سلول های اندوتلیالی مشتق از iPS انسانی برای سیستم های سه بعدی میکروفیزیولوژیک
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 06 تیر 1396
| امتیاز:
سیستم های میکروفیزیولوژیک یا پلت فرم های organ-on-a-chip هدف دارند که فیزیولوژی in vivo را با استفاده از مدل های بافتی آزمایشگاهی در مقیاس میکرو از فیزیولوژی انسانی تقلید کنند. در حالی که تلاش های قابل ملاحظه ای برای ایجاد بافت های عروقی صورت گرفته است، اغلب گزارش ها از سلول های اندوتلیالی اولیه استفاده کرده است که مانع باز تولید است. در این جا ما استفاده از سلول های اندوتلیالی اولیه مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(iPS-EC) در شبکه های ریز عروقی سه بعدی در حال تکوین را گزارش کردیم. ما یک رده سلول iPS دارای گزارشگر CDH5-mCherry تولید کردیم که کادهرین-اندوتلیالی عروقی ادغام شده با mChery را بیان می کنند. سلول های iPS-ECs عملکردهای فیزیولوژیک مشخصه سلول های اندوتلیالی اولیه را در یک مجموعه از سنجش های آزمایشگاهی شامل قابلیت نفوذ کنندگی، پاسخ به استرس برشی و بیان مارکرهای اندوتلیالی(CD31، فاکتور ون ویلبراند و اندوتلیال نیتریک اکسید سنتاز) نشان دادند. سلول های iPS-ECs ریز عروق با دوام و قابل انتشاری را زمانی که درون سیستم میکروفلوئیدیک سه بعدی و طی یک دوره 14 روزه کشت شدند، شکل دادند. هم چنین ما نشان دادیم که مهار پیام رسانی TGF-β تشکیل شبه عروقی بوسیله iPS-ECها بهبود می بخشد. ما نتیجه گرفتیم که iPS-ECها می توانند منبعی از سلول های اندوتلیالی در سیستم میکروفیزیولوژیک باشند که فرصتی را برای مدل سازی بیماری های انسانی و بهبود تکرار پذیری شبکه های عروقی سه بعدی فراهم می کنند.
Tissue Eng Part C Methods. 2017 Jun 16. doi: 10.1089/ten.TEC.2017.0133. [Epub ahead of print]
Human iPS-derived endothelial cells for 3D microphysiological systems.
Kurokawa YK1, Yin RT2, Shang MR3, Shirure VS4, Moya ML5, George SC6,7.
Abstract
Microphysiological systems, or "organ-on-a-chip", platforms, aim to recapitulate in vivo physiology using small-scale in vitro tissue models of human physiology. While significant efforts have been made to create vascularized tissues, most reports utilize primary endothelial cells which hinder reproducibility. Here we report the use of human induced pluripotent stem cell-derived endothelial cells (iPS-EC) in developing 3D microvascular networks. We established a CDH5-mCherry reporter iPS cell line, which expresses the vascular endothelial (VE)-cadherin fused to mCherry. The iPS-ECs demonstrate physiological functions characteristic of primary endothelial cells in a series of in vitro assays including permeability, response to shear stress, and the expression of endothelial markers (CD31, von Willibrand factor, and endothelial nitric oxide synthase). The iPS-ECs form stable, perfusable microvessels over the course of 14 days when cultured within 3D microfluidic devices. We also demonstrate that inhibition of TGF-β signaling improves vascular network formation by the iPS-ECs. We conclude that iPS-ECs can be a source of endothelial cells in microphysiological systems providing opportunities for human disease modeling and improving the reproducibility of 3D vascular networks.
PMID: 28622076