Yağ Dokusu Depolarında içine Nakli Enkapsülasyon termojenik Preadipositler

1Department of Human Sciences, The Ohio State University, 2Department of Minimally Invasive Surgery, The First Affiliated Hospital of Soochow University, 3NSF Nanoscale Science and Engineering Center for Affordable Nanoengineering of Polymeric Biomedical Devices, The Ohio State University
Published 6/02/2015
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit", you agree to our policies.

 

Summary

Cite this Article

Copy Citation

Xu, L., Shen, Q., Mao, Z., Lee, L. J., Ziouzenkova, O. Encapsulation Thermogenic Preadipocytes for Transplantation into Adipose Tissue Depots. J. Vis. Exp. (100), e52806, doi:10.3791/52806 (2015).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Hücre kapsülleme yarı geçirgen zarlar içinde canlı hücre tutmak üzere geliştirilmiştir. engrafted kapsüllü hücreler uzun süreli sağkalım elde etmek için tedavi edilen hastaya dokularında düşük molekül ağırlıklı metabolitleri alışverişi yapabilirsiniz. yarı-geçirgen zar, bağışıklık sistemi tarafından reddini önlemek için kapsüllenmiş hücrelerin engrafted sağlar. Kapsülleme işlemi insülin gibi biyolojik olarak aktif bileşiklerin, başka hormonlar ve sitokinler kontrollü bir şekilde serbest bırakılmasını sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Burada obez farelerin karın içi adipoz dokusunda ısı üretimi ve enerji tüketimine (termogenez) için lipitler tüketen katabolik hücrelerin kapsüllenmesi için bir yöntem tarif eder. Termojenik katabolik hücrelerin kapsüllenmesi obezitenin önlenmesi ve tedavisi için potansiyel olarak uygulanabilir ve tip 2 diyabet olabilir. Katabolik hücrelerin başka potansiyel uygulama alkoller veya diğer toksik metabolitler ve çevresel kirleticiler gelen detoksifikasyon içerebilir.

Introduction

Kronik hastalıkların 1 artan insidansı tedavi hücre popülasyonlarının 2 nakli çalışmalar teşvik etmiştir. Sinjenik veya allojenik kök hücreleri, bu uygulamalar 2 için en yaygın olarak kullanılan hücre tipi vardır. Bununla birlikte, bu tedaviler implantasyondan sonra farklılaşması ve kök hücre göçü kontrol izin vermez ve maliyet etkin değildir. Yararlı fonksiyonları ile genetiği değiştirilmiş hücrelerin Transplantasyon birçok hastalığın tedavisini geliştirmek öngörmektedir. Ancak genetik hücre değişiklikleri konağın bağışıklık sistemi tarafından tanınan, bu nedenle, bu tedaviler immünosupresyonu 3 gerektirir. Insülin üreten hücrelerin kapsüllenmesi Chang 4 tarafından geliştirilmiştir. teknik, bir kalsiyum klorür çözeltisi içine daldırılır alginat damlacıklar halinde hücrelerin kapsüllenmesi dayanmaktadır. Aljinat molekülleri (G) (E) manuronik ve guluronik asit oluşur ve Ca ile bağlı olabilir 2+. Jelleşme sonra, taneler, bir poli-L-lisin (PLL) çözeltisi süspanse edilir. Bu adım sırasında, PLL kapsül membran oluşturan alginat moleküllerinde G ve M bağlanır. kapsül, zarın gözeneklilik, M ve PLL konsantrasyonları, inkübasyon süresi, ve sıcaklığı değiştirilerek modüle edilebilir. PLL bağlanmasının, aynı zamanda Çeşidi ve aljinat konsantrasyonuna bağlıdır. Ca + 2 iyonları ile çapraz bağlanmış Alginat matrisler, fizyolojik bir ortamda ya da fosfat ve sitrat iyonları konsantrasyonunun ortak tampon çözeltiler içinde kararlı değildir. Bu tamponlar alginattan Ca 2 + özü ve çekirdeği sıvılaştırılması yapabilirsiniz. Aljinat çekirdeğin Sıvılaşma hücresel hareket ve büyüme için kapsül içindeki alan sağlar. Polikatyonik poli-L-lisin (APL) polianyonik Aljinatta kapsüllenmiş hücreler immünoglobülin için geçirgen olan, ancak toksin besin girişini ve çıkışını sahiptir. Bunlar APL en özellikler uzun vadeli su etkinleştirmekgenetik olarak farklı bilgisayarlar içine naklinden sonra kapsüllü hücrelerin rvival. Elliott ve diğ., Dokuz yıllık implantasyon 5 sonra, bir insan hastada kapsüllenmiş domuz pankreatik hücrelerin saptanmıştır hayatta bildirilmiştir.

