بررسی اجمالی: ریز محیط سلول بنیادی بر روی یک چیپ: فن آوری های فعلی برای مهندسی بافت و بیولوژی سلول بنیادی

تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 21 مهر 1394 | امتیاز: Article Rating

سلول های بنیادی پتانسیل زیادی در بسیاری از موارد درمانی دارند. با این حال، با استفاده از روش های معمول کشت سلولی، دست یابی به ریز محیط شبیه داخل بدن که در آن تعدادی از محرک های به خوبی کنترل شده برای رشد سلول های بنیادی با حساسیت بالا تولید می شوند، مشکل است. در مقابل، سیستم عامل های مبتنی بر میکروتکنولوژی با داشتن مزایای دقت بالا، کنترل پذیری، مقیاس پذیری و تکرار پذیری، تقلید از محیط پیچیده فیزیولوژیک داخل بدن را قادر می سازد. این قابلیت ممکن است شکاف بین دانش فعلی در مورد سلول های بنیادی و نیاز آنها برای درمان های بالینی بر پایه سلول بنیادی را پر نماید. انواع مختلف میکروپلت فرم ها که ریز محیط سلول بنیادی را تقلید می کنند، را بررسی کردیم. میکروپلت فرم های مختلف را براساس استفاده های عملی از آنها جهت کمک به بیولوژیست های سلول بنیادی در استفاده از آنها جهت تحقیق به چهار دسته مشخص کرده ایم. به طور خاص، نمونه های بسیاری از میکروپلت فرم های مورد استفاده جهت تولید اجسام جنینی و تجمعات سلول های بنیادی در محیط آزمایشگاه مشخص شده اند. همچنین میکروپلت فرم ها را براساس انواع فاکتورهای کنترل کننده رفتار سلول های بنیادی طبقه بندی نموده ایم. در نهایت، مسیرهای ممکن آینده برای تحقیقات سلول بنیادی بر پایه میکروپلت فرم ها، مانند تحقیق منجر به تولید محیط مناسب برای سلول های بنیادی مورد استفاده در سیستم ها یا اعضاء کوچک بر روی چیپ، تنظیم سلول های بنیادی پرتوان القاء شده، و مطالعه حالت های ژنتیکی سلول های بنیادی بر روی میکروپلت فرم ها را مطرح می کنیم.

اهمیت: سلول های بنیادی به تعدادی از نشانه های فیزیکوشیمیایی بسیار حساس می باشند، و سرنوشت آنها می تواند به آسانی توسط تغییر کوچک محیط تغییر کند؛ بنابراین، آنالیز سیستماتیک و تشخیص پیام های خارج سلولی و مسیرهای داخل سلولی کنترل کننده سرنوشت سلول ها و درک تجربی محیط های حساس و قابل کنترل نیچ حیاتی هستند. این بررسی میکروپلت فرم های مختلف را جهت ارائه نیچ های سلول های بنیادی در محیط آزمایشگاه معرفی می نماید. میکروپلت فرم ها می توانند ریزمحیط های پیرامون سلول ها را کنترل کنند و در بیولوژی از جمله تحقیقات سلول بنیادی توجه زیادی به آن شده است. این میکروپلت فرم ها و مسیرهای آینده ریزمحیط سلول بنیادی توضیح داده شده اند.

Stem Cells Transl Med. 2015 Oct 8. pii: sctm.2015-0095. [Epub ahead of print]

Concise Review: Stem Cell Microenvironment on a Chip: Current Technologies for Tissue Engineering and Stem Cell Biology.

Abstract

: Stem cells have huge potential in many therapeutic areas. With conventional cell culture methods, however, it is difficult to achieve in vivo-like microenvironments in which a number of well-controlled stimuli are provided for growing highly sensitive stem cells. In contrast, microtechnology-based platforms offer advantages of high precision, controllability, scalability, and reproducibility, enabling imitation of the complex physiological context of in vivo. This capability may fill the gap between the present knowledge about stem cells and that required for clinical stem cell-based therapies. We reviewed the various types of microplatforms on which stem cell microenvironments are mimicked. We have assigned the various microplatforms to four categories based on their practical uses to assist stem cell biologists in using them for research. In particular, many examples are given of microplatforms used for the production of embryoid bodies and aggregates of stem cells in vitro. We also categorized microplatforms based on the types of factors controlling the behaviors of stem cells. Finally, we outline possible future directions for microplatform-based stem cell research, such as research leading to the production of well-defined environments for stem cells to be used in scaled-up systems or organs-on-a-chip, the regulation of induced pluripotent stem cells, and the study of the genetic states of stem cells on microplatforms.

SIGNIFICANCE:

Stem cells are highly sensitive to a variety of physicochemical cues, and their fate can be easily altered by a slight change of environment; therefore, systematic analysis and discrimination of the extracellular signals and intracellular pathways controlling the fate of cells and experimental realization of sensitive and controllable niche environments are critical. This review introduces diverse microplatforms to provide in vitro stem cell niches. Microplatforms could control microenvironments around cells and have recently attracted much attention in biology including stem cell research. These microplatforms and the future directions of stem cell microenvironment are described.

PMID: 26450425
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