پرینت سه بعدی سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی با یک جوهر زیستی جدید هیدروکسی پروپیل کیتین: تکثیر انبوه و تجمع یکدست
تاریخ انتشار: دوشنبه 25 تیر 1397
| امتیاز:
سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(hiPSCs) احتمال بیشتری وجود دارد که با موفقیت مشکلات مربوط به رد ایمنی و مشکلات اخلاقی که اغلب در استفاده از سلول های بنیادی جنینی انسانی در مطالعات و کاربردهای سلول های بنیادی وجود دارد، دور بزنند. برای انتقال hiPSCها از آزمایشگاه با بالین، محققین باید مقادیر کافی از این سلول ها را بدست آورند. در این مطالعه، پرینت سلولی سه بعدی به عنوان روشی جدید برای تکثیر انبوه iPSCها استفاده شد.نشان داده شده است که هیدورکسی پروپیل کیتین(HPCH) که به عنوان نوعی جدید از جوهر زیستی استفاده می شود و مجموعه ای از پارامترهای بهینه سازی شده پرینت کردن منجر به بقای بسیار زیاد سلولی(بیش از 90 درصد) بعد از فرایند پرینت کردن و کارایی تکثیر بالا(تقریبا 3/32 برابر) طی ده روز کشت بعدی می شوند. بعد از کشت، سطوح بالای حفظ پرتوانی بوسیله تشخیص های کمی و کیفی مورد شناسایی قرار گرفت. در مقایسه با کشت سوسپانسیون استاتیک(SS)، تجمعات hiPSCها شکل گرفته در سازه های پرینت شده سه بعد، یکدستی بالاتری را از نظر اندازه نشان دادند. با استفاده از یک روش نشان دار کردن فلورسنس دوگانه جدید، تجمعات hiPSCها در سازه ها بیشتر به خاطر تکثیر تشکیل شدند تا این که حاصل مجتمع شدن چند سلولی باشند. این مطالعه مزیت های منحصر بفرد جوهر زیستی کراس لینک شده به صورت غیر یونی HPCH از جمله قدرت ژلی بالا و پاسخ دمایی سریع را در پرینت hiPSCها نشان داد و یک وضعیت تحریک شده از پرینت hiPSCها را برای اولین بار نشان داد. ویژگی های حاصل شده در این مطالعه مانند محصول سلولی زیاد، حفظ بالای پرتوانی و تجمعات یکدست، اساس مناسبی را برای مطالعات بیشتر hiPSC روی تمایز سه بعدی ریز بافت ها و غربالگری های دارویی نشان دادند.
Biofabrication. 2018 Jun 28. doi: 10.1088/1758-5090/aacfc3. [Epub ahead of print]
3D printing human induced pluripotent stem cells with novel hydroxypropyl chitin bioink: scalable expansion and uniform aggregation.
Li Y1, Jiang X2, Li L3, Chen ZN4, Gao G5, Yao R6, Sun W7.
Abstract
Human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) are more likely to successfully avoid the immunological rejection and ethical problems that are often encountered by human embryonic stem cells in various stem cell studies and applications. To transfer hiPSCs from the laboratory to clinical applications, researchers must obtain sufficient cell numbers. In this study, 3D cell printing was used as a novel method for iPSC scalable expansion. Hydroxypropyl chitin (HPCH), utilized as a new type of bioink, and a set of optimized printing parameters were shown to achieve high cell survival (> 90%) after the printing process and high proliferation efficiency (~ 32.3 folds) during subsequent 10-day culture. After the culture, high levels of pluripotency maintenance were recognized by both qualitative and quantitative detections. Compared with static suspension (SS) culture, hiPSC aggregates formed in 3D printed constructs showed a higher uniformity in size. Using novel dual-fluorescent labelling method, hiPSC aggregates in the constructs were found more inclined to form by <i>in situ</i> proliferation rather than multicellular aggregation. This study revealed unique advantages of non-ionic crosslinking bioink material HPCH, including high gel strength and rapid temperature response in hiPSC printing, and achieved primed state hiPSC printing for the first time. Features achieved in this study, such as high cell yield, high pluripotency maintenance and uniform aggregation provide good foundations for further hiPSC studies on 3D micro-tissue differentiation and drug screening.
PMID: 29952313