3B cilt Organoid kablosu kan kaynaklı nesil Pluripotent kök hücreler indüklenen
Summary
Biz İndüklenmiş pluripotent kök hücre kaynaklı lenfositi ve fibroblastlar ayırt etmek ve bir 3B cilt organoid oluşturmak gösterilmiştir bir protokol bu lenfositi ve fibroblastlar kullanarak öneriyoruz. Bu iletişim kuralı insanlaşmış fareler model oluşturma ek bir adım içerir. Burada sunulan teknik dermatolojik araştırma artıracaktır.
Abstract
Deri vücudun en büyük organıdır ve birçok işlevi vardır. Deri bir fiziksel bariyer ve vücudun koruyucu görev yapan ve bedensel işlevleri düzenleyen. Biyomimetik imitasyon modelleri, sistemleri ve karmaşık insan sorunları1çözme amacıyla doğa unsurları olduğunu. Cilt Biyomimetik tüp bebek Hastalıkları Araştırma ve içinde vivo rejeneratif tıp için yararlı bir araçtır. İnsan İndüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSCs) sınırsız nükleer silahların yayılmasına karşı karakteristik ve üç germ katmanları ayırt etme yeteneği var. İnsan iPSCs kan hücreleri, keratinositler, fibroblastlar ve diğerleri gibi çeşitli Primer hücre oluşturulur. Bunlar arasında kordon kanı mononükleer hücre (CBMCs) allojenik rejeneratif tıp açısından bir alternatif hücre kaynağı olarak ortaya çıkmıştır. Bankacılık sistemi hücre insan lökosit antijeni (HLA) yazarak önemlidir çünkü CBMCs içinde rejeneratif tıp yararlıdır. Biz CBMC-iPSCs farklılaşma lenfositi ve fibroblast ve 3B cilt organoid nesil için bir yöntem sağlar. Lenfositi CBMC IPSC türetilmiş ve fibroblastlar bir birincil hücre satırı ile benzer özelliklere sahip. 3B cilt organoids epidermal bir katman bir dermal tabaka üzerine overlaying tarafından oluşturulur. Bu 3D cilt organoid dikim tarafından insanlaşmış fare modeli oluşturulur. Bu çalışmada bir 3D insan IPSC elde edilen deri organoid tüp bebek ve içinde vivo dermatolojik araştırma için roman, alternatif bir araç olabilir gösterir.
Introduction
Deri vücudun en dış yüzeyi kaplar ve iç organları korur. Cilt patojenlere karşı korumak, emici ve su depolama da dahil olmak üzere çeşitli işlevleri vardır, vücut ısısını düzenleyen ve vücut excreting2atık. Deri nakli cilt kaynağına bağlı olarak sınıflandırılabilir; deri başka bir donörden kullanarak greft allogrefler denir ve hastanın kendi cilt kullanarak greft autografts vardır. Bir otogrefti onun düşük ret riski nedeniyle tercih edilen tedavi olmasına rağmen cilt biyopsileri hastalarda şiddetli lezyonlar veya cilt hücrelerini yetersiz sayıda gerçekleştirmek zordur. Şiddetli yanık hastalarında, cilt hücrelerinin sayısının üç katı geniş alanları kapsayacak şekilde gereklidir. Bir hastanın vücudundan deri hücrelerinin sınırlı yer allogenous nakli gerekli olduğu durumlarda oluşur. Genellikle yaklaşık 1 hafta3sonra ana bilgisayarın bağışıklık sistemi tarafından reddedilir bu yana Otolog transplantasyon zamana bir homogreft geçici olarak kullanılır. Ret hastanın bağışıklık sistemi tarafından üstesinden gelmek için Greftler bir kaynak hasta4aynı bağışıklık kimlik ile gelmelidir.
İnsan iPSCs için kök hücre tedavisi5hücreleri gelişmekte olan bir kaynaktır. İnsan iPSCs somatik hücrelerden OCT4, SOX2, Klf4 ve c-Myc6gibi programlama faktörler kullanılarak oluşturulur. İnsan iPSCs kullanarak embriyonik kök hücreleri (ESCs)7,8etik ve immünolojik sorunları üstesinden gelir. İnsan iPSCs ve pluripotency var üç germ katmanları9içine ayırabilirsiniz. HLA, rejeneratif tıp, kritik bir faktör varlığı bağışıklık yanıtı ve ret10olasılığını belirler. Hasta kaynaklı iPSCs kullanımı hücre kaynaklı sınırlama ve bağışıklık sistemi ret sorunları da çözmektedir. CBMCs aynı zamanda rejeneratif tıp11için bir alternatif hücre kaynağı olarak ortaya çıkmıştır. CBMC bankacılık sırasında oluşan yazarak, zorunlu HLA kolayca araştırma ve nakli için kullanılabilir. Ayrıca, homozigoz HLA tipi iPSCs yaygın olarak çeşitli hastalar12‘ ye uygulayabilirsiniz. Bir roman ve hücre tedavisi ve allojenik rejeneratif tıp12,13,14için etkin strateji bir CBMC-IPSC bankadır. Bu çalışmada, CBMC-iPSCs, keratinositler ve fibroblastlar, ayrıştırılan kullanın ve tabakalı 3B cilt oluşturma. Bu çalışmada sonuçlarından bir 3B cilt CBMC IPSC türetilmiş organoid tüp bebek ve içinde vivo dermatolojik araştırma için bir roman araç olduğunu göstermektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
İnsan iPSCs kişiselleştirilmiş rejeneratif tıp17için yeni bir alternatif olarak önerilmiştir. Kişiselleştirilmiş iPSCs hasta kaynaklı hastalık modelleme, uyuşturucu tarama ve Otolog transplantasyon18,19için kullanılabilir hasta özelliklerini yansıtır. Hasta kaynaklı iPSCs kullanımı da Primer hücre, yeterli hücre sayıları ve bağışıklık tepkileri5,17<su…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser sağlık, refah ve aile işleri, Kore Cumhuriyeti (H16C2177, H18C1178) için bir hibe Kore sağlık teknoloji R & D proje, Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Adenine | Sigma | A2786 | Component of differentiation medium for fibroblast |
| AggreWell Medium (EB formation medium) | STEMCELL | 05893 | EB formation |
| Anti-Fibronectin antibody | abcam | ab23750 | Fibroblast marker |
| Anti-KRT14 antibody | abcam | ab7800 | Keratinocyte marker |
| Anti-Loricrin antibody | abcam | ab85679 | Stratum corneum marker |
| Anti-p63 antibody | abcam | ab124762 | Keratinocyte marker |
| Anti-Vimentin antibody | Santa cruz | sc-7558 | Fibroblast marker |
| BAND AID FLEXIBLE FABRIC | Johnson & Johnson | – | Bandage |
| Basement membrane matrix (Matrigel) | BD | 354277 | Component of differentiation medium for fibroblast |
| BLACK SILK suture | AILEEE | SK617 | Skin graft |
| CaCl2 | Sigma | C5670 | Component of epithelial medium for 3D skin organoid |
| Collagen type I | BD | 354236 | 3D skin organoid |
| Collagen type IV | Santa-cruz | sc-29010 | Component of differentiation medium for keratinocyte |
| Defined keratinocyte-Serum Free Medium | Gibco | 10744-019 | Component of differentiation medium for keratinocyte |
| DMEM, high glucose | Gibco | 11995065 | Component of differentiation medium |
| DMEM/F12 Medium | Gibco | 11330-032 | Component of differentiation medium |
| Essential 8 medium | Gibco | A1517001 | iPSC medium |
| FBS, Qualified | Corning | 35-015-CV | Component of differentiation medium for fibroblast and keratinocyte |
| Glutamax Supplement | Gibco | 35050061 | Component of differentiation medium for fibroblast |
| Insulin | Invtrogen | 12585-014 | Component of differentiation medium for fibroblast and keratinocyte |
| Iris standard curved scissor | Professional | PC-02.10 | Surgical instrument |
