このプロトコルでは、人間の歯小嚢から抽出された歯の幹細胞の一時的な遺伝子工学について説明します。適用の非ウイルス性変更戦略は治療幹細胞製品の改善のための基礎になることがあります。
日には、発達段階別にいくつかのタイプの幹細胞は、変性疾患の治療のための焦点。まだ、初期大規模な細胞死と治療効果は低いなどの特定の側面は、広範な臨床翻訳障害。移植前に幹細胞の遺伝子工学は、治療の幹細胞の効果を最適化する有望な方法として浮上しました。しかし、安全で効率的な遺伝子送達システムはまだ欠けています。したがって、適切な手法の開発には、幹細胞ベースの治療の現在の課題を解決するアプローチがあります。
この議定書では、彼らの非ウイルス性遺伝子組み換えだけでなく、抽出と人間の歯小嚢の幹細胞 (hDFSCs) の性質について説明します。産後の歯小嚢は、高拡散潜在性を有する多能性幹細胞を収穫するための有望で、簡単にアクセスできるソースとして発表しました。記載されている分離の手順は、埋伏智歯の歯から hDFSCs を収穫する、シンプルで信頼性の高い方法を示します。またこのプロトコルには、単離細胞の幹細胞の特性を定義するメソッドが装備されています。HDFSCs の遺伝子工学、最適化されたカチオン性脂質ベースのトランスフェクション戦略に細胞毒性を引き起こすことがなく有効にする非常に効率的なマイクロ Rna の導入を示します。マイクロ Rna は、これらの小さな並進レギュレータは運命と安定したゲノム統合の危険なしで茎セルの動作を制御、一時的なセルの操作に適した候補です。したがって、このプロトコルは、その治療の有効性を最適化するために重要となる hDFSCs の工学の安全で効率的な手順を表します。
人間の歯小嚢は、発展途上の歯1,2を取り巻く緩やかな ectomesenchymally から派生した結合組織です。破骨細胞形成と骨延長法歯の噴火プロセスの調整するため、その機能の横には、この組織は、特に歯周組織3,4、5の開発のための茎および祖先のセルを隠し持っています。したがって、歯小嚢は成体幹細胞6,7を収穫するための代替ソースとしてと見なされます。
いくつかの研究人間の歯小嚢の幹細胞 (hDFSCs) の骨芽細胞、歯根膜線維芽細胞と酵素8,9,10を含む歯周の系統に分化の実証.さらに、これらの細胞は自己複製能力、プラスチックの付着、特定の表面マーカーの発現を含む間葉系間質細胞 (MSCs) のすべての特性に合わせて示されていた (例えば, CD73, CD90, CD105) 同様、骨、脂肪細胞と軟骨細胞分化ポテンシャル11,12,13。他の研究はまた、hDFSCs2,14,15,16,17,18の神経の微分の潜在性を明らかにしました。
それらの有望なプロパティとの容易なアクセスのために hDFSCs なった最近ティッシュ工学19,20,21に関連します。最初の研究は、骨、歯周組織を再生する DFSCs の可能性に集中しているし、歯の根19,22,23,24,25,26、 27,28,29,30。HDFSCs の神経因性の機能の知識、神経変性疾患の潜在的な治療として応用以来調査31,32,33。HDFSCs に関しての重要性は益々 も、他の組織 (例えば、角膜上皮)34,35の再生。HDFSC の治療の可能性は、傍分泌活動にも直接微分の潜在性にのみ基づいていません。最近では、hDFSCs は、豊富なマトリックスメタロプロテアーゼ (Mmp)、インスリン様成長因子 (IGF)、血管内皮増殖因子 (VEGF)、塩基性繊維芽細胞成長因子 (bFGF) と肝細胞の成長などの生理活性因子を分泌する示されています。因子 (HGF)、血管新生、抗炎症、細胞外マトリックスを改造、修復プロセス36の重要な役割を果たしています。
しかし、幹細胞療法の広範な臨床翻訳はまだ大規模な初期細胞死や低有益な幹細胞効果37,38など、いくつかの課題が損なわれます。遺伝子工学はこれらの課題に対処するための有望な戦略を提供し、したがって、幹細胞38,39,40の治療効果を大きく向上できます。一時的なセルの操作マイクロ Rna (miRs) は、適切な候補者は、これらの小さな並進レギュレータ運命と安定したゲノム統合41,42,のハザードの幹細胞の挙動を制御43. までに、いくつかの有益な miRs は幹細胞の増殖、生存、ホーミング、パラクリン活動としていくつか系統44に分化を促進識別されています。例えば、ミール 133a 改善心機未変更の MSCs45と比較した場合、梗塞ラット心における生存率の増加と生着を示した MSCs を設計されています。同様に、ミール 146a 過剰 MSCs 虚血組織46で治療効率につながった VEGF の多量を分泌することが示されました。
この原稿は、選択的な抽出と hDFSCs の遺伝子工学のための詳しいプロトコルを提示します。このため、人間の歯科小胞の収穫と酵素の消化だけでなく、hDFSCs の後続の分離について述べる。隔離されたセルを特徴付けるために MSC プロパティの検証のための重要な手順は、国際細胞治療13学会のガイドラインに従って含まれています。また、カチオン性脂質ベースのトランスフェクション戦略とトランスフェクション効率性と細胞毒性の評価を適用することによってミール変更 hDFSCs の世代の詳細な説明を提供します。
成体幹細胞は現在いくつかの変性疾患の治療のための焦点に。特に、骨髄 (BM)-由来幹細胞、造血幹細胞 (造血) を含む、MSCs では、集中的な臨床調査47。しかし、BM 収穫寄付のサイトで痛みを引き起こす侵襲で、48有害事象につながる可能性があります。最近、産後の歯科組織は小説および幹細胞に簡単にアクセスできるソースとして浮上しています。これら…
The authors have nothing to disclose.
この作品は、ロストック大学医療センター (889018) および湿気がある基礎 (2016-11) の FORUN プログラムによって支えられました。さらに、午後、ジャネットボンドブリル BMBF (VIP + 00240) によってサポートされています。
Mouse anti Human CD105 Antibody: Alexa Fluor 488 | Bio-Rad | MCA1557A488 | Clone SN6, monoclonal |
Mouse IgG1 Negative Control Antibody: Alexa Fluor 488 | Bio-Rad | MCA928A488 | monoclonal |
APC Mouse Anti-Human CD29 Antibody | BD Biosciences | 559883 | Clone MAR4, monoclonal |
APC Mouse IgG1, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 555751 | Clone MOPC-21, monoclonal |
PE Mouse Anti-Human CD73 Antibody | BD Biosciences | 550257 | Clone AD2, monoclonal |
PE Mouse IgG1, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 555749 | Clone MOPC-21, monoclonal |
PE-Cy7 Mouse Anti-Human CD117 Antibody | BD Biosciences | 339217 | Clone 104D2, monoclonal |
PE-Cy7 Mouse IgG1, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 557872 | Clone MOPC-21, monoclonal |
PerCP-Cy5.5 Mouse Anti-Human CD44 Antibody | BD Biosciences | 560531 | Clone G44-26, monoclonal |
PerCP-Cy5.5 Mouse IgG2b, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 558304 | Clone 27-35, monoclonal |
PerCP-Cy5.5 Mouse Anti-Human CD90 Antibody | BD Biosciences | 561557 | Clone 5E10, monoclonal |
PerCP-Cy5.5 Mouse IgG1, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 55095 | Clone MOPC-21, monoclonal |
V500 Mouse Anti-Human CD45 Antibody | BD Biosciences | 560777 | Clone HI30, monoclonal |
V500 Mouse IgG1, κ Isotype Control Antibody | BD Biosciences | 560787 | Clone X40, monoclonal |
FcR Blocking Reagent, human | Miltenyi Biotec | 130-059-901 | |
UltraPure EDTA | Thermo Fisher Scientific | 15575-020 | 0.5M, pH 8.0 |
Steritop | Merck Millipore | SCGPT05RE | 0.22 µm, radio-sterilized, polyethersulfone |
BSA | Sigma-Aldrich | A7906 | |
PFA | Merck Millipore | 1040051000 | |
Human Mesenchymal Stem Cell Functional Identification Kit | R&D Systems | SC006 | |
RNase decontamination solution; RNaseZap RNase Decontamination Solution | Thermo Fisher Scientific | AM9780 | |
Cy3-labelled precursor miR; Cy3 Dye-Labeled Pre-miR Negative Control #1 | Thermo Fisher Scientific | AM17120 | 5 nmol |
Pre-miR miRNA Precursor Negative Control #1 | Thermo Fisher Scientific | AM17110 | 5nmol |
Cationic lipid-based transfection reagent; Lipofectamine 2000 Transfection Reagent | Thermo Fisher Scientific | 11668019 | |
Reduced serum medium; Opti-MEM I Reduced Serum Medium | Thermo Fisher Scientific | 31985070 | |
Donkey anti-Goat IgG (H+L) Cross-Adsorbed Secondary Antibody, Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Scientific | A-11055 | polyclonal |
Donkey anti-Mouse IgG (H+L) Highly Cross-Adsorbed Secondary Antibody, Alexa Fluor 488 | Thermo Fisher Scientific | A-21202 | polyclonal |
Mounting medium; Fluoroshield with DAPI | Sigma-Aldrich | F6057-20ML | histology mounting medium |
ELYRA PS.1 LSM 780 confocal microscope | Zeiss | ||
BD FACS LSRII flow cytometer | BD Biosciences | ||
BD FACSDiva Software 6.1.2 | BD Biosciences | ||
ZEN2011 software | Zeiss | ||
Trypsin/EDTA solution (0.05%/ 0.02%) | Biochrom | L2143 | in PBS, w/o: Ca2+, Mg2+ |
Amine reactive dye; LIVE/DEAD™ Fixable Near-IR Dead Cell Stain Kit | Thermo Fisher Scientific | L10119 | |
PBS (1x) | Thermo Fisher Scientific | 10010023 | pH: 7.4; w/o: Ca and Mg |
P-S-G (100x) | Thermo Fisher Scientific | 10378016 | |
Basal medium; Dulbecco's Modified Eagle Medium/Nutrient Mixture F-12 | Thermo Fisher Scientific | 11039021 | |
Antibiotic, ZellShield | Biochrom | W 13-0050 | |
FBS | Thermo Fisher Scientific | 10500064 | |
Collagenase type I | Thermo Fisher Scientific | 17100017 | |
Dispase II | Thermo Fisher Scientific | 17105041 | |
Filter, Sterifix syringe filter 0.2 µm | Braun | 4099206 | |
50 mL conical centrifuge tube | Sarstedt | 62,547,254 | |
15 mL conical centrifuge tube | Sarstedt | 62,554,502 | |
Cell culture flask 75 cm2 | Sarstedt | 833,910,002 | |
Cell culture flask, 25 cm2 | Sarstedt | 833,911,002 | |
Freezing medium, Biofreeze | Biochrom | F 2270 | |
Cryotubes | Thermo Fisher Scientific | 377267 | 1.8 mL |
Trypan blue solution | Sigma-Aldrich | T8154 | 0.4 % |
Counting chamber | Paul Marienfeld | ||
Local anesthetic, Xylocitin (lidocaine hydrochloride) 2% with epinephrine (adrenaline) 0.001% | Mibe | ||
NaCl solution | Braun | 0.9 % | |
Vicryl satures, Vicryl rapide | Ethicon | 3 – 0 |