Kapsülleme teknikleri, mikrokapsülleme (3-800 um) ve macroencapsulation (daha büyük 1000 um) olarak sınıflandırılabilir. Mikrokapsüller macrocapsules 6 daha dayanıklıdır. Dr Chang ve 1964 yılında meslektaşları tarafından keşfedilmesinden bu yana, mikroenkapsülasyon yaygın insülin üreten hücreler anabolik, diğer hormonlar ve biyoaktif moleküllerin 7 enkapsülasyonunda kullanılmıştır. Bu tedaviler fibrozis ve bağışıklık yanıtı 8 olmak üzere konak dokusunda çeşitli zorluklarla karşı karşıya. Başlangıçta, biyopolimerlerin kalitesine ilişkin yan etkiler çözüme kavuşturuldu. Bununla birlikte, anabolik hücrelerinin nakli de hormon overpr bir sonucu olarak, örneğin fibroz gibi yan etkilere, başlatırözel bir bezin dışına oduction.

Son yıllarda, obezite ve tip 2 diyabet salgın boyutlarına 9 ulaşmıştır. Yetişkin insanların% 30'dan fazla dünya çapında kilolu ve 10 obez. Artan karın içi (IAB) yağ oluşumu kronik inflamasyon insidansını artırır ve tip 2 diyabet, kardiyovasküler hastalık, bazı kanserler ve diğer morbidite 11-13 teşvik etmektedir. Çeşitli türden kanıtlar IAB yağ ile ilişkili patogenez belirli adipositlerce önlenebilir önerdi. Son çalışmalar metabolizma artırmak ve in vivo 14 kemirgenlerde obezite ve insülin direnci azaltabilir IAB bölgeye deri altı adipositlere bu nakli göstermiştir. Obezite ve insülin direnci etkili azalma, ısı 15,16 şeklinde enerji dağıtma yeteneğine sahip termojenik adipositler ile ilişkilendirilmiştir. Adipositlerin termojenik modifikasyonu kararlı transfeksiyonu ile elde edilebilirBu tür eşleşmemiş protein 1 (UCP1) veya UCP1 ve diğer termojenik genlerin 15,16 ekspresyonunu düzenleyen genlerin mitokondriyal proton uncoupling, katılan genlerin. Bizim son çalışmalar aldehit dehidrojenaz 1 a1 (Aldh1a1) yetersizlik bu farelerde 17,18 obezite ve insülin direnci azaltır IAB yağ termojenik yeniden yol açtığını gösterdi. Özellikle, termojenik Aldh1a1 eksikliği kapsüllenmesi (Aldh1a1 - / -) Preadipositler Iab yağ 18 tedavisi için yeni bir terapötik fırsat düşündüren obez vahşi tip farelerde Iab yağ aynı terapötik etkisine aracılık eder. Deneysel ayarlarında, kapsüllü hücreler maliyet etkin bir şekilde 19 özel hücre popülasyonlarının etkilerini incelemek için araştırmacılar sağlar. Burada obezite bir fare modelinde termojenik katabolik hücre çizgisinin kapsüllenmesi ve laboratuar ve terapötik uygulama yöntemini tartışır. protokol t açıklarmikrokapsül üretiminde (Şekil 1) için HREE fazlar: alginat mikro (Şekil 1A), polikatyonik poli-L-lisin (PLL), mikro yüzeyi (Şekil 1B) ilgili membranlar, oluşumu ve çıkarılması oluşumu alginat çekirdekler (Şekil 1C).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Çalışma protokolü Ohio State Üniversitesi Etik Komiteleri tarafından onaylandı. Hayvan deneyleri IACUC protokolü tarafından kabul edildi. Tüm prosedürler laminer akışı ile seviye 2 biyogüvenlik kabini altında gerçekleştirildi. Biz tüm standart güvenlik şartlarını ve prosedürleri takip etti. mikrokapsüllerin hazırlanması için mikro-kapsülleme tekniği, 18 17 tarif edildiği gibi gerçekleştirilmiştir.

