ساخت یک میکرو-بیورآکتور هم کشتی برای تمایز کبدی موثر سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(hiPSCs)

تاریخ انتشار: جمعه 14 اردیبهشت 1397 | امتیاز: Article Rating

هپاتوسیت های اولیه، به عنوان سلول گلد استاندارد برای مدل های آزمایشگاهی، مورفولوژی و عملکردهای خاص خودشان را بعد از چند روز از دست می دهند. به همین دلیل نیاز ضروری به ایجا مدل های از نظر فیزیولوژیکی مناسب وجود دارد که بتوانند برای بدست آوردن هپاتوسیت های بالغ از سلول های بنیادی، ریز محیط کبدی را شبیه سازی کنند. ما یک سیستم میکرو-بیورآکتور را طراحی و ساختیم که استرس برشی و برهمکنش سلول-سلول را در ریز محیط سینوزوئید کبدی تقلید می کند. در سیستم میکرو-بیورآکتور سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) با سلول های اندوتلیالی سیاهرگ انسانی(HUVECs) تحت پرفیوژن مداوم محیط تمایز کبدی(100 میکرولیتر/ساعت) هم کشت شدند. نتایج شبیه سازی نشان داد که جریان درون سیستم پرفیوژن ما یکنواخت بوده و استرس برشی نیز به شرایط فیزیولوژیک نزدیک شد(<2 dyne/cm2). هپاتوسیت های مشتق از iPSCs یا iPSCs-Heps که در سیستم میکرو-بیورآکتور کشت شدند، در مقایسه با آن هایی که در شرایط استاتیک کشت شدند، سطوح بالایی از مارکرهای کبدی را نشان دادند. آنالیزهای فلوسایتومتری و ایمنوسیتوشیمی نشان داد که iPSCهای کشت شده در سیستم به طور متوالی مشخصه های سلول های اندودرم قطعی(SOX17 مثبت)، هپاتوبلاست ها(AFPمثبت) و هپاتوسیت های بالغ(ALB مثبت) را بدست آوردند. علاوه براین، طی آزمایش ترشح آلبومین و اوره نیز در سیستم میکرو-بیورآکتور در مقایسه با ظروف کشت به طور قابل توجهی بالاتر بود. بنابراین، بر مبنای نتایج ما، ما پیشنهاد می کنیم که میکرو-بیورآکتور ما یک سیستم سودمند در تولید هپاتوسیت های بالغ برای غربالگری دارویی و مطالعات پایه است.

Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2018 Apr 27:1-10. doi: 10.1080/21691401.2018.1452753. [Epub ahead of print]

Fabrication of a co-culture micro-bioreactor device for efficient hepatic differentiation of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs).

Kehtari M1,2, Zeynali B1, Soleimani M3, Kabiri M4, Seyedjafari E4.

Abstract

Primary hepatocytes, as the gold standard cell type for in vitro models, lose their characteristic morphology and functions after few days. There is an urgent need to develop physiologically relevant models that recapitulate liver microenvironment to obtain mature hepatocyte from stem cells. We designed and fabricated a micro-bioreactor device mimicking the physiological shear stress and cell-cell interaction in liver sinusoid microenvironment. Induced pluripotent stem cells (iPSCs) were co-cultured with human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) in the micro-bioreactor device with continuous perfusion of hepatic differentiation medium (100 μL/h). Simulation results showed that flow field inside our perfusion device was uniform and shear stress was adjusted to physiological condition (<2 dyne/cm2). IPSCs-derived hepatocytes (iPSCs-Heps) that were cultured in micro-bioreactor device showed a higher level of hepatic markers compared to those in static condition. Flow cytometry and immunocytochemistry analysis revealed iPSCs cultured in the device sequentially acquired characteristics of definitive endodermal cells (SOX17 positive), hepatoblasts (AFP positive) and mature hepatocyte (ALB positive). Moreover, the albumin and urea secretion were significantly higher in micro-bioreactor device than those cultured in culture dishes during experiment. Thus, based on our results, we propose our micro-bioreactor as a beneficial device to generate mature hepatocytes for drug screening and basic research.

PMID: 29703082
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان