번째 단계를 수 있습니다.

Introduction

당뇨병 환자의 인구 세계 전반 증가 하 고 20151;에서 400 백만 도달 당뇨병 환자의 약된 15-25% 더 낮은 말단 당뇨병 궤 양2의 진행에서 위험에 있습니다. 더 낮은 말단 당뇨병 궤 세공 되지 않으며 완전 한 회복 후 재활 훈련으로 장기간 치료를 해야 할 수도 있습니다. 긴 치료 기간을 종종 환자 삶의 질에 있는 뜻깊은 감소에 있는 결과. 따라서, 당뇨병 상처 치료에 대 한 감소 또는 악화를 방지 하는 새로운 치료를 개발 해야 합니다. 당뇨병 상처 치유를 평가 하려면 우리는 당뇨 궤 양 상처 치유 모델 쥐, 모방 실용적인 임상 조건, 최적화 그리고 치유 상처 가속 지방 유래 줄기 세포 (ASC) 시트 셀 시트 엔지니어링을 사용 하 여 이식 여부 평가.

Mesenchymal stromal 세포 (MSCs) 그들의 자기 갱신, 그들의 immunomodulatory 효과 용량과 다양 한 세포 계보3으로 차별 하는 그들의 능력 때문에 상처 치유를 가속을 위한 우수한 잠재력을 전시. ASCs는 지방 조직에서 파생 된 MSC의 유형 그리고 그들은 그들의 잠재적인 신생 및 paracrine 활동4,5를 포함 하 여 다른 조직에서 파생 된 MSCs에 몇몇 이점을 전시. 지방 조직, 인체에서 상대적으로 풍부한 이며 최소한 침략 적 절차를 사용 하 여 컬렉션에 대 한 접근 허용. 따라서, ASCs 상처 치유 응용 프로그램6,7에 대 한 실험적으로 사용 되었습니다.

이전 보고서 상처 주변 지역에 단일 셀 MSC 정지 직접 주입 상처 치유8,9를 가속화할 수 있습니다 나타났습니다. 그러나,이 당뇨병 궤 양 모델 단일 세포 현 탁 액의 주입에 따라 상처 치유의 가속의 보고서에도 불구 하 고 상처 사이트에서 이식된 세포의 생존에 명확 하지 않습니다.

이 연구에서 우리가 온도 응답 문화 요리를 사용 하 여 셀 시트 공학 적용. 이 요리는 온도 응답성 고분자 N-isopropylacrylamide covalently 그들의 표면10에 바인딩된. 이식할된 폴리머 레이어를 온도-제어 세포 접착 또는 문화 접시의 표면에서 분리 수 있습니다. 접시의 표면이 된다 37 ° C에서, 반면 세포 표면에서 32 ° c 온도에서 친수성이 되 면 저절로 분리 준수 및 증식, 세포 수 소수 배양된 세포 온도; 감소 하면 그대로 셀 접합 및 세포 외 매트릭스 (ECMs)와 인접 셀 시트 수확 수 있습니다. 따라서, ECM, 트립 신, 등을 손상 하는 분해 효소 필요11않습니다. 따라서, 셀-시트 공학 셀 연결을 유지 하 고 세포 이식의 효능을 향상 시킬 수 있습니다.

또한, 셀-시트 이식 세포 주입12에 비교 될 때 세포 생존 율을 증가 시킵니다. 이 프로토콜에서 커 당뇨 지방 (ZDF) 쥐 지연된 상처 치유와 타입 2 당뇨병과 비만 모델 선정 됐다. 쥐 자발적으로 약 4 주에 비만 개발합니다. 그들은 다음 어느 시점에서 그들은 혈당 인슐린 저항, dyslipidemia, 그리고 hypertriglyceridemia13과 관련 된 전시 하는 나이의 8과 12 주 사이 비만과 2 형 당뇨병을 개발. 상처 지연된 치유, 주변 혈관, 당뇨병 신 장병에 감소 된 혈은 또한14,,1516을 관찰 했다. 또한, ZDF 쥐 다루기 힘든 피부 궤 양, 당뇨 궤 양 등의 치유 공부에 대 한 적절 한 모델을 수 있습니다.

상처 치유 메커니즘에 인간과 설치류의 차이 피부에 해 부 차이와 연결 됩니다. 정상적인 쥐에서 치유 하는 상처는 다시 epithelialization 및 알갱이 만듦 조직 형성에 따라 인간의 상처 치유 하는 반면 상처 수축, 기반. 일반적으로, 상처 부 설치류 모델에 사용 되 상처 수축 최소화 하는 데 도움이 하 고 비록 nondiabetic 쥐에 상처 수축에 의해 거의 완전히 폐쇄는 알갱이 만듦 조직17, 점차적인 형성에 대 한 수 있습니다. 그러나, 당뇨병 상처 수축 ZDF에서 쥐 장애인, 그리고 상처 치유 주로 발생 통해 다시 epithelialization 및 알갱이 만듦 조직 형성; 따라서,이 과정은 인간의 상처 치유14더 비슷합니다.

Debridement 임상 발생 종종 후 당뇨병 상처를 노출 된 뼈. 12 m m 직경 athymic 누드 마우스18,19 의 뒤에 전체 간격 피부 상처와 정상적인 쥐20의 뒤에 10 m m 직경 전체 간격 피부 상처 이전 연구 조사가 있습니다. 심한 당뇨병 상처에 대 한 임상 모델을 개발, 큰 (15 x 10 m m2) 전체 간격 피부 결함 뼈를 노출 하 고는 하지 않고 만들어졌습니다, 앞에서 설명한21, 제 2 형 당뇨병 및 비만 쥐에서.

일반 루이스 쥐의 ASCs에서 쥐 ASC (rASC) 시트는 ASC 시트 allogenic 이식 통해 창조 되었다. 임상 연습에서 궤 양은 당뇨병 환자 자주 전시 통제 높은 혈액 포도 당 수준 및 높은 몸 질량 색인, 이러한 환자에서 지방이 많은 직물을 얻기의 어려움을 증가 하는 이러한 합병증 원인 상처 치유 장애 등 심각한 당뇨 합병증 때문에 헌 식은 가능 하지입니다. 또한, 당뇨병 전시회와 동물에서 ASCs 속성을 변경 하 고 기능22장애인. 따라서, 여기에 제시 된 프로토콜 정상 쥐에서 rASC 시트 allogenic 이식 및 당뇨병 쥐에 인공 피부의 응용 프로그램 설명 합니다.

이 프로토콜에서 사용 하는 bilayer 인공 피부 상처의 자발적 수축 방지, 새로운 결합 조직 매트릭스의 합성을 촉진과 진정한 피23를 닮았다. 이 프로토콜에서 인공 피부는 rASC 시트에 배치 하 고 상처 수축 또는 느슨한 쥐 피부에서 발생 하는 확대를 방지 하기 위해 나일론 스레드 고정. 또한, 인공 피부 ASC 시트에 대 한 3 차원 프레임 워크를 제공, 이식 ASC 시트 및 상처, 습 한 환경 유지와 감염과 외부 세력 으로부터 상처를 보호 합니다. 마지막으로, 비 접착 드레싱 외부 충격에서 그것을 보호, 촉촉한 상처 환경을 유지 및 흡수 exudate 상처 위에 배치 됩니다.