Malzemelerin 1. Hazırlıklar

  1. Otoklava fizyolojik tuzlu su (su içinde% 0.9 NaCI) içinde% 2 sodyum alginat çözeltisi 10 ml hazırlayın. Fizyolojik tuzlu su içinde% 0.05 PLL çözeltisi hazırlayın. Bir gün önce bu çözümleri hazırlayın ve gece boyunca karıştırın. Kullanmadan önce 0.22 mikron filtre ile çözüm Filtre.
  2. 50 mM sodyum sitrat ve% 0,9 NaCl solüsyonlarının 100 mM CaCl 2 hazırlayın ve bunları otoklav.
  3. Tüm solüsyonlar, iğneler, elektrotlar ve beher otoklavlayın. Tıkanmasını önlemek için tel ile iyice temiz iğneler.
  4. (102 mikrokapsüller kuyunun her cm 2 için gerekli ve kapsül 18 başına 500 hücre yaklaşık vardır edilir) kapsüller için kullanılacak hücrelerin uygun miktarda belirleyin. Iki milyondan hücre başına sodyum aljinat 1 ml kullanın.
  5. Yüksek glikoz bir "Fibroblast büyüme ortamı" ihtiva eden,% 10 dana serumu, 100 U / ml penisilin / streptomisin hazırlanması (4,500 mg / L glikoz) Dulbecco'nun modifiye edilmiş Eagle ortamı (DMEM).
    1. DMEM,% 10 fetal sığır serumu, 10 ug / ml insülin, 1 uM deksametazon, 0.5 mM 3-izobütil-1-metil ksantin ve 100 U / ml penisilin / streptomisin içeren bir 'farklılaştırma ortamı I' hazırlayın.
    2. DMEM içinde 'farklılaştırma ortamı II' ihtiva eden,% 10 fetal sığır serumu, 10 ug / ml insülin, 100 U / ml penisilin / streptomisin hazırlayın.
  6. (RI 10 mi Radyo-immünopresipitasyon deney tamponu başına bir proteaz inhibitörü tablet ihtiva eden liziz tamponu hazırlayınPA tamponu).

2. Alginat, mikro-boncuklar hazırlanması (Şekil 1A)

  1. Hücre kültürü şişesi eski orta çıkarın. 10 ml PBS ile hücre durulayın. % 0.25 tripsin-EDTA (bir birbirine bağlı T175 şişesi başına 2 mL) ile süspansiyon içinde hücrelerin getirin.
  2. Hemasitometre kullanarak hücre süspansiyonu hücreleri saymak. Hücre süspansiyonu 10 mi kısım kullanın ve üreticinin talimatlarına göre hücreleri sayın. 5 dakika boyunca oda sıcaklığında 480 x g'de santrifüj ortamda kalan hücreler santrifüj.
  3. Aşama 1.4 'de tarif edildiği gibi, sodyum alginat hücre pelletini süspanse edin. 5 ml şırıngaya sodyum alginat hücre çözeltisi aktarın.
  4. Bir 23-gauge iğne ekleme, çözelti içinde hava kabarcıklarını çıkarmak ve havanın 1 ml cep oluşturmak için şırınga ters.
  5. Kapsülleyicide iğne ağzı altında 100 mM CaCl2 çözeltisi 144 ml içeren, küçük bir beher (180 mi) yerleştirin. Uç approxim ile kapsülleyicide elektrodu takın100 mM CaCl2 çözeltisinin yüzey üzerinde ulaştırılması 2.5 cm.
  6. Sıkı şırınga pompası sodyum alginat hücre çözeltisi ihtiva eden şırınga yerleştirin. Şırınga açılması kauçuk tüp takın. Sodyum aljinat-hücreli çözüm tüp aracılığıyla yarıya girene kadar pistonu itin. 5.4 kV gerilim ayarlayın. Şırınga pompası 12.06 mm çapında ayarlayın. 3 ml / saat hız ayarlayın. Pompayı başlatın. Kapsülleyicide açın ve 5.4 kV gerilim korumak.
  7. Kaputun penceresini kapatın ve aljinat mikro oluşumu sonuna kadar gereksiz titreşimi önlemek. Tüm çözeltisi iğne içinden geçtikten sonra, PLL ile kaplamadan önce 20 dakika daha 100 mM CaCl2 çözeltisi içinde aljinat top şeklindeki mikroboncukları katılaşır.

PLL ile 3. Kaplama mikro boncuklar (Şekil 1B)

  1. Sodyum aljinat hücre top şeklindeki mikroboncukları içeren beher çıkarın ve bu Microb transferi50 ml'lik bir santrifüj tüpüne EADS. Mikroboncuk pelet CaCI2 çözeltisi çıkarın.
  2. % 0.9 NaCl, 30 ml ekleyerek aljinat-hücresi top şeklindeki mikroboncukları yıkayın. Hafifçe elinizle tüpü çalkalayın. Mikro-yerçekimi tarafından çöktürülmüş sonra 25 ml pipet ile% 0.9 NaCl çıkarın. 3 yıkama olmak üzere toplam iki kez daha tekrarlayın.
  3. Sodyum alginat çözeltisi, her 1 ml% 0.05 PLL çözeltisi 10 ml kullanın. 10 dakika boyunca dakikada 1.000 devirlerde% 0.05 PLL ve vorteks ekleyin.
    Not: Genellikle, 10 dakika PLL kaplama için yeterlidir.
  4. PLL kaplama oluşturulduktan sonra, PLL çözüm kaldırmak ve 3.2 de tarif edildiği gibi kapsülleri 3 kez yıkayın.

Aljinat Core 4. Sökme (Şekil 1C)

  1. 50 mM sodyum sitrat çözeltisi 30 ml ilave edilir. 5 dakika veya tüm sodyum aljinat çözülür kadar bekleyin. Aşama 3.1.1 tarif edildiği gibi üç kez yıkayın kapsüller.
  2. % 0.9 NaCl kaldır 50 ml tüp kültür ortamı 20 ml ekleyinve bir hücre kültürü şişesine hücreleri içeren tüm kapsülleri aktarın. Standart hücre kültürü koşullarında 18 altında kapsüllü hücreleri taşıyınız.

Vitro Uygulamaları 5. Hücreleri arasında Xenograftlarında ve Host Hücre Etkileşimleri veya metabolit Blake Kinetiği / akışını Eğitim için (Şekil 2)

  1. Ko-kültürler için, birbirine karışana kadar 24 oyuklu bir plaka üzerinde kültür konakçı hücreler sunar. Kültürleme preadipositler için 'Fibroblast Büyüme Orta' kullanın.
  2. 24 oyuklu bir plaka ihtiva eden konakçı hücreler konfluent içine aktarın mikrokapsüller. Bir tek tabaka elde etmek için mikro kapsüller (102 mikro / göz cm2) ekleyin.
  3. Altı gün Farklılaşma Orta II öncesi adiposit Farklılaşma Orta I. ile farklılaşmayı Her 48 saat, değişim ortamını neden olur. RIPA tamponu içinde Hücreleri,. Western blot kullanılarak protein ekspresyonunu analiz etmek için durum başına 50 ug protein kullanın.

Suların Vivo Başvurusu 6.Obezite ent (Şekil 3)

  1. Anestezi idamesi için oksijen ile anestezi ve% 2 izofluran uyarılması için oksijen ile% 4 izofluran karıştırın. Ayak tutam tarafından yeterli anestezi derinliği onaylayın.
    1. Kurumasını kornealar korumak için gözlerinin üzerinde anti-kaşıntı merhem sürün.
  2. Böyle yeşil floresan proteininin (GFP) olarak kalıcı yapay floresan proteini ile etiketlenmiş kapsüllü hücreleri kullanın.
  3. 3 ml şırınga ve kapsüllü hücreleri enjekte etmek için 20 iğne kullanın.
    1. 0.5 x 10 6 hücre Şekil 3'te gösterildiği gibi, bir gonad ve böbrekler intraperitoneal bir alanda yer almaktadır, her Iab yağ depo içine 0.2 ml PBS içinde süspansiyon haline enjekte edilir. Ortalama ağırlığı olan farelerde bu PBS hacmi ve hücre sayısı kullanın 40 gr. Farklı ağırlık ya da doza bağımlı etkileri belirlenmesi için sahip farelerde hücre sayısını ve ses düzeyini ayarlayın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Şekil 1 mikro-üretimin her aşaması mikroskop altında kontrol edilebilir olduğunu göstermektedir. Şekil 2A co-kültür nasıl adipositleri kapsüllü hücreleri tek tabaka ile gösterir. Şekil 2B adiposit / mikro kapsüller ko-kültürlerini kullanarak kantitatif çalışma temsili bir örnek olduğunu adipositler Western blot ile analiz edilmiştir bölüm 5. Lisatlar tarif edilmiştir. Kapsüllenmiş hücrelerin Bu deneyde analiz edilmemiştir. 1000 seyreltme: Primer ATGL ve β-aktin antikor, bir 1 kullanılmıştır. ATGL oranı β-aktin için üç bağımsız deneyin ortalama olarak SD gösterilmiştir. Benzer ko-kültür yaklaşımlar ko-kültürler içinde kapsüllenmiş hücresi ve adiposit etkileşimleri etkilerini mRNA analiz etmek ve çalışma için kullanılabilir. / - - Adiposit encapsula kıyasla adipositlerdeki ATGL lipaz ve lipoliz 18 anlamlı olarak daha yüksek seviyelerde neden termojenik Aldh1a1 kapsüllü Veri gösterilerited WT adipositleri.

