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2018年5月8日;23(6):1620-1629。
doi: 10.1016 / j.celrep.2018.03.123。

自凝聚培养使组织碎片的血管化为有效的治疗移植

从属关系
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自凝聚培养使组织碎片的血管化为有效的治疗移植

Yoshinobu高桥et al。 细胞代表
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摘要

包括胰岛在内的组织碎片的临床移植面临着严峻的挑战,因为缺乏通过及时整合血管网络来确保高效植入的有效策略。我们最近开发了一种基于间充质细胞依赖性收缩的“自凝聚”培养的复杂类器官工程方法,从而使分离的异型系(包括内皮细胞)能够以时空方式自组织。在这里,我们报告了这种方法的成功适应,从不同器官的不同组织碎片产生复杂的组织,包括胰岛。人和小鼠胰岛与内皮细胞的自凝聚不仅促进了培养中的功能化,而且极大地改善了移植后的植入。在治疗上,与传统方法相比,带血管的胰岛移植更有效地治疗暴发性糖尿病小鼠。考虑到与3D组织治疗相关的移植后血管化的普遍局限性,我们的方法提供了一种在治疗性组织移植的背景下提高疗效的有前途的手段。

关键词:胰岛移植;瀑样;组织工程;组织的治疗;血管化。

数据

图1所示。
图1 . .不同组织碎片自缩合成内皮组织
(A)创建内皮组织碎片的一般策略在体外.(B)内皮化技术适用于本研究检查的所有组织类型,包括胰岛、脑碎片、心脏碎片、肠碎片、肾碎片、肝脏碎片、肺碎片,甚至诱导多能干细胞的球形。比例尺,1000 μm。(C)大体观察到一个微型的带血管的胰岛(上)和一个单独的胰岛(下)。比例尺,500 μm。(D)在与HUVECs和人MSCs共培养的胰岛中形成三维微型血管化小鼠胰岛。箭头表示血管样结构。比例尺250 μm。(E)移植前血管化的胰岛(上)和单独的胰岛(下)免疫荧光染色。GCG,胰高糖素; hCD31, human CD31; INS, insulin; SST, somatostatin. Scale bars, 100 μm. (F) Hierarchical clustering of the pancreatic lineage 121 genes with the relevance in pancreatic development or β cell function. Each row in the heatmap represents a sample, and each column represents the expression level of a gene. The color scale below the heatmap represents the rawZ评分范围从绿色(高表达)到红色(低表达)。
图2。
图2 . .血管化胰岛自凝使有效的治疗移植成为可能
(A和B)收集的带血管的小鼠胰岛(A)、单独的胰岛(B)和移植后受体肾脏的Brightfield图像。比例尺,500 μm。(C)糖尿病小鼠的Kaplan-Meier生存曲线。*p < 0.05。(D)糖尿病小鼠体重变化百分比。数据代表平均值±标准差。n = 11个带血管的小鼠胰岛,n = 10个小鼠胰岛,n = 8只糖尿病假手术小鼠,n = 15只糖尿病小鼠。(E)进行性糖尿病小鼠的血糖测量。葡萄糖测量饱和浓度为600 mg/dL。数据代表平均值±标准差。 n = 11 vascularized mouse islet, n = 10 islet alone, n = 8 DM sham mice, and n = 15 DM mice. (F)在活的有机体内人体胰岛素分泌。数据代表平均值±标准差。血管化的人胰岛N = 5,单独的人胰岛N = 8。**p < 0.01;*p < 0.05。(G)移植后35天葡萄糖耐量试验。数据代表平均值±标准差。N = 4个带血管的人胰岛和N = 4个单独的人胰岛。(H) (G)的曲线下面积。数据表示平均值±标准差。N = 4个带血管的人胰岛和N = 4个单独的人胰岛。
图3。
图3 . .功能血管网络的快速诱导在活的有机体内
(A - C)多个时间点移植的小型带血管的胰岛(n = 19) (A)和单独的胰岛(n = 7) (B)的宏观观察,显示血管灌注迅速(C)。星号表示移植。比例尺,1000 μm。ND,未检测到。(D)血管化小鼠胰岛的活体追踪。胰岛,绿色;HUVECs,红色;人MSCs,未标记;小鼠CD31,蓝色。虚线区域表示移植。比例尺,100 μm。 (E) Dextran infusion showing recipient circulation. The dotted area indicates the mouse islet. Scale bar, 250 μm. (F and G) Intravital imaging of a vascularized mouse islet (F) and mouse islet alone (G) 7 days after transplantation. Islet, green; HUVECs and human MSCs, unlabeled; dextran, red. Scale bars, 100 μm. (H and I) Intravital imaging of a vascularized human islet (H) and a human islet alone (I) after transplantation. Islet, unlabeled; HUVECs, red; human MSCs, unlabeled; dextran, green; human CD31, blue; mouse CD31, red. The dotted area indicates the islet. Scale bars, 100 μm. (J) Quantification of the dextran-positive area. The data represent the mean ± SD. ***p < 0.001; **p < 0.01 (n = 3, 5, 6, 8, and 5 mouse pancreatic islet, mouse islet alone Tx, vascularized mouse islet Tx, human islet alone, and vascularized human islet, respectively). (K) Visualization of the connections between HUVECs and host vessels at day 14. Mouse CD31, green; HUVECs, red; dextran, blue. Scale bar, 25 μm. (L) Localization of human MSCs at day 14. Arrowheads indicate hMSC localization in perivascular region. Dextran, green; human MSC, red; mouse CD31, blue. Scale bar, 50 μm.
图4。
图4 . .血管化胰岛移植中天然胰岛成分的保存
(A和B)第35天血管化的小鼠胰岛Tx (A)和单独移植的小鼠胰岛Tx (B)的H&E和免疫荧光染色。虚线表示大脑的边界。Col IV,胶原蛋白IV;hCD31,人CD31;INS,胰岛素;林,层粘连蛋白。比例尺,50 μm。(C和D)层纤蛋白阳性(n = 29) (C)和iv型胶原阳性(n = 3) (D)区域的定量。数据代表平均值±标准差。****p < 0.0001。 ns, not significant. (E) Immunofluorescence staining of the grafts at day 35. GCG, glucagon; INS, insulin; SST, somatostatin. Scale bars, 50 μm. (F) Quantification of the endocrine cells in the graft. Mouse islet alone, n = 10; vascularized mouse islet, n = 9. **p < 0.01. (G–I) Quantification of the insulin-positive (G), glucagon-positive (H), and somatostatin-positive (I) areas in the graft. The data represent the mean ± SD. n = 12 mouse pancreatic islet Tx, n = 13 mouse islet alone, and n = 9 vascularized mouse islet Tx. ***p < 0.001; **p < 0.01; *p < 0.05. ns, not significant. (J–L) Electron microscopy of the vascularized mouse islet Tx (J), mouse islet Tx (K), and pancreatic mouse islet (L) at 35 days. α, alpha cell; β, beta cell; δ, delta cell; BV, blood vessel; EC, exocrine cell. Scale bars, 5 μm

评论

  • 血管化类器官的自凝聚培养。
    烟灰墨。 烟灰墨。 Ann Transl Med. 2018年11月6日(增刊1):S15。doi: 10.21037 / atm.2018.09.12。 安翻译医学。2018。 PMID:30613590 免费的PMC文章。 没有摘要。

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