RASC 시트, 유연한, 얇고 변형 이며 박동 심장24같은 받는 사람 사이트 준수 수 있습니다. 셀-시트 엔지니어링과 다양 한 조직 재건을 위해 사용 되어 치료 효과25,26. 를 생성할 수 있습니다. 임상 치료 잠재력을 전시 하는 ASC 시트의 다양 한 상처 치유 가속 수 있습니다. 또한, ASC 시트, 인공 피부의 사용과 결합의 수용자 이식 다루기 힘든 궤 양이나 화상, 말 초 동맥 질환 또는 교원 질 질병, 관찰 등의 치료에 적용할 수 있습니다 또는 영양 부족은 또는 스테로이드를 사용 하는 환자에 게 관리 될 수 있습니다. 이 방법은 ASCs 이식의 효율성을 증가 시킵니다. 상처 치유에서 쥐 모델 인간의 상처 치유 과정을 닮 고 소형 실험 동물 임상 상태를 모방 하는 심각한 상처 상태를 생성 합니다.

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Representative Results

이 프로토콜 다루기 힘든 당뇨병 상처에 대 한 새로운 세포 기반 치료를 설정 하려고 했습니다. ( 그림 1에서 그림)로 짧게 수용자 rASC 시트 셀 시트 엔지니어링을 사용 하 여 정상적인 쥐에서 만들어진 하 고 전체 간격 피부 결함에 인공 피부의 bilayer를 사용 하 여 당뇨병 쥐에 이식 했다. 가벼운 현미경의 이미지 rASC 시트 (그림 2A)의 좋은 본보기와 rASC 시트 (그림 2B)의 나쁜 예를 들어 그림 2에 표시 됩니다. 때 ASCs는 새로운 문화 접시에 도금, 접시 천천히 앞뒤로 누 볐 어 및 왼쪽 및 오른쪽 유니폼 rASC 시드 및 균일 두께 rASC 시트 (그림 2A)을 달성 하는 인큐베이터에 있어야 합니다. rASCs를 균일 하 게 붙어 있을 수 없습니다 있으며 문화 접시의 표면에 교양, 시트 연속 ASC 시트 (그림 2B) 수집 수 없습니다. 그림 3 는 ASCs 접시 표면에 균일 하 게 연결 된 때문에 실 온에서 인접 셀 시트 수확 되는 ASC 시트를 보여줍니다. 일반적으로, rASC 시트 집게의 쌍으로 처리할 수 있습니다. 필요한 전송 막 상처 사이트에 문화 접시에서 셀 시트를 전송 하는 데 사용할 수 있습니다, 경우와 같이 셀 시트는 과민 하 고 연약한.
그림 4 에서 쥐를 당뇨병 상처 치유 모델 및 수용자 rASC 시트와 함께 인공 피부 이식으로 사용을 보여 줍니다. RASC 시트는 소프트 하 고 크기에서 조정 가능한 유연 하 고 집게 (그림 4A-F)의 쌍으로 상처 사이트의 구석구석을 확장 되 고 수 있습니다. RASC 시트 커버 결함 또한 인공 피부 (15 x 10 m m2)으로 덮여 있었고 5-0 나일론 봉합 (그림 4G)를 사용 하 여 약 10 바늘으로 봉합. 상처를 보호 하려면 습 한 상처 환경 유지 되었다 고 exudates 흡수 했다, 비 접착 드레싱 (20 x 15 m m2) 인공 피부 위에 배치 했다 5-0 나일론 봉합 적용 된 (그림 4I). 비 접착 드레싱은 종종 응용 프로그램의 몇 일 이내에서 쥐에 의해 제거 됩니다. 따라서, 이식 후 쥐를 모니터링 해야 합니다. 일반적으로, 비 접착 드레싱 전신 마 취하에 2 일 마다 바뀝니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 5 에서 거시적인 사진 rASC 시트 이식의 대표적인 결과입니다. 우리의 이전 연구에서 rASC 시트 이식 그룹 (그림 5B)에 평균 상처 영역 제어 그룹 (그림 5A) 보다 크게 작은 이었다. 컨트롤에 대 한 인공 피부만 rASC 시트의 이식 없이 상처를 충당 하기 위해 사용 되었다. 이러한 이미지 상처의 창조 후에 14 날 촬영 했다 (n = 6 각 그룹에서)31.