| Keratinocyte Serum Free Medium | Gibco | 17005-042 | Component of differentiation medium for keratinocyte |
| L-ascorbic acid 2-phosphata sesquimagnesium salt hydrate | Sigma | A8960 | Component of differentiation medium for keratinocyte |
| MEM Non-Essential Amino Acid | Gibco | 1140050 | Component of differentiation medium for fibroblast |
| Meriam Forceps Thumb 16 cm | HIROSE | HC 2265-1 | Surgical instrument |
| NOD.CB17-Prkdc SCID/J | The Jackson Laboratory | 001303 | Mice strain for skin graft |
| Petri dish 90 mm | Hyundai Micro | H10090 | Plastic ware |
| Recombinant Human BMP-4 | R&D | 314-BP | Component of differentiation medium for keratinocyte |
| Recombinant human EGF protein | R&D | 236-EG | Component of differentiation medium for keratinocyte |
| Retinoic acid | Sigma | R2625 | Component of differentiation medium for keratinocyte |
| T/C Petridish 100 mm, 240/bx | TPP | 93100 | Plastic ware |
| Transferrin | Sigma | T3705 | Component of epithelial medium for 3D skin organoid |
| Transwell-COL collagen-coated membrane inserts | Corning | CLS3492 | Plastic ware for 3D skin organoid |
| Vitronectin | Life technologies | A14700 | iPSC culture |
| Y-27632 Dihydrochloride | peprotech | 1293823 | iPSC culture |
References
- Vincent, J. F., Bogatyreva, O. A., Bogatyrev, N. R., Bowyer, A., Pahl, A. K. Biomimetics: its practice and theory. Journal of The Royal Society Interface. 3 (9), 471-482 (2006).
- Madison, K. C. Barrier function of the skin: “la raison d’etre” of the epidermis. Journal of Investigative Dermatology. 121 (2), 231-241 (2003).
- Chen, M., Przyborowski, M., Berthiaume, F. Stem cells for skin tissue engineering and wound healing. Critical Reviews in Biomedical Engineering. 37 (4-5), 399-421 (2009).
- Dixit, S., et al. Immunological challenges associated with artificial skin grafts: available solutions and stem cells in future design of synthetic skin. Journal of Biological Engineering. 11, 49 (2017).
- Yamanaka, S. Induced pluripotent stem cells: past, present, and future. Cell Stem Cell. 10 (6), 678-684 (2012).
- Yamanaka, S. Pluripotency and nuclear reprogramming. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 363 (1500), 2079-2087 (2008).
- Scheiner, Z. S., Talib, S., Feigal, E. G. The potential for immunogenicity of autologous induced pluripotent stem cell-derived therapies. Journal of Biological Chemistry. 289 (8), 4571-4577 (2014).
- Zimmermann, A., Preynat-Seauve, O., Tiercy, J. M., Krause, K. H., Villard, J. Haplotype-based banking of human pluripotent stem cells for transplantation: potential and limitations. Stem Cells and Development. 21 (13), 2364-2373 (2012).
- Takahashi, K., Yamanaka, S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 126 (4), 663-676 (2006).
- Terasaki, P. I. A brief history of HLA. Immunologic Research. 38 (1-3), 139-148 (2007).
- Haase, A., et al. Generation of induced pluripotent stem cells from human cord blood. Cell Stem Cell. 5 (4), 434-441 (2009).
- Rim, Y. A., et al. Recent progress of national banking project on homozygous HLA-typed induced pluripotent stem cells in South Korea. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 12 (3), 1531-1536 (2018).
- Nakatsuji, N., Nakajima, F., Tokunaga, K. HLA-haplotype banking and iPS cells. Nature Biotechnology. 26 (7), 739-740 (2008).
- Pappas, D. J., et al. Proceedings: human leukocyte antigen haplo-homozygous induced pluripotent stem cell haplobank modeled after the california population: evaluating matching in a multiethnic and admixed population. Stem Cells Translational Medicine. 4 (5), 413-418 (2015).