Şekil 3 GFP konumu ve ana yağ dokusunda kapsül bütünlüğünü gösterir gösterir. GFP ekspresyonu, hücre canlılığının bir göstergesi.

Nitel değerlendirme

kapsülleme ya da kapsüllenmiş hücre implantasyonu kalitesi mikroskopi, MRI ve tedavi adipoz dokuların 18 immünohistokimyasal analizi kullanılarak değerlendirilebilir.

Kantitatif yaklaşım

18 .GFP tarif edildiği gibi nakledilen hücrelerin hayatta GFP özgü ifadesi göz önüne alındığında, GFP ifade seviyelerinin ölçümü kapsüllenmiş hücrelerin izin dokuda sayısal olarak ve diğer proteinlerin bütün bir adipoz doku homojenatı spesifik anti-GFP antikorlar kullanılarak tespit edilebilir depo. Bu homojenatın protein GFP seviyelerinin canlı implante hücrelerin sayısı hakkında bilgi vermek.


Şekil 1: mikrokapsül üretimi için prosedürün şematik. Bir mikroskop (20X) kapsamında (A) aljinat mikroboncukları. (B) PLL (20X) ile kaplandıktan sonra, dış tabaka. (C) aljinat çekirdek (20X) çözüldükten sonra son mikrokapsül. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 2,
Şekil 2: yapışık hücre hattı kültürleri ile Mikrokapsül ko-kültürler yapışık adipositlerle (ortam içinde yüzen daireler) mikrokapsüllerin ko-kültür (A) şematik (alt panel).. (B) ATGL ifadesinden karşılaştırılması3T3-L1 adipositler ko-kültürlenmiştir hücresel olmayan WT veya Aldh1a1 ile - / - adiposit içeren mikrokapsüller. Önem P değeri, Mann-Whitney U-testi kullanılarak tespit edilmiştir. Üst uçlar tek temsilci Western blot göstermektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3,
Şekil 3:. Kapsüllü hücreler ile bir intra-abdominal (IAB, visseral) yağ enjeksiyonu şematik enjekte IAB yağ yastığı fotoğrafik görüntü 80 gün transplantasyon (üçgen) sonra kapsüllü hücrelerin rengi kümeleri gösterir. Bu IAB moda ped parafin içine gömülü ve analiz edildi. Hematoksilin ve eozin (H & E) boyama kapsüllenmiş kapsüllenmiş hücrelerin sitoplazmasının (oklar), implante mikrokapsüller (C) kümeleri gösterirHücreler (CC), ana adipositler (A). Floresan ışığı altında incelendiğinde aynı görüntü yuvarlak sağlam kapsül içindeki GFP etiketli nakledilen hücreleri gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Çeşitli yöntemler, kurutma, haddeleme, ve emülsiyonun 19 de dahil olmak üzere hücreleri kapsüllemek için kullanılmıştır. Bu yöntemde, aljinat taneleri daha sonra PLL ile kaplanmış ve aljinat çekirdek kapsülleme tamamlamak için çözülmüş olan, bir iğne aracılığıyla ekstrüde edilir. Bu yöntem yıldır kullanılmaktadır, ancak, arzu edilen boyut ve küresel şekle sahip tanelerin oluşumu hala zordur. kapsüllerin boyutu, sodyum aljinat çözeltisi, ekstruder çapı ve iğne ucu ve CaCI2 çözeltisi 20 arasındaki mesafenin viskozitesine oldukça bağlıdır. İğne ucu ve CaCI2 çözeltisinin yüzeyi arasında daha kısa bir mesafe, küçük taneler üretilmektedir edilir. Açıklanan protokol gözenekler (<32 kD) ile APL üretimine yol açar. gözenek boyutu, deneysel olarak daha önce tarif edildiği gibi 18, floresan immünoglobülinler (> 32 kD) ve flüoresan küçük peptidler kullanılarak test edilebilir. Bu sgözenek ize 2 hafta içinde ve en az 80 gün 18 adipoz doku içine in vivo implantasyonu sonrası in vitro kültürlerinde hücrelerin hayatta kalma desteklemek için yeterlidir. mikroboncuk şekli kapsüllenmiş hücrelerin hayatta kalma etkileyen önemli bir faktördür. Birçok uydu mikro ile kırık boncuk hücrelerin 21 çıkıntı artırır. Kuyruk oluşması, yüksek-G alginat 23 için ise daha düşük ve düşük viskoziteli, ara-G aljinat çözeltileri, 22 uygulandığı zaman uydu oluşumu meydana gelmemiştir. Ayrıca, kırık boncuk katkıda bulunabilir kesme kuvveti olarak, mikro için yumuşak bir yıkama prosedürü tavsiye ve in vivo doku içine in vitro ko-kültür ve aşılanması için uygun güçlü kapsüllerin üretimi için, optimize koşullar önermektedir.