Figure 1
그림 1: 실험적인 이식 절차의 도식. 실험적인 이식 절차의 회로도 수용자 쥐 줄기 세포 지방이 많은 파생 (rASC) 시트와 인공 피부 타입-2 당뇨병 및 비만 쥐 상처 치유 모델에서 수행. (A) 쥐 지방 조직의 정상적인 루이스 쥐에서 수술 excised 했다. rASCs 절연 및 60 cm2 문화 접시에 시드 되었고 7-8 일 동안 37 ° c 5% CO2 배양 기에서 배양. (B) rASCs 2-3 일 마다 subcultured 했다 그리고 통로 3 rASCs 35 m m 직경 온도 응답 문화 접시에 시드 했다. 셀 5% CO2 배양 기에서 37 ° C에서 16.4 µ g/mL L-아 스 코르 빈 산 인산 마그네슘 소금 n-하이드 레이트 (AA)를 포함 하는 7-8 일에 대 한 완전 한 매체에서 경작 했다. RASCs는 20 ° c 온도 감소 시켜 연속 rASC 시트 수확 했다 (C) rASC 시트 15 x 10 m m2 전체 간격 피부 결함 당뇨병과 비만 (주 커 당뇨 지방 (ZDF) 쥐) 상처 치유 모델 사용을 전시 하는 쥐의 머리에 노출 된 뼈에 이식. (D) rASC 시트 위에 두개골에 직접 결함 되었고 적용) 10 x 15 mm2 장의에 봉합 했다 bilayer 인공 피부 장소 10 나일론 봉합 (5-0). 당뇨병 2015; 64: 2723-2734; 와 권한. 당뇨병 (c) (2015) 미국 당뇨병 협회에 의해 저작권. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2: 빛 ASCs의 현미경 이미지. ASCs 사이 간격 없이 문화 접시의 가장자리에 ASC 확산의 가벼운 현미경 이미지. (A)는 rASC 자란 (A)의 시작 후에 7 일 모든 방향에서 균일 한 두께와 시트입니다. (B) 유니폼 시드 없이 rASC 시트. 자란 (B)의 시작 후 7 일에는 연속 rASC 시트를 얻을 수 없습니다. 바 규모 = 100 µ m. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3: RASC 실 온에서 시트 조각상의 계시 노출 인 이미지. 실 온에서 rASC 시트의 상태 경과 이미지. rASCs 35 m m 직경 온도 응답 문화 접시에 자발적으로 점차적으로 실내 온도 (대략 20 ° C)에서 요리 표면에서 분리 하 고 시트를 연속으로 수확 했다. (A) 실내 온도에 온도 응답 문화 접시를 이동 후 약 5 분. (B) 실내 온도를 35 m m 직경 온도 응답 문화 접시를 이동한 후 약 10 분. (C) 실내 온도에 온도 응답 문화 접시를 이동한 후 약 20-30 분. 이것은 좋은-품질 rASC 시트 (C) 이다. (D-E) rASC 시트 상태 실내 온도에 온도 응답 문화 접시를 이동한 후 약 20-30 분. 이 rASC 시트 평균 품질 (D)입니다. (F G) rASC 시트는 일반적으로 집게의 쌍으로 처리 됩니다. 셀 시트 과민 하 고 허약한 경우는 막 상처 사이트에 문화 접시에서 셀 시트를 전송 하기 위한를 발판으로 사용할 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4: 상처 창조의 시간 시리즈 이미지 및 rASC 시트 이식 인공 피부와 비 접착 드레싱
인공 피부와 비 접착 드레싱 상처 생성 및 rASC 시트 이식의 시간 시리즈 이미지. (A)에서의 머리 쥐 전기 면도기로 면도 했다. 체 모 면도 후 확인 표시 (15 x 10 m m2) 기름진 소수 펜을 사용 하 여 그려 했다. (B) 전체 간격 피부 결함 (15 x 10 m m2) 마 취에서 쥐의 머리에는 표 피에서 피부 조직을 제거 하 여 만들었습니다. 피부 및 피부 조직, 메스와 excised 했다 하 고는 한 periosteal 함께 제거 되었다 raspatory. 멸 균 식 염 수를 적신 거 즈를 사용 하 여, 압력 절단 후 출혈을 멈추게 적용 했다. (C) rASC 시트 이식 RASC 시트는 바로 위에 집게의 쌍을 사용 하 여 쥐의 두개골 결함에 배치 했다. (D-G) 상처 크기에 맞게 조정 rASC 시트 확장입니다. RASC 시트는 유연 하 고, 조정 가능한, 그리고 집게의 쌍을 사용 하 여 상처 사이트의 구석구석을 확장할 수 있습니다. 넓은 상처에 대 한 두 개 또는 3 개의 유연한 rASC 시트 스택 수 있습니다. (H) rASC 시트를 덮고 인공 피부를 봉합. 결함 및 이식된 rASC 시트 인공 피부 (15 x 10 m m2), 5-0 나일론 봉합을 사용 하 여 10 바늘으로 봉합 했다 덮여 있었다. () 비-접착제의 드레싱 (20 x 15 m m2) 상처 사이트에 Suturing 덮여 인공 피부. 상처를 보호 하기 위해 비 접착 드레싱 (20 x 15 m m2) 5-0 나일론 봉합 인공 피부 위에 배치 했다. 당뇨병 2015; 64: 2723-2734; 와 권한. 당뇨병 (c) (2015) 미국 당뇨병 협회에 의해 저작권. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 5
그림 5: 전체 두께의 거시적인 이미지 피부 결함. 전체 간격 피부의 거시적인 사진 결함 rASC 시트 (B)의 이식 rASC 시트 (A)의 이식 없이 상처의 창조 후에 14 일. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

성공적으로 경작 된 rASC 시트에 대 한 가장 중요 한 단계는 다음과 같습니다: 1) 온도 약 37 ° C에서 온도 응답 문화 요리에 경작 하는 동안 유지 되어야 합니다. RASC 시트를 생성 하는 동안 모든 절차 37 ° C 온도-접시에, 수행 하 고 모든 시 약은 저절로 요리31에서 분리에서 세포를 방지 하기 위해 37 ° C로 예 열. 2) 받는 사람에서 쥐 rASC 시트의 성공적인 이식에 대 한 중요 한 비 접착 드레싱의 제거를 방지 하기 위해 모니터링 해야 합니다. 드레싱 제거 되 면 새로운 비 접착 드레싱 상처 사이트에서 분리에서 이식된 ASC 시트를 방지 하기 위해 적용 되어야 합니다.

이 절차를 사용 하 여, rASC 시트 일반적으로 얻은 했다 시드 통로의 5-7 일 이내 3 셀 온도 응답 문화 요리. 초기 셀 밀도와 AA를 포함 하는 완전 한 문화 매체 적용 시간 rASC 시트를 생성 하는 데 필요한 문화 시간을 조정할 수 있습니다. RASC 시트 셀 배양 중 접시에서 분리, rASC 시트를 개작 한다, 그리고 셀 분리 시 추가 요리를 준비 한다.

이 프로토콜의 한계는 다음과 같습니다: 1) 온도 응답 문화 요리를 사용 하 여 전체 과정 37 ° C의 대략 온도 유지 하기 위해 엄격한 온도 관리를 적용 해야 합니다. RASC 시트 건조 조건에 민감한 이므로 2) 취득 후 rASC 시트, 특수 의료 기기 촉촉한 상태를 유지 하기 위해 사용 해야 합니다. 매일 관찰 받는 사람 쥐의 상태를 포함 하 여 3) 수술 후 관리는 필요 합니다.