- Embryoid body formation from human pluripotent stem cells in chemically defined E8 media. StemBook Available from: https://www.stembook.org/node/6632 (2008)
- Kim, Y., et al. Establishment of a complex skin structure via layered co-culture of keratinocytes and fibroblasts derived from induced pluripotent stem cells. Stem Cell Research & Therapy. 9 (1), 217 (2018).
- Diecke, S., Jung, S. M., Lee, J., Ju, J. H. Recent technological updates and clinical applications of induced pluripotent stem cells. The Korean Journal of Internal Medicine. 29 (5), 547-557 (2014).
- Shi, Y., Inoue, H., Wu, J. C., Yamanaka, S. Induced pluripotent stem cell technology: a decade of progress. Nature Reviews Drug Discovery. 16 (2), 115-130 (2017).
- Yoshida, Y., Yamanaka, S. Recent stem cell advances: induced pluripotent stem cells for disease modeling and stem cell-based regeneration. Circulation. 122 (1), 80-87 (2010).
- Pham, T. L., Nguyen, T. T., Van Bui, A., Nguyen, M. T., Van Pham, P. Fetal heart extract facilitates the differentiation of human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells into heart muscle precursor cells. Cytotechnology. 68 (4), 645-658 (2016).
- Stecklum, M., et al. Cell differentiation mediated by co-culture of human umbilical cord blood stem cells with murine hepatic cells. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Animal. 51 (2), 183-191 (2015).
- Nam, Y., Rim, Y. A., Ju, J. H. Chondrogenic Pellet Formation from Cord Blood-derived Induced Pluripotent Stem Cells. Journal of Visualized Experiments. (124), e55988 (2017).
- Rim, Y. A., Nam, Y., Ju, J. H. Application of Cord Blood and Cord Blood-derived Induced Pluripotent Stem Cells for Cartilage Regeneration. Cell Transplantation. , (2018).
- Shevde, N. K., Mael, A. A. Techniques in embryoid body formation from human pluripotent stem cells. Methods in Molecular Biology. 946, 535-546 (2013).
- Shamis, Y., et al. iPSC-derived fibroblasts demonstrate augmented production and assembly of extracellular matrix proteins. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Animal. 48 (2), 112-122 (2012).
- Bikle, D. D., Xie, Z., Tu, C. L. Calcium regulation of keratinocyte differentiation. Expert Review of Endocrinology & Metabolism. 7 (4), 461-472 (2012).
- Bernstam, L. I., Vaughan, F. L., Bernstein, I. A. Keratinocytes grown at the air-liquid interface. In Vitro Cellular & Developmental Biology. 22 (12), 695-705 (1986).
- Prunieras, M., Regnier, M., Woodley, D. Methods for cultivation of keratinocytes with an air-liquid interface. Journal of Investigative Dermatology. 81, 28-33 (1983).
- Steven, A. C., Bisher, M. E., Roop, D. R., Steinert, P. M. Biosynthetic pathways of filaggrin and loricrin–two major proteins expressed by terminally differentiated epidermal keratinocytes. Journal of Structural Biology. 104 (1-3), 150-162 (1990).
- Hohl, D., et al. Characterization of human loricrin. Structure and function of a new class of epidermal cell envelope proteins. Journal of Biological Chemistry. 266 (10), 6626-6636 (1991).
- Bern, R., et al. Original and modified technique of tie-over dressing: Method and application in burn patients. Burns. 44 (5), 1357-1360 (2018).
- Joyce, C. W., Joyce, K. M., Kennedy, A. M., Kelly, J. L. The Running Barbed Tie-over Dressing. Plastic and Reconstructive Surgery – Global Open. 2 (4), 137 (2014).
- Wang, C. K., Nelson, C. F., Brinkman, A. M., Miller, A. C., Hoeffler, W. K. Spontaneous cell sorting of fibroblasts and keratinocytes creates an organotypic human skin equivalent. Journal of Investigative Dermatology. 114 (4), 674-680 (2000).
- Yang, R., et al. Generation of folliculogenic human epithelial stem cells from induced pluripotent stem cells. Nature Communications. 5, 3071 (2014).