Microcapsulation gibi hücreler gibi biyo korunması için implantasyon için etkili bir yöntem olduğu kanıtlanmıştır, sitokinçevre ve bağışıklık yanıtı 24'ten s, enzimler, hormonlar ve bioabsorbents. hormonlar ya da kapsüllenmiş hücrelerin sitokin kontrollü salım obezite 18, diabetes mellitus 5, karaciğer yetmezliği 25 ve anemi 26 de dahil olmak üzere, hastalıkların geniş bir yelpazede terapötik etkileri için test edilmiştir. Ancak, engrafted kapsüllü anabolik hücrelerinin etkinliği genellikle fibrozis nedeniyle azalır. Burada obezite ve insülin direnci 18 tedavisi için termojenik katabolik hücrelerin yeni uygulamasını açıklar. Aldh1a1 kapsüllenmesi - / - adipositler ve muhtemelen diğer katabolik hücreler, çeşitli avantajları anabolik hücrelerin kapsüllenmesi ile karşılaştırıldığında Aldh1a1 etmek -. / - Preadipositler kendiliğinden APL zar 18 iç yüzeyine yapışır ve Iab yağ adipojenik ortamda ayırt bu kapsül ve kapsül hızlı rüptürü onların aşırı çoğalmasını önler. Addition, bu hücreler inflamatuvar yanıtları ve katabolik özelliklere 27 azalmıştır. Immünohistokimyasal veriler APL implantasyonu Aldh1a1 kapsüllü gösterir - / - 80 gün süreyle IAB yağ içine adipositler belirgin immün yanıtın ve fareler 18 fibrozis eşlik değildi; Ancak, daha fazla çalışmaya potansiyel inflamatuar etkilerini değerlendirmek için gelecekte yapılması gerekmektedir. Öncelikle, Aldh1a1 eksikliği. Adipositlerdeki termojenik UCP1 ekspresyonunu arttırır Aldh1a1 eksikliği retinaldehidin 28 seviyelerinin arttırılması retinoik asidin otokrin üretimini azaltır. Bu yol içsel ve parakrin termojenik faktörlerin üretiminde yer olabilir sayısız transkripsiyonel yollar 28,29, etkiler. Özellikle, Aldh1a1 kapsüllü - / - adipositler hücrelerin konak obez farelerde WT benzer termojenik yanıt üretmek. Aldh1a1 Kapsüllenmiş - / - adipositler i parakrin faktör (ler) i üretmek için görünürEv sahibi WT adipoz doku 18 UCP1 pozitif hücrelerin sayısını koymalarına. Birlikte, bu termojenik tepkiler enjekte Iab yağ tercih edilen bir düşme ile sonuçlanmıştır. - / - Ölümsüzleştirilmiş Aldh1a1 bir fenotip Preadipositler bu gen modifikasyon diyetle uyarılan obeziteye indirgeme kapsülleme teknolojisi için umut verici bir aday haline birçok özellik uygulamaktadır.

Sitokin irisin, miR-133a 30, hormon 31 gibi meteorin, 32 subkutan beyaz adipoz dokusunun termojenik biçimlenme uygulamak için rapor edilmiştir, paratiroid-hormonu ile ilişkili protein de dahil olmak üzere en son birçok biyolojik olanlar. Bu termojenik faktörler deri altı ve / veya IAB yağ obeziteye karşı kapsülleme teknolojileri ve tedaviler için uygun olup olmadığını belirlemek daha fazla çalışmalara ihtiyaç vardır. Katabolik hücreleri ihtiva eden mikro kapsül, toksik bir çevrede zararlı metabolitlerin fazlalığını uzaklaştırmak için potansiyel olarak uygun olabilir. Örneğin, hastas alkol veya deoxyglucosone, diyabet hastalarında, bir birinci reaktif metabolitin kolaylaştırılmış katabolizma yararlanabilir. Ancak, gelecekteki çalışmalar bu uygulamaların terapötik yararları olabilir olmadığını belirlemek için ihtiyaç vardır.

/ - - Preadipositlerin Özetle, bu çalışmalar bir kanıtı-of-concept IAB yağ termojenik yanıt amplifikasyonu kapsüllü Aldh1a1 küçük bir alt kümesi tarafından başlatılan olabilir sağlarlar. Ayrıca, bu çalışmalardan kapsüllenmiş katabolik termojenik hücreleri enjekte implantlar ile dokuya özel tedavi uygulanabilirliğini ortaya koymuştur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgements

Biz editoryal yardım için Jennifer Petrosino ve David DiSilvestro teşekkür etmek istiyorum. Bu araştırma Amerikan Yumurta Kurulu ve Novo Nordisk İlaç gelen Ödülü Numarası 10040042 yanı sıra osu Gıda İnovasyon Merkezi, Ofis Uluslararası İlişkiler, İleri Fonksiyonel Gıdalar Araştırma Merkezi ve Girişimcilik yanı sıra Ödül Numarası 20020728 tarafından desteklenen Ulusal Bilim Vakfı EEC-0914790 (LJL) hibe. Tıbbi Araştırma ve NIH Yol Haritası ile Sağlık (OD) Direktörü, National Institutes Ofisi tarafından finanse edilen ve desteklenen Ulusal Araştırma Kaynakları Merkezi'nden Ödülü Numarası R21OD017244 (OZ) ile UL1RR025755 (OSUCCC) tarafından desteklenmiştir açıklanan proje, NCI P30CA16058. Içeriği sadece yazarların sorumluluğundadır ve mutlaka Ulusal Araştırma Kaynakları Merkezi veya Ulusal Sağlık Enstitüleri resmi görüşlerini temsil etmemektedir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Encapsulation device (VAR V1) Nisco LIN-0042 None
KD scientific syringe pump KD scientific 780100Y None
Olympus microscope  Olympus Optical IX70-S8F2 None
Sodium alginate Sigma MKBP8122V None
Poly-L-lysine hydrobromide (PLL) Sigma 020M5006V None
Calcium chloride Sigma SLBJ2662V None
Sodium citrate tribasic dihydrate Sigma 030M0200 None
Sodium chloride Sigma SLBD2595V None
Mini-PROTEAN TGX Gels Bio-Rad 456-1093 None
ATGL primary antibody (from rabbit) Cell Signaling 2138S None
Secondary anti body (anti rabbit) LI-COR 926-68071 None
Radio-Immunoprecipitation Assay (RIPA) buffer Boston BioProducts D25Y6Z None
Phosphate buffered saline (PBS) Sigma RNBD2893 None
Trypsin Gibco 25200-056 None
Cortizone 10 anti-itch ointment Cortizone 10 C4029138 None
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) Gibco 11965-092 None
Newborn calf serum (CS) Sigma N4762 None
Fetal bovine serum (FBS) Sigma F4135 None
3-Isobutyl-1-methylxanthine (IBMX) Sigma I0516 None
Dexamethasone Sigma D4902 None
Insulin (bovine) Sigma I5879 None
Protease inhibitor cocktail tablets Roche 4693159001 None