더 큰 상처 노출된 뼈와 종종 임상적으로 관찰 된다. 예를 들어 교통 사고 외상, 화상, 감염 된 상처와 debridement 후 손상 또는 괴 사 성 상처 노출 뼈 큰 상처로 개발할 수 있습니다. 여기, 심한 상처의 임상 모델 쥐가 2 형 당뇨병과 비만에 노출 된 뼈 대형, 전체 두께 피부 결함을 사용 하 여 개발 되었다. 이 모델 당뇨병 쥐에서 치유 하는 부상을 평가 하기 위한 표준 모델로 사용 될 가능성이 있다.

인공 피부 debridement, 후 전체 간격 피부 결함에 대 한 상업적으로 이용 가능한 의료 기기 이며 재조합 기본적인 섬유 아 세포 성장 인자 (bFGF) 널리 이용 되는 상처 치유를 위한 신생 및 알갱이 만듦. 이 두 가지 치료 당뇨병 상처 같은 만성 상처에도 상당한 치료 결과 달성 하기 위해 사용 되었습니다. 그것은 알려졌다 ASCs angiogeneic 성장 요인28, 혈관 내 피 성장 인자 (VEGF) hepatocyte 성장 인자 (HGF)와 같은 bFGF, neovascularization29,30 에 기여할 수 있는 상처 치유 촉진을 분 비. 우리의 이전 연구 확인 ASCs 이러한 성장 요인31을 지속적으로 분 비. 따라서, ASC 시트, 인공 피부와 결합 vascularization와 상처 치유31, 가속에 대 한 새로운 치료 옵션으로 사용할 수 있고 이러한 시트 미래에 다양 한 다루기 힘든 궤 양 또는 인간의 임상 설정에서 화상의 치료에 적용할 수 있습니다.

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Disclosures

다음 저자 공개할 금융 관계가이 게시에 관련: 男 카노는 설립자와 셀 씨 주식 회사, 기술 및 도쿄 여자의과 대학에서 특허 라이센스, 위원회의 감독 이며 男 오 카노 마사유키 야마토 있으며 셀 씨 주식 회사 도쿄 여자 의과대학 관계자 받는 셀 씨 i n c.에서 연구 자금 다른 저자는 그들은 금융 관계가이 게시에 관련 없는 선언 합니다.

Acknowledgments

저자 실용적인 조언을 제공 하는 학과의 플라스틱 및 재건 수술, 준 텐도 대학의과 대학, 박사 유키코가 감사 합니다. 우리는 또한 당뇨병 센터의 도쿄 여자의 의학 대학의과 대학 우수 기술 지원의 씨 카 즈 무라를 감사합니다. 이 연구는 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술 (MEXT) 일본에서 개발 혁신 시스템 "셀 시트 조직 공학 센터 (CSTEC)" 프로젝트의 학 제 연구 분야 프로그램 고급 혁신 센터의 창조에 의해 지원 되었다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
α-MEM glutamax Invitrogen 32571-036 Carlsbad, CA
Fetal bovine serum (FBS) Japan Bioserum Co Ltd. S1650-500
Penicillin/streptomycin Life Technologies 15140-122
Collagenase A Roche Diagnostics 10 103 578 001 Mannheim, Germany
60 cm2 Primaria tissue culture dish BD Biosciences 353803 Franklin Lakes, NJ
Dulbecco's Phosphate Buffer Saline (PBS) Life Technologies 1490-144
0.25% Trypsin-ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) Life Technologies 25200-056
L-ascorbic acid phosphate magnesium salt n-hydrate Wako 013-19641
35-mm temperature-responsive culture dish (UpcellTM) CellSeed NUNC-174904 Tokyo, Japan
Microwarm plate (MP-1000) Kitazato Science Co., Ltd. 1111
Rodent mechanical ventilator Stoelting #50206 Wood Dale, IL
4% isoflurane Pfizer Japan 114-13340-3 Tokyo, Japan
Artificial skin (Pelnac®) Smith & Nephew PN-R40060  Tokyo, Japan
Non-adhesive dressing (Hydrosite plus®) Smith & Nephew 66800679 Known as Allevyn non-adhessing® in the United State
5-0 nylon suture Alfresa EP1105NB45-KF2
20 CELLSTAR TUBES greiner bio-one 227 261
15 mL Centrifuge Tube Corning Incorporated 430791
14 GOLDMAN-FOX PERIOSTEAL Hu-Friedy P14 Chicago, IL

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. International Diabetes Federation. IDF Diabetes Atlas, 7 ed.. , International Diabetes Federation. Brussels, Belgium. Available from: http://www.diabetesatlas.org/ (2015).
  2. Boulton, A. J., Vileikyte, L., Ragnarson-Tennvall, G., Apelqvist, J. The global burden of diabetic foot disease. Lancet. 366 (9498), 1719-1724 (2005).
  3. Zannettino, A. C., et al. Multipotential human adipose-derived stromal stem cells exhibit a perivascular phenotype in vitro and in vivo. J Cell Physiol. 214 (2), 413-421 (2008).
  4. Kern, S., Eichler, H., Stoeve, J., Kluter, H., Bieback, K. Comparative analysis of mesenchymal stem cells from bone marrow, umbilical cord blood, or adipose tissue. Stem Cells. 24 (5), 1294-1301 (2006).
  5. Casteilla, L., Planat-Benard, V., Laharrague, P., Cousin, B. Adipose-derived stromal cells: Their identity and uses in clinical trials, an update. World J Stem Cells. 3 (4), 25-33 (2011).
  6. Zuk, P. A., et al. Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based therapies. Tissue Eng. 7 (2), 211-228 (2001).
  7. Zuk, P. The ASC: Critical Participants in Paracrine-Mediated Tissue Health and Function. , (2013).
  8. Nie, C., et al. Locally administered adipose-derived stem cells accelerate wound healing through differentiation and vasculogenesis. Cell Transplant. 20 (2), 205-216 (2011).
  9. Shin, L., Peterson, D. A. Human mesenchymal stem cell grafts enhance normal and impaired wound healing by recruiting existing endogenous tissue stem/progenitor cells. Stem Cells Transl Med. 2 (1), 33-42 (2013).
  10. Okano, T., Yamada, N., Sakai, H., Sakurai, Y. A novel recovery system for cultured cells using plasma-treated polystyrene dishes grafted with poly(N-isopropylacrylamide). J Biomed Mater Res. 27 (10), 1243-1251 (1993).
  11. Yamato, M., et al. Thermo-responsive culture dishes allow the intact harvest of multilayered keratinocyte sheets without dispase by reducing temperature. Tissue Eng. 7 (4), 473-480 (2001).
  12. Sekine, H., et al. Cardiac cell sheet transplantation improves damaged heart function via superior cell survival in comparison with dissociated cell injection. Tissue Engineering Part A. 17 (23-24), 2973-2980 (2011).
  13. Kuhlmann, J., et al. Intramyocellular lipid and insulin resistance: a longitudinal in vivo 1H-spectroscopic study in Zucker diabetic fatty rats. Diabetes. 52 (1), 138-144 (2003).
  14. Slavkovsky, R., et al. Zucker diabetic fatty rat: a new model of impaired cutaneous wound repair with type II diabetes mellitus and obesity. Wound Repair Regen. 19 (4), 515-525 (2011).
  15. Oltman, C. L., et al. Progression of vascular and neural dysfunction in sciatic nerves of Zucker diabetic fatty and Zucker rats. Am J Physiol Endocrinol Metab. 289 (1), E113-E122 (2005).
  16. Coppey, L. J., Gellett, J. S., Davidson, E. P., Dunlap, J. A., Yorek, M. A. Changes in endoneurial blood flow, motor nerve conduction velocity and vascular relaxation of epineurial arterioles of the sciatic nerve in ZDF-obese diabetic rats. Diabetes Metab Res Rev. 18 (1), 49-56 (2002).
  17. Galiano, R. D., Michaels, V., Dobryansky, M., Levine, J. P., Gurtner, G. C. Quantitative and reproducible murine model of excisional wound healing. Wound Repair Regen. 12 (4), 485-492 (2004).
  18. Lin, Y. C., et al. Evaluation of a multi-layer adipose-derived stem cell sheet in a full-thickness wound healing model. Acta Biomater. 9 (2), 5243-5250 (2013).
  19. McLaughlin, M. M., Marra, K. G. The use of adipose-derived stem cells as sheets for wound healing. Organogenesis. 9 (2), 79-81 (2013).
  20. Cerqueira, M. T., et al. Human adipose stem cells cell sheet constructs impact epidermal morphogenesis in full-thickness excisional wounds. Biomacromolecules. 14 (11), 3997-4008 (2013).
  21. Koga, Y., et al. Recovery course of full-thickness skin defects with exposed bone: an evaluation by a quantitative examination of new blood vessels. J Surg Res. 137 (1), 30-37 (2007).
  22. Cianfarani, F., et al. Diabetes impairs adipose tissue-derived stem cell function and efficiency in promoting wound healing. Wound Repair Regen. 21 (4), 545-553 (2013).
  23. Matsuda, K., Suzuki, S., Isshiki, N., Ikada, Y. Re-freeze dried bilayer artificial skin. Biomaterials. 14 (13), 1030-1035 (1993).
  24. Miyahara, Y., et al. Monolayered mesenchymal stem cells repair scarred myocardium after myocardial infarction. Nat Med. 12 (4), 459-465 (2006).
  25. Iwata, T., et al. Cell sheet engineering and its application for periodontal regeneration. J Tissue Eng Regen Med. , (2013).
  26. Elloumi-Hannachi, I., Yamato, M., Okano, T. Cell sheet engineering: a unique nanotechnology for scaffold-free tissue reconstruction with clinical applications in regenerative medicine. J Intern Med. 267 (1), 54-70 (2010).
  27. Watanabe, N., et al. Genetically modified adipose tissue-derived stem/stromal cells, using simian immunodeficiency virus-based lentiviral vectors, in the treatment of hemophilia. B. Hum Gene Ther. 24 (3), 283-294 (2013).
  28. Kim, W. S., et al. Wound healing effect of adipose-derived stem cells: a critical role of secretory factors on human dermal fibroblasts. J Dermatol Sci. 48 (1), 15-24 (2007).
  29. Nakagami, H., et al. Novel autologous cell therapy in ischemic limb disease through growth factor secretion by cultured adipose tissue-derived stromal cells. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 25 (12), 2542-2547 (2005).
  30. Asahara, T., et al. VEGF contributes to postnatal neovascularization by mobilizing bone marrow-derived endothelial progenitor cells. EMBO J. 18 (14), 3964-3972 (1999).
  31. Kato, Y., et al. Allogeneic transplantation of an adipose-derived stem cell (ASC) sheet combined with artificial skin accelerates wound healing in a rat wound model of type 2 diabetes and obesity. Diabetes. , db141133 (2015).

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Kato, Y., Iwata, T., Washio, K.,More

Kato, Y., Iwata, T., Washio, K., Yoshida, T., Kuroda, H., Morikawa, S., Hamada, M., Ikura, K., Kaibuchi, N., Yamato, M., Okano, T., Uchigata, Y. Creation and Transplantation of an Adipose-derived Stem Cell (ASC) Sheet in a Diabetic Wound-healing Model. J. Vis. Exp. (126), e54539, doi:10.3791/54539 (2017).

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