سیستم میکروفلوئیدیک هیبرید برای تنظیم تمایز عصبی در سلول های بنیادی پرتوان القایی

تاریخ انتشار: چهارشنبه 15 دی 1395 | امتیاز: Article Rating

کنترل جهت گیری، تکثیر و تمایز سلولی در طراحی جایگزین های اندام ها و هدایت بازسازی بافتی ارزشمند است. در مطالعه حاضر، ما سیستم میکروفلوئیدیک هیبریدی را برای تولید ریز محیط دینامیک بوسیله قرار دادن ریز شیارهای PDMS موازی روی سطح پلیمرهای زیست تخریب پذیر و به عنوان سیگنال های هدایت فیزیکی برای کنترل تمایز عصبی سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(hiPSCs) ایجاد کردیم. ظرفیت تمایز عصبی hiPSCs کشت شده در سیستم میکروفلوئیدیک و سایر گروه های کنترل با استفاده از qPCR و ایمنوسیتوشیمی ارزیابی شد. عملکردی بودن hiPSCsهای تمایز یافته درون داربست های سیستم هیبریدی روی طناب نخاعی همیسکت شده رت ها در فاز حاد بررسی شد. سرنوشت سلول های ایمپلنت شده با  استفاده از برش بافتی فریزی ارزیابی شد و ریکاوری عملکردی نیز بر مبنای تست Basso,Beattie and Bresnahan(BBB) locomotor rating scale سنجیده شد. نتایج ما تمایز hiPSCs به سلول های عصبی روی سیستم میکروفلوئیدیک را اثبات کرد به نحوی که بیان ژن های خاص عصبی در مقایسه با سلول های کشت شده روی سایر سیستم ها مانند ظروف کشت بافت معمولی و داربست های فاقد کانال های میکروفلوئیدیک به طور قابل توجهی بالاتر بود. اگرچه بقا و یکپارچه شدن hiPSCsهای ایمپلنت شده منجر به ریکاوری عملکردی بارزی نشد، ما بر این باوریم که ترکیب کانال های جریان دار با داربست های نانوفیبری، ریز محیط بزرگی را برای مهندسی بافت عصبی ارائه می کند و می تواند به عنوان ابزاری قوی برای مونیتور کردن in situ پتانسیل تمایزی انواع مختلف سلول های بنیادی استفاده شود.

J Biomed Mater Res A. 2016 Jun;104(6):1534-43. doi: 10.1002/jbm.a.35689. Epub 2016 Mar 11.

A hybrid microfluidic system for regulation of neural differentiation in induced pluripotent stem cells.

Hesari Z1,2, Soleimani M3, Atyabi F1,2, Sharifdini M4, Nadri S5, Warkiani ME6, Zare M7, Dinarvand R1,2.

Abstract

Controlling cellular orientation, proliferation, and differentiation is valuable in designing organ replacements and directing tissue regeneration. In the present study, we developed a hybrid microfluidic system to produce a dynamic microenvironment by placing aligned PDMS microgrooves on surface of biodegradable polymers as physical guidance cues for controlling the neural differentiation of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs). The neuronal differentiation capacity of cultured hiPSCs in the microfluidic system and other control groups was investigated using quantitative real time PCR (qPCR) and immunocytochemistry. The functionally of differentiated hiPSCs inside hybrid system's scaffolds was also evaluated on the rat hemisected spinal cord in acute phase. Implanted cell's fate was examined using tissue freeze section and the functional recovery was evaluated according to the Basso, Beattie, and Bresnahan (BBB) locomotor rating scale. Our results confirmed the differentiation of hiPSCs to neuronal cells on the microfluidic device where the expression of neuronal-specific genes was significantly higher compared to those cultured on the other systems such as plain tissue culture dishes and scaffolds without fluidic channels. Although survival and integration of implanted hiPSCs did not lead to a significant functional recovery, we believe that combination of fluidic channels with nanofiber scaffolds provides a great microenvironment for neural tissue engineering, and can be used as a powerful tool for in situ monitoring of differentiation potential of various kinds of stem cells. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part A: 104A: 1534-1543, 2016.

PMID: 26914600
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