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Vogeli, C., et al. Multiple chronic conditions: prevalence, health consequences, and implications for quality, care management, and costs. Journal of general internal medicine. 22, Suppl 3. 391-395 (2007).
  2. Vija, L., et al. Mesenchymal stem cells: Stem cell therapy perspectives for type 1 diabetes. Diabetes & metabolism. 35, 85-93 (2009).
  3. Acarregui, A., Orive, G., Pedraz, J. L., Hernandez, R. M. Therapeutic applications of encapsulated cells. Methods in molecular biology. 1051, 349-364 (2013).
  4. Chang, T. M. Semipermeable Microcapsules. Science. 146, 524-525 (1964).
  5. Elliott, R. B., et al. Live encapsulated porcine islets from a type 1 diabetic patient 9.5 yr after xenotransplantation. Xenotransplantation. 14, 157-161 (2007).
  6. Lim, F., Sun, A. M. Microencapsulated islets as bioartificial endocrine pancreas. Science. 210, 908-910 (1980).
  7. Vos, P., Spasojevic, M., Faas, M. M. Treatment of diabetes with encapsulated islets. Advances in experimental medicine and biology. 670, 38-53 (2010).
  8. Cotton, C. K. Engineering challenges in cell-encapsulation technology. Trends in biotechnology. 14, 158-162 (1996).
  9. Yach, D., Stuckler, D., Brownell, K. D. Epidemiologic and economic consequences of the global epidemics of obesity and diabetes. Nature medicine. 12, 62-66 (2006).
  10. Ng, M., et al. Global, regional, and national prevalence of overweight and obesity in children and adults during 1980-2013: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2013. Lancet. 384, 766-781 (2014).
  11. Kissebah, A. H., et al. Relation of body fat distribution to metabolic complications of obesity. The Journal of clinical endocrinology and metabolism. 54, 254-260 (1982).
  12. Bray, G. A., et al. Relation of central adiposity and body mass index to the development of diabetes in the Diabetes Prevention Program. The American journal of clinical nutrition. 87, 1212-1218 (2008).
  13. Klein, J., et al. What are subcutaneous adipocytes really good for. Experimental dermatology. 16, 45-70 (2007).
  14. Tran, T. T., Yamamoto, Y., Gesta, S., Kahn, C. R. Beneficial effects of subcutaneous fat transplantation on metabolism. Cell metabolism. 7, 410-420 (2008).
  15. Seale, P., Kajimura, S., Spiegelman, B. M. Transcriptional control of brown adipocyte development and physiological function--of mice and men. Genes & development. 23, 788-797 (2009).
  16. Kozak, L. P. Genetic variation in brown fat activity and body weight regulation in mice: lessons for human studies. Biochimica et biophysica acta. 1842, 370-376 (2014).
  17. Zhang, X., He, H., Yen, C., Ho, W., Lee, L. J. A biodegradable, immunoprotective, dual nanoporous capsule for cell-based therapies. Biomaterials. 29, 4253-4259 (2008).
  18. Yang, F., et al. The prolonged survival of fibroblasts with forced lipid catabolism in visceral fat following encapsulation in alginate-poly-L-lysine. Biomaterials. 33, 5638-5649 (2012).
  19. Chang, T. M. Artificial cells with emphasis on bioencapsulation in biotechnology. Biotechnology annual review. 1, 267-295 (1995).
  20. Chang, T. M. Hybrid artificial cells: microencapsulation of living cells. ASAIO journal. 38, 128-130 (1992).
  21. Koo, J., Chang, T. M. Secretion of erythropoietin from microencapsulated rat kidney cells: preliminary results. The International journal of artificial organs. 16, 557-560 (1993).
  22. Weidenauer, U., Bodmer, D., Kissel, T. Microencapsulation of hydrophilic drug substances using biodegradable polyesters. Part I: evaluation of different techniques for the encapsulation of pamidronate di-sodium salt. Journal of microencapsulation. 20, 509-524 (2003).
  23. Smidsrod, O., Skjak-Braek, G. Alginate as immobilization matrix for cells. Trends in biotechnology. 8, 71-78 (1990).
  24. Lewinska, D., Rosinski, S., Werynski, A. Influence of process conditions during impulsed electrostatic droplet formation on size distribution of hydrogel beads. Artificial cells, blood substitutes, and immobilization biotechnology. 32, 41-53 (2004).
  25. Chan, E. S., Lee, B. B., Ravindra, P., Poncelet, D. Prediction models for shape and size of ca-alginate macrobeads produced through extrusion-dripping method. Journal of colloid and interface science. 338, 62-72 (2009).
  26. Bhujbal, S. V., Paredes-Juarez, G. A., Niclou, S. P., de Vos, P. Factors influencing the mechanical stability of alginate beads applicable for immunoisolation of mammalian cells. Journal of the behavior of biomedical materials. 37, 196-208 (2014).
  27. Gushchina, L. V., Yasmeen, R., Ziouzenkova, O. Moderate vitamin A supplementation in obese mice regulates tissue factor and cytokine production in a sex-specific manner. Archives of biochemistry and biophysics. 539, 239-247 (2013).
  28. Ziouzenkova, O., et al. Retinaldehyde represses adipogenesis and diet-induced obesity. Nature. 13, 695-702 (2007).
  29. Yasmeen, R., Jeyakumar, S. M., Reichert, B., Yang, F., Ziouzenkova, O. The contribution of vitamin A to autocrine regulation of fat depots. Biochimica et biophysica acta. 1821, 190-197 (2012).
  30. Liu, W., et al. miR-133a regulates adipocyte browning in vivo. PLoS genetics. 9, e1003626 (2013).
  31. Rao, R. R., et al. Meteorin-like is a hormone that regulates immune-adipose interactions to increase beige fat thermogenesis. Cell. 157, 1279-1291 (2014).
  32. Kir, S., et al. Tumour-derived PTH-related protein triggers adipose tissue browning and cancer cachexia. Nature. 513, 100-104 (2014).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats