La misión central de nuestra Instalación de Células Madre Compartidas (SSCF) CIRM de Berkeley es brindar a nuestros usuarios de East Bay conocimiento, experiencia, capacitación y equipo para avanzar en el conocimiento científico de las células madre embrionarias humanas y otras células madre. Nuestras instalaciones están diseñadas para respaldar el cultivo de células madre embrionarias humanas (hESC), incluido un espacio de cultivo celular de alta calidad equipado con gabinetes de bioseguridad, incubadoras, almacenamiento criogénico y un microscopio estándar. Además, hemos desarrollado y centrado recursos y experiencia de última generación para satisfacer una necesidad creciente de nuestros usuarios: las imágenes. En particular, tenemos un microscopio de fluorescencia confocal visible y de dos fotones y un generador de imágenes de fluorescencia de alto rendimiento que se utilizan cada vez más. Además, nuestras capacidades de citometría de flujo analítica y de clasificación complementan el equipo de imágenes al proporcionar mediciones de fluorescencia celular de alto rendimiento. Finalmente, la instalación está equipada con una campana de flujo laminar para realizar química para crear biomateriales y superficies con micropatrones para el cultivo de células madre, así como el análisis posterior mediante imágenes y flujo. Estamos muy agradecidos con CIRM por permitir la construcción y el desarrollo de esta instalación de células madre de última generación. Además, se han aprovechado adicionalmente los generosos recursos de CIRM, ya que el director de la instalación obtuvo fondos adicionales del campus para comprar equipos adicionales y mejorar aún más las capacidades del equipo existente.
Nuestras instalaciones están dirigidas por el Prof. David Schaffer en colaboración con el comité de supervisión de la gestión. Además, está dirigido por el Dr. Mary West, quien ha supervisado con éxito la instalación de los equipos y recursos descritos anteriormente, brinda capacitación rigurosa a nuestros usuarios y ayuda en el desarrollo de estrategias de imágenes para permitir numerosos experimentos.
En mayor detalle científico, 57 estudiantes y becarios postdoctorales de los laboratorios de 11 IP han aprobado el acceso y están utilizando las instalaciones hasta la fecha. Por tanto, estos recursos están permitiendo y potenciando un gran y creciente número de proyectos de investigación, que se describen con mayor detalle en el informe completo de progreso científico. Como ejemplo, los laboratorios Robey y Winoto están desarrollando y optimizando sistemas de cultivo in vitro para inducir el desarrollo de células T a partir de células madre embrionarias humanas y líneas celulares iPS. Un parámetro importante es la elección de la línea celular inicial, y se están comparando varias líneas de células ES humanas que no están registradas. Por lo tanto, la disponibilidad de espacio de laboratorio independiente de los laboratorios financiados por los NIH es clave para poder llevar a cabo estos estudios. Otro ejemplo: el laboratorio de Healy está desarrollando nuevos sustratos sintéticos para cultivar células madre embrionarias humanas en condiciones definidas. Han logrado avances significativos con varias formulaciones de superficie, y el equipo de imágenes de las instalaciones de CIRM está ayudando a realizar mediciones cuantitativas sobre el mantenimiento de la proliferación y la pluripotencia de hESC. Como otro ejemplo, el laboratorio Schaffer ha diseñado nuevos vehículos de administración de genes que pueden aumentar y editar el genoma de hESC y células madre neurales. La cuantificación de la eficiencia de la entrega de genes y la selección de genes se ha visto muy facilitada por la citometría de flujo y las capacidades de obtención de imágenes de alto rendimiento de las instalaciones CIRM. Como ejemplo adicional, el laboratorio de Li ha estado utilizando superficies con micromodelos de propiedades mecánicas variables para estudiar los efectos de la mecánica del sustrato en la función de las células madre, y estos esfuerzos han sido posibles gracias al generador de imágenes de alto rendimiento. Finalmente, el laboratorio de Kumar estudia cómo las propiedades moleculares y mecánicas del citoesqueleto celular regulan la función celular. Por ejemplo, utiliza la ablación con láser de características subcelulares como los filamentos del citoesqueleto para proporcionar información en tiempo real sobre las propiedades mecánicas del citoesqueleto. Está estableciendo la ablación láser utilizando el microscopio multifotónico en las instalaciones del CIRM, una capacidad que se aplicará para estudiar la mecánica citoesquelética de las células madre.
De este modo, prevemos que esta valiosa herramienta se utilizará cada vez más para impulsar un número cada vez mayor de proyectos.
Período de información:
Los estudiantes de Year 2
La misión central de nuestra Instalación de Células Madre Compartidas (SSCF) CIRM de Berkeley es brindar a nuestros usuarios de East Bay conocimiento, experiencia, capacitación y equipo para avanzar en el conocimiento científico de las células madre embrionarias humanas y otras células madre. Nuestras instalaciones están diseñadas para respaldar el cultivo de células madre embrionarias humanas (hESC), incluido un espacio de cultivo celular de alta calidad equipado con gabinetes de bioseguridad, incubadoras, almacenamiento criogénico y un microscopio estándar. Además, hemos desarrollado y centrado recursos y experiencia de última generación para satisfacer una necesidad creciente de nuestros usuarios: las imágenes. En particular, tenemos un microscopio de fluorescencia confocal visible y de dos fotones y un generador de imágenes de fluorescencia de alto rendimiento (ImageXpress) que se utilizan cada vez más. Nuestras capacidades de citometría de flujo analítica y de clasificación complementan el equipo de imágenes al proporcionar mediciones de fluorescencia celular de alto rendimiento. Finalmente, la instalación está equipada con una campana de flujo laminar para realizar química para crear biomateriales y superficies con micropatrones para el cultivo de células madre, así como el análisis posterior mediante imágenes y flujo. Estamos muy agradecidos con CIRM por permitir la construcción y el desarrollo de esta instalación de células madre de última generación. Además, se han aprovechado adicionalmente los generosos recursos de CIRM, ya que el director de la instalación obtuvo fondos adicionales del campus para comprar equipos adicionales y mejorar aún más las capacidades del equipo existente.
Nuestras instalaciones están dirigidas por el Prof. David Schaffer en colaboración con el comité de supervisión de la gestión. Además, está dirigido por el Dr. Mary West, quien ha supervisado con éxito la instalación de los equipos y recursos descritos anteriormente, brinda capacitación rigurosa a nuestros usuarios y ayuda en el desarrollo de estrategias de imágenes para permitir numerosos experimentos.
En mayor detalle científico, 75 estudiantes y becarios postdoctorales de los laboratorios de 21 IP han aprobado el acceso y están utilizando las instalaciones hasta la fecha. Por tanto, estos recursos están permitiendo y potenciando un gran y creciente número de proyectos de investigación, que se describen con mayor detalle en el informe completo de progreso científico. El objetivo de un proyecto en el laboratorio de Song Li que ha logrado grandes avances este año es derivar células madre funcionales de la cresta neural (NCSC) a partir de células madre embrionarias y células madre pluripotentes inducidas. Los NCSC derivados se utilizaron en la regeneración de nervios y vasos sanguíneos. Además, otros proyectos apuntan a la identificación y caracterización de células madre adultas en vasos sanguíneos. La expresión del marcador y la multipotencia se determinaron utilizando ImageXpress y citometría de flujo en CIRM SSCF. La siguiente fase de este estudio se centra en la función de las células madre vasculares en otras enfermedades, incluida la artroesclerosis. Otro ejemplo: el laboratorio de Healy está desarrollando nuevos sustratos sintéticos para cultivar células madre embrionarias humanas en condiciones definidas. El laboratorio de Healy logró y publicó avances en la creación de superficies y materiales de cultivo sintéticos para la propagación de hESC a largo plazo, un proyecto que ha implicado un uso intensivo de ImageXpress. Como último ejemplo, el laboratorio Schaffer ha diseñado nuevos vehículos de administración de genes que pueden aumentar y editar el genoma de hESC y células madre neurales. La cuantificación de la eficiencia de la entrega de genes y la selección de genes se ha visto muy facilitada por la citometría de flujo y las capacidades de obtención de imágenes de alto rendimiento de las instalaciones CIRM. Finalmente, el laboratorio de Kumar estudia cómo las propiedades moleculares y mecánicas del citoesqueleto celular regulan la función celular. Por ejemplo, utiliza la ablación con láser de características subcelulares como los filamentos del citoesqueleto para proporcionar información en tiempo real sobre las propiedades mecánicas del citoesqueleto. Está estableciendo la ablación láser utilizando el microscopio multifotónico en las instalaciones del CIRM, una capacidad que se aplicará para estudiar la mecánica citoesquelética de las células madre.
Prevemos que en el próximo año esta valiosa herramienta se utilizará cada vez más para impulsar un número cada vez mayor de proyectos.
Período de información:
Los estudiantes de Year 3
Número de subvención: CL1-00519 Nombre de PI: David V. Correo electrónico de Schaffer: schaffer@berkeley.edu Título del proyecto: Laboratorio de investigación compartido de células madre embrionarias humanas de Berkeley a. Alcance de la investigación que se lleva a cabo en la instalación La misión central de nuestra instalación de células madre compartidas (SSCF) CIRM de Berkeley es brindar a nuestros usuarios de East Bay conocimiento, experiencia, capacitación y equipo para avanzar en el conocimiento científico de las células madre embrionarias humanas, así como como otras células madre. Nuestras instalaciones se centran en proporcionar imágenes, citometría de flujo y clasificación.
Hasta la fecha, 90 estudiantes y becarios postdoctorales de los laboratorios de 21 IP utilizan las instalaciones. Aquí enumeramos algunos ejemplos: Irina Conboy (BioE). El laboratorio de Conboy estudia la intersección del envejecimiento y la ciencia de las células madre. Si se entendiera la disminución impuesta por la edad en la capacidad regenerativa de las células madre, la debilitante falta de mantenimiento de los órganos en las personas mayores podría mejorarse y tal vez incluso revertirse. Utilizaron el microscopio confocal SSCF y el citómetro de flujo en sus estudios.
Paliwal P, et al. (2012) El aumento dependiente de la edad en los niveles de osteopontina inhibe la regeneración del músculo esquelético. Envejecimiento 4(8):553.
Paliwal P, Conboy IM. (2011) Los inhibidores de las tirosina fosfatasas y la apoptosis reprograman el músculo diferenciado marcado por linaje en células progenitoras miogénicas. Chem Biol 18(9):1153.
Sanjay Kumar (BioE). Los intereses del Kumar Lab se centran en las bases macromoleculares de la forma, la mecánica y la adhesión de las células, con especial énfasis en el sistema nervioso. Específicamente, buscan comprender cómo los elementos del citoesqueleto y la maquinaria de adhesión interactúan físicamente para formar una arquitectura tridimensional que impulsa la forma celular y el comportamiento dependiente de la forma y transduce señales bioquímicas. El confocal de campo barrido SSCF se utilizó para documentar cambios en ECM suaves (MacKay). Este microscopio también fue utilizado por el investigador Amit Pathik, quien desarrolló un paradigma para investigar la regulación matricial de la invasión (Pathak).
J. L. MacKay, et al. (2012). Una estrategia genética para el control dinámico y gradual de la mecánica celular, la motilidad y la remodelación de la matriz. Revista Biofísica 102: 434.
A. Pathak y S. Kumar (2012). Regulación independiente de la migración de células tumorales mediante rigidez y confinamiento de la matriz. PNAS 109 (26): 10334.
David V. Schaffer (ChemE, BioE y el Instituto de Neurociencia Helen Wills). Un proyecto financiado por el CIRM recientemente completado implicó la evolución dirigida y la ingeniería de nuevos vehículos de administración de genes virales capaces de administrarse de manera muy eficiente a células madre pluripotentes inducidas y embrionarias humanas. Este estudio de la variante del virus adenoasociado (AAV) implicó un uso intensivo del citómetro de flujo y el ImageXpress Micro para cuantificar el número de células y colonias (Asuri) infectadas con éxito (y dirigidas genéticamente). En un proyecto actual financiado por CIRM, estamos diseñando materiales sintéticos para la expansión escalable y la diferenciación dopaminérgica de ESC e iPSC humanas (Keung). Además, estamos desarrollando herramientas optogenéticas para investigar vías de señalización implicadas en las decisiones sobre el destino de las células madre (Bugaj). Finalmente, descubrimos una nueva vía de señalización que regula la diferenciación de células madre neurales adultas en neuronas (Ashton).
Asuri, P., et al. (2012) "Evolución dirigida del virus adenoasociado para mejorar la entrega de genes y la focalización de genes en células madre pluripotentes humanas". Terapia molecular 20:329.
Bugaj, LJ, et al. (2013) "Una plataforma optogenética modular para la agrupación de proteínas inducibles y la activación de la señalización en células de mamíferos". Métodos de la naturaleza 10:249.
Keung, AJ, et al. (2012) "Los microambientes blandos promueven la diferenciación neurogénica temprana pero no la autorrenovación de las células madre pluripotentes humanas". Biología Integrativa 4:1049.
Ashton, RS y col. (2012) "Los astrocitos regulan la neurogénesis del hipocampo en adultos a través de la señalización de Ephrin-B". Neurociencia de la naturaleza 15:1399.
b. Gestión y uso del laboratorio La gestión general de la instalación compartida de células madre CIRM SSCF está coordinada por el comité de supervisión de la gestión. CIRM SSCF está gestionado por el Dr. María Oeste. La instalación está abierta a investigadores calificados de 9:30 am a 5 pm con acceso controlado fuera del horario de atención.
c. Actividades del personal de laboratorio contratado La instalación compartida de células madre CIRM está dirigida por el Dr. Mary West, responsable de la capacitación, el funcionamiento y el mantenimiento del equipo. CIRM también está financiando a una operadora, Alma Faleros, para el instrumento BD FACS, que trabaja de 12:30 a 9:30 horas.
d. Actividades del Comité de Supervisión El comité de supervisión está compuesto por el Director de la Instalación, David Schaffer, y los Profs. Kevin Healy, Song Li, Sanjay Kumar, Irina Conboy y Astar Winoto. El comité se reúne periódicamente con el administrador de la instalación para obtener actualizaciones sobre la instalación, discutir la priorización para la compra de nuevos equipos, las finanzas de la instalación y las políticas de acceso.
e. Planes y cambios esperados para el próximo período de informe En el próximo año anticipamos un funcionamiento intensivo de las instalaciones sin cambios importantes.
Período de información:
Los estudiantes de Year 4
La misión central de nuestra Instalación de Células Madre Compartidas (SSCF) CIRM de Berkeley es brindar a nuestros usuarios de East Bay conocimiento, experiencia, capacitación y equipo para avanzar en el conocimiento científico de las células madre adultas, pluripotentes inducidas y embrionarias humanas. Hemos alcanzado un uso estable de ~90 estudiantes y becarios postdoctorales de los laboratorios de 21 IP en la SSCF, ubicada en Stanley Hall, ubicado en el extremo noreste del campus. Además, los instrumentos de clasificación de células permanecen en las instalaciones de flujo del campus. Con base en los intereses de los usuarios, hemos continuado en el Año 4 brindando seminarios informativos, realizando demostraciones de nuevos instrumentos, ofreciendo tarifas con descuento por volumen en medios costosos de células madre y encontrando formas creativas de obtener instrumentación adicional que será útil para los usuarios. Por ejemplo, este año agregamos una cantidad considerable de equipos automatizados al incorporar una instalación de detección de alto rendimiento (HTSF) en nuestra estructura administrativa y de gestión. Esta instalación incluye equipo de siembra de células dentro de una campana de cultivo celular BSL-2, dos manipuladores de líquidos automatizados con capacidades complementarias, un lector de placas de etiquetas múltiples y un generador de imágenes automatizado (similar al SSCF ImageXpress Micro) con un brazo de servicio robótico para la detección de múltiples -placas de pocillos. La mayor parte del equipo de automatización se mantuvo en su ubicación original en Li Ka Shing, en las instalaciones del Centro de Excelencia CIRM, y algunos profesores financiados por CIRM están utilizando actualmente las instalaciones para detectar proteínas asociadas en vías que son exclusivas de la biología de células madre. En Stanley Hall, la SSCF añadió recientemente una nueva sala, B203 Stanley, para un instrumento de última generación que ayuda a detectar niveles de múltiples proteínas o factores de crecimiento simultáneamente a partir de una pequeña muestra de tejido o suero. Además, el equipo de imágenes automatizadas de HTSF y el servidor informático que lo acompaña se trasladaron a B203 Stanley para que las instalaciones pudieran tener gestión directa sobre la capacitación y el uso. Estas incorporaciones de este año mejorarán aún más las ofertas a los investigadores de células madre para ampliar la gama de instrumentación que podríamos ofrecer a los investigadores, quienes agradecen que tengamos estos instrumentos en nuestras instalaciones debido al aspecto compartido de mantenimiento y capacitación.
Los PI destacados anteriormente (detallados en los años 2 y 3) continúan teniendo éxito utilizando la instrumentación SSCF y nos gustaría destacar las publicaciones de investigadores que, de esta manera, han logrado avances significativos en su investigación.
Publicaciones: Downing T., J. Soto, C. Morez, T. Houssin, A. Fritz, F. Yuan, J. Chu, S. Patel, D.V. Schaffer, S. Li, (2013), "Regulación biofísica del estado epigenético y reprogramación celular". Materiales de la naturaleza, 12:1154-62 (PMID: 24141451).
Primo, W., M. Ho, R. Desai, A. Tham, R. Chen, S. Kung, C. Elab, I. Conboy, (2013) "La capacidad regenerativa de las células madre musculares viejas disminuye sin una acumulación significativa de daño en el ADN" Biblioteca Pública de Ciencias (PLoS), 8:e63528 (PMID: 23704914).
Yousef, H., MJ Conboy, J. li, m Zeiderman, T. Vazin, C. Schlesinger, DV Schaffer y IM Conboy (2013) "Las proteínas secretadas por hESC pueden enriquecerse para múltiples terapias regenerativas mediante la unión a heparina". Envejecimiento, 5:357-372 (PMID 23793469).
Elabd, C., W. Primo, R. Chen, M. Chooljian, J. Pham, I. Conboy, M. Conboy (2013) "Segregación de plantillas no aleatorias dependientes de la ADN metiltransferasa-3 en la diferenciación de células madre embrionarias". The Journal of Cell Biology, 203:73-85 (PMID: 24127215).
A. Pathak y S. Kumar (2013). "El potencial de transformación y la rigidez de la matriz coregulan la sensibilidad al confinamiento de la migración de células tumorales". Biología Integrativa 5: 1067-1075 (PMID: 23832051).
Ma, Z., S. Koo, M. Finnegan, P. Loskill, N. Huebsch, N. Marcos, B. Conklin, C. Grigoropoulos, K. Healy K. (2013) “Modelo tridimensional de tejido cardíaco enfermo humano filamentoso”, Biomateriales. (5):1367-1377 (PMID: 24268663).
Halkias, J., H. Melichar, K. taylor, j. Ross, B. Yen, S. cooper, a. Winoto y E. Robey (2013) "Los gradientes de quimiocinas opuestos controlan la migración de timocitos humanos in situ" The Journal of Clinical Investigation, (5):2131-42 (PMID: 23585474).
Bugaj, LJ, AT Choksi, CK Mesuda, RS Kane y DV Schaffer (2013) "Una plataforma optogenética modular para la agrupación de proteínas inducibles y la activación de señalización en células de mamíferos". Métodos de la naturaleza, 10:249-252 (PMID 23377377).
Conway, A., T. Vazin, DP Spelke, Carolina del Norte, EE.UU. Rode, KE Healy, RS Kane y DV Schaffer (2013) "Ligandos multivalentes para controlar el comportamiento de las células madre in vitro e in vivo". Nanotecnología de la naturaleza, 8:831-838 (PMID 24141540).
Keung, AJ, M. Dong, D.V. Schaffer (coautor para correspondencia) y S. Kumar (2013) "La maduración panneuronal pero no la diferenciación de subtipos neuronales de células madre neurales adultas es mecanosensible". Informes científicos, 3:1817 (PMID 23660869).
Lei, Y. y DV Schaffer “Un sistema de cultivo 3D totalmente definido y escalable para la expansión y diferenciación de células madre pluripotentes humanas”. Actas de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. (en prensa).
Período de información:
Los estudiantes de Year 5
La misión central de nuestra Instalación de Células Madre Compartidas (SSCF) CIRM de Berkeley es brindar a nuestros usuarios de East Bay conocimiento, experiencia, capacitación y equipo para avanzar en el conocimiento científico de las células madre adultas, pluripotentes inducidas y embrionarias humanas. La instalación de citometría de flujo en 461 Li Ka Shing alberga el clasificador de células financiado por CIRM. El conjunto B129 Stanley contiene campanas de cultivo celular, cuatro incubadoras y otros equipos de laboratorio esenciales. El SSCF también tiene un ImageXpress Micro automatizado de campo amplio, dos citómetros de flujo analíticos y un microscopio de fluorescencia confocal y de 2 fotones. En B203 Stanley, hay un lector BioRad BioPlex MAGPIX para inmunoensayos multiplexados basados en perlas magnéticas. Hemos alcanzado un uso estable de ~90 estudiantes y becarios postdoctorales de los laboratorios de 21 IP. Según los intereses de los usuarios, hemos continuado en el Año 5 para obtener instrumentación adicional que será útil para los usuarios. Por ejemplo, este año agregamos dos cámaras de hipoxia independientes para que quepan dentro de una de nuestras incubadoras estándar para que se puedan realizar experimentos en condiciones de baja concentración de O2 (similar a la que experimentan los tejidos dentro del cuerpo). Ahora también gestionamos un laboratorio de histología con equipos para crear portaobjetos a partir de muestras de tejido. Estas incorporaciones de este año mejorarán aún más las ofertas a la UCB y a los investigadores de células madre de la comunidad extendida.
Los IP destacados anteriormente continúan teniendo éxito al utilizar la instrumentación SSCF y nos gustaría destacar las publicaciones de investigadores que han logrado avances significativos en sus investigaciones.
Publicaciones: Li J, Han S, Cousin W, Conboy IM. (2014) "Cambios epigenéticos funcionales específicos de la edad en p21 y p16 en células satélite activadas por lesiones". Células madre, 10:1002 (PMID: 25447026).
Yousef, H., MJ Conboy, H. Mamiya, M. Zeiderman, C. Schlesinger, DV Schaffer y IM Conboy (2014) “Mecanismos de acción de las proteínas secretadas por hESC que mejoran la miogénesis humana y de ratón” Aging, 8:602-20 (PMID 25109702).
Elabd C, Cousin W, Upadhyayula P, Chen RY, Chooljian MS, Li J, Kung S, Jiang KP, Conboy IM (2014) "La oxitocina es una hormona circulante específica de la edad que es necesaria para el mantenimiento y la regeneración de los músculos". Nat Commun, 5:4082 (PMID: 24915299).
MacKay, J.L. y S. Kumar (2014). "Sintonización simultánea e independiente de la actividad RhoA y Rac1 con promotores ortogonalmente inducibles". Biología Integrativa 6: 885-894 (PMID: 25044255).
kim, y. y S. Kumar (2014). "La adhesión mediada por CD44 al ácido hialurónico contribuye a la mecanodetección y la motilidad invasiva". Investigación del cáncer molecular 12: 1416-1429 (PMID: 24962319).
Umesh, V., A. Violación, T. A. Ulrich y S. Kumar (2014). "La rigidez microambiental mejora la proliferación de células de glioma al estimular la señalización del receptor del factor de crecimiento epidérmico". PLOS ONE 9: E101771 (PMID: 25000176) Violación, D. y S. Kumar (2014). "Una plataforma de hidrogel compuesto para la disección de la migración de células tumorales en las interfaces de los tejidos". Biomateriales 35: 8846-8853 (PMID: 25047626).
Jha, A. K., W. M. Jackson y K. E. Healy (2014) "Control de la diferenciación de células madre osteogénicas mediante hidrogeles blandos bioinspirados". PLoS One 9:e98640 (PMID: 24937602) Huebsch, Nathaniel, Peter Loskill, Mohammad Mandegar, Natalie C. Marcos, Alicia S. Sheehan, Zhen Ma, Anurag A. Mathur (2014) "Análisis automatizado basado en video de la contractilidad y el flujo de calcio en cardiomiocitos humanos derivados de iPS cultivados en diferentes escalas espaciales". Métodos de la parte C de ingeniería de tejidos (EPub antes de la impresión) (PMID: 25333967) Ma, Z. Koo S, Finnegan MA, Loskill P, Huebsch N, Marks NC, Conklin BR, Grigoropoulos CP, Healy KE (2014) Modelo tridimensional de tejido cardíaco enfermo humano filamentoso. Biomateriales 35, 1367–77 (PMID: 24268663).
Yousef, H., A. Morgenthaler, C. Schlesinger, L. Bugaj, I. Conboy y DV Schaffer "El aumento asociado a la edad en la señalización de BMP inhibe la neurogénesis del hipocampo". Células madre (en prensa).
Fritz, A., SR Mao, MG Oeste y DV Schaffer (2015) "Un análisis de rendimiento medio de las vías de señalización implicadas en las primeras etapas de la reprogramación de células madre". Biotecnología y Bioingeniería 1:209-19 (PMID: 25065366).
Hughes, AJ, DP Spelke, Z. Xu, CC. Kang, D.V. Schaffer (coautor correspondiente) y AE Herr (2014) "Transferencia Western unicelular". Métodos de la naturaleza, 11:749-755 (PMID 24880876).
Leo, Y., D. Jeong, J, Xiao y DV Schaffer "Desarrollo de sistemas de cultivo 3D definidos y escalables para cultivar células madre pluripotentes humanas en altas densidades". Bioingeniería celular y molecular 2:172-183 (PMID: 25419247).
Conway, A. y DV Schaffer (2014) "Microambientes biomateriales para apoyar la generación de nuevas neuronas en el cerebro adulto". Células madre, 32:1220-1229 (PMID 24449485).
Vazin, T., RS Ashton, A. Conway, N. Rode, SM Lee, V. Bravo, KE Healy, RS Kane y DV Schaffer (2014) “El efecto del erizo sónico multivalente en la diferenciación de células madre embrionarias humanas en neuronas dopaminérgicas y GABAérgicas”. Biomateriales, 35:941-948 (PMID 24172856).
Período de información:
Los estudiantes de Year 6
La misión central de nuestra Instalación de Células Madre Compartidas (SSCF) CIRM de Berkeley es brindar a nuestros usuarios de East Bay conocimiento, experiencia, capacitación y equipo para avanzar en el conocimiento científico de las células madre adultas, pluripotentes inducidas y embrionarias humanas. Las instalaciones de citometría de flujo en 461 Li Ka Shing y 493 LSA albergan los clasificadores de células financiados por CIRM. El conjunto B129 Stanley contiene campanas de cultivo celular, cuatro incubadoras y otros equipos de laboratorio esenciales. El SSCF también cuenta con un ImageXpress Micro automatizado de campo amplio, dos citómetros de flujo analíticos y un sistema de microscopio de fluorescencia confocal y de 2 fotones. En B203 Stanley, hay un lector BioRad MAGPIX para inmunoensayos multiplexados basados en perlas magnéticas. Hemos alcanzado un uso estable de ~90 estudiantes y becarios postdoctorales de los laboratorios de 21 IP. Con base en los intereses de los usuarios, hemos continuado en el año 6 manteniendo instrumentación de última generación para la comunidad de investigación. Este año actualizamos nuestro Image Xpress Micro para tener una cámara CMOS de formato más grande y una fuente de luz LED para mejorar la capacidad de obtención de imágenes y reducir el costo a largo plazo de funcionamiento del instrumento.
Los IP destacados anteriormente continúan teniendo éxito utilizando la instrumentación SSCF y nos gustaría destacar las publicaciones de algunos de estos investigadores que han logrado avances significativos en su investigación utilizando nuestras instalaciones.
Publicaciones: b. Zheng, T. Vazin, PW Buena voluntad, A. Conway, A. Verma, UE Saritas, D.V. Schaffer y SM Conolly Magnetic Particle Imaging rastrea el destino a largo plazo de los implantes de células neurales in vivo con un alto contraste de imagen. Informes científicos, 2015, 10(5)14055 (PMID: 26358296).
S. Y. Wang, T. A. Ulrich, L. P. Deleyrolle, J. L. MacKay, J.-M. Lin, r. T. Martuscello, M. A. Jundi, B. A. Reynolds y S. Kumar (2015). La activación constitutiva de la contractilidad dependiente de miosina sensibiliza las células iniciadoras de tumores de glioma a estímulos mecánicos y reduce la invasión tumoral. Investigación del cáncer 75: 1113-1122 (PMID: 25634210).
A. D. Violación, M. Zibinsky, N. Murthy y S. Kumar (2015). Un hidrogel sintético para el estudio de alto rendimiento de las interacciones célula-ECM. Comunicaciones de la naturaleza 6: 8129 (PMID: 26350361).
Han, Bruce W., Hans Layman, Nikhil A. Rode, Anthony Conway, David V. Schaffer, Nancy J. Boudreau, Wesley M. Jackson y Kevin E. Healy. Los conjugados multivalentes de Sonic Hedgehog aceleran la curación de heridas en diabéticos. Ingeniería de tejidos. Parte A 21, núm. 17–18 (septiembre de 2015): 2366–78. doi:10.1089/ten.TEA.2014.0281 (PMID: 26154888).
Ma, Zhen, Jason Wang, Peter Loskill, Nathaniel Huebsch, Sangmo Koo, Felicia L. Svedlund, Natalie C. Marcas, et al. Microcámaras cardíacas humanas autoorganizadas mediadas por confinamiento geométrico. Comunicaciones de la naturaleza 6 (14 de julio de 2015). doi:10.1038/ncomms8413 (PMID: 26172574).
Amit K. Jha, Anurag Mathur, Felicia L. Svedlund, Jianqin Ye, Yerem Yeghiazarians, Kevin E. Healy. El peso molecular y la concentración de heparina en matrices a base de ácido hialurónico modulan la cinética de retención del factor de crecimiento y el destino de las células madre. Revista de liberación controlada 209 (2015): 308-316 (PMID: 25931306).
Mathur, Anurag, Peter Loskill, Kaifeng Shao, Nathaniel Huebsch, SoonGweon Hong, Sivan G. Marcus, Natalie Marks y otros. Sistema microfisiológico cardíaco humano basado en iPSC para aplicaciones de detección de fármacos. Informes científicos 5 (2015) (PMID: 25748532).
Jha, Amit K., et al. Mejora de la supervivencia y el injerto de células madre trasplantadas utilizando hidrogeles secuestradores de factores de crecimiento. Biomateriales 47 (2015): 1-12 (PMID: 25682155).
Huebsch, Nathaniel, Peter Loskill, Mohammad A. Mandegar, Natalie C. Marcos, Alicia S. Sheehan, Zhen Ma, Anurag A. Mathur et al. Análisis automatizado basado en vídeo de la contractilidad y el flujo de calcio en cardiomiocitos humanos derivados de iPS cultivados en diferentes escalas espaciales. Ingeniería de tejidos ja (2015) (PMID: 25333967).
Bugaj, LJ, D. P. Spelke, CK Mesuda, M. Varedi, RS Kane y DV Schaffer (2015) "Regulación de receptores transmembrana endógenos mediante agrupación optogenética de Cry2". Comunicaciones de la naturaleza, 6:6898 (PMID 25902152).
Kotterman, MA, T. Vazin y DV Schaffer (2015) "La variante viral adenoasociada mejora la entrega selectiva de genes a las células madre neurales in vivo". Desarrollo, 142:1885-1892 (PMID 25968319).
Fritz, AL, MM Adil, SR Mao, D.V. Schaffer (2015) "La señalización de cAMP y EPAC reemplaza funcionalmente a OCT4 durante la reprogramación inducida de células madre pluripotentes". Terapia molecular, 23:952-963 (PMID 25666918).
Yousef, H., MJ Conboy, A. Morgenthaler, C. Schlesinger, L. Bugaj, P. Paliwal, C. Greer, IM Conboy y DV Schaffer (2015) “La atenuación sistémica de la vía TGF-β por un solo fármaco rejuvenece simultáneamente la neurogénesis y la miogénesis del hipocampo en el mismo mamífero de edad”. Oncotarget, 6:11959-11978 (PMID: 26003168).
Período de información:
Año 7/NCE
Resumen público del progreso científico: La misión central de nuestra Instalación de Células Madre Compartidas (SSCF) CIRM de Berkeley es brindar a nuestros usuarios de East Bay conocimiento, experiencia, capacitación y equipo para avanzar en el conocimiento científico de las células madre embrionarias, pluripotentes inducidas y adultas humanas. células. La instalación de citometría de flujo en 461 Li Ka Shing alberga el clasificador de células financiado por CIRM. El conjunto B129 Stanley contiene campanas de cultivo celular, cuatro incubadoras y otros equipos de laboratorio esenciales. El SSCF también tiene un ImageXpress Micro automatizado de campo amplio, dos citómetros de flujo analíticos y un microscopio de fluorescencia confocal y de 2 fotones. En B203 Stanley, hay un lector BioRad BioPlex MAGPIX para inmunoensayos multiplexados basados en perlas magnéticas. Hemos alcanzado un uso estable de ~90 estudiantes y becarios postdoctorales de los laboratorios de 25 IP. Con base en los intereses de los usuarios, hemos continuado en el Año 7NCE manteniendo instrumentación de última generación para la comunidad de investigación mediante el uso de algunos de los fondos del Año 6 para ayudar a unir los salarios y la financiación de contratos de servicios de instrumentos de la financiación CIRM a alternativas. Estamos comprometidos a continuar operando esta instalación, ya que se ha convertido en un recurso importante para la comunidad de investigación de UC Berkeley.
Los IP destacados anteriormente continúan teniendo éxito al utilizar la instrumentación SSCF y nos gustaría destacar las publicaciones de investigadores que han logrado avances significativos en sus investigaciones.
Publicaciones: Hojeong Jeon, Sangmo Koo, Willie Mae Reese, Peter Loskill, Costas P Grigoropoulos, Kevin E Healy. (2015) "Dirigir la migración y organización celular a través de interfaces repelentes de células con patrones de nanocráteres". Materiales de la naturaleza 14(9): 918-923 (PMCID: PMC4545687).
Kevin M Tharp, Amit K Jha, Judith Kraiczy, Alexandra Yesian, Grigory Karateev, Riccardo Sinisi, Elena A Dubikovskaya, Kevin E Healy, Andreas Stahl. (2015) "Trasplante asistido por matriz de tejido adiposo beige funcional". Diabetes 64(11): 3713-3724 (PMID: 26293504).
Peter Loskill, Sivan G Marcus, Anurag Mathur, Willie Mae Reese, Kevin E Healy. (2015) "μOrgano: un sistema Plug & Play similar a Lego® para chips modulares de órganos múltiples". PLoS One 10(10): e0139587 (PMID: 26440672).
Amit K Jha, Kevin M Tharp, Shane Browne, Jianqin Ye, Andreas Stahl, Yerem Yeghiazarians, Kevin E Healy. (2016) "La degradación mediada por la metaloproteinasa-13 de matrices a base de ácido hialurónico organiza el injerto de células madre a través de la integración vascular". Biomateriales 89: 136-147 (PMID: 26967648).
Eda I Altiok, Jorge L Santiago-Ortiz, Felicia L Svedlund, Aline Zbinden, Amit K Jha, Deepika Bhatnagar, Peter Loskill, Wesley M Jackson, David V Schaffer, Kevin E Healy. (2016) "Los bioconjugados de ácido hialurónico multivalente mejoran la actividad de sFlt-1 in vitro". Biomateriales 93: 95-105 (PMID: 27086270).
Zheng. B., diputado Von See, E. yu, b Günel, K. Lu, T. Vazin, DV Schaffer, P.W. Buena voluntad y SM Conolly (2016) "Las imágenes cuantitativas de partículas magnéticas monitorean el trasplante, la biodistribución y la eliminación de células madre in vivo". Theranostics, 6:291-301 (PMID 26909106).
Luque, T., MS Kang, D.V. Schaffer y S. Kumar (2016) "Mapeo microelástico del giro dentado de la rata". Ciencia abierta de la Royal Society, 3:150702 (PMID 27152213).
Chen, S. YS Nombre Todhunger, S. Hsiao, AW Bremer, DO Scheideler, PR Bomdica, MM Haharbiz, ZJ Gartner, DV Schaffer (2016) "Interrogación de las decisiones sobre el destino de las células madre con matrices de comunidades celulares de alto rendimiento". Comunicaciones de la naturaleza, 7:10309 (PMID 26754526).
Zheng, V., T. Vazin, PW Buena voluntad, A. Conway, A. Verma, E. Ulku Saritas, DV Schaffer y SM Conolly (2015) "Las imágenes de partículas magnéticas rastrean el destino a largo plazo de los implantes de células neuronales in vivo con un alto contraste de imagen". Informes científicos, 5:14055 (PMID: 26358296).
Han, BW, H. Layman, Estados Unidos rode, a. Conway, Virginia Schaffer, Nueva Jersey, EE.UU. Boudreau, WM Jackson y KE Healy (2015) "Los conjugados multivalentes de Sonic Hedgehog aceleran la curación de heridas para diabéticos". Ingeniería de tejidos, 21:2366-2378 (PMID 26154888).
Sia J, Sun R, Chu J, Li S. (2016) "El cultivo dinámico mejora la eficiencia de la reprogramación celular". Biomateriales 92:36-45 (PMID: 27031931).
Lee K, Rafi M, Feng X, Tang R, Lingampalli N, Aran K, Murthy N. (2015) "Administración in vivo de factores de transcripción con oligonucleótidos multifuncionales". Materiales de la naturaleza 14(7), 701-706 (PMID: 25915034).
Lee K, Yu P, Lingampalli N, Tang R, Kim H, Murthy N. (2015) "Transfección de ARNm mejorada con péptidos en fibroblastos cardíacos de ratón cultivados y reprogramación directa hacia células similares a cardiomiocitos". Int J Nanomedicina 10, 1841-1854 (PMID: 25834424).
Kunwoo Lee, Michael Conboy, Fuguo Jiang, Hyun Jin Kim, Mark A. Dewitt, Vanessa A. Mackley, Wen-chin Huang, Kevin Chang, Anirudh Rao, Colin Skinner, Tamanna Shobha, Freeman Lan, Nicolas L. Bray, Song Li, Jacob E. Maíz, Kazunori Kataoka, Jennifer A. Doudna, Irina Conboy, Niren Murthy “Entrega in vivo de ribonucleoproteína CRISPR/Cas9 y ADN donante mediada por nanopartículas de oro”. (Enviado).
Detalles de la solicitud de subvención
Titulo de la aplicación:
Laboratorio de investigación compartido de células madre embrionarias humanas
Resumen público:
Investigadores de tres importantes instituciones clínicas y de investigación regionales han creado un centro de investigación de células madre. Numerosas colaboraciones entre nuestra comunidad de investigadores han utilizado con éxito líneas de células madre embrionarias humanas (hESC) tanto de registro federal como de no registro en el centro; sin embargo, los recursos disponibles para el cultivo y mantenimiento de estas líneas imponen limitaciones inherentes a la investigación. Por lo tanto, proponemos establecer un laboratorio de investigación compartido de células madre embrionarias humanas (hESC) para el cultivo y la investigación de células, que servirá como recurso central para mejorar en gran medida la ciencia y la tecnología de las células madre en la región.
Este recurso beneficiará enormemente a numerosas áreas de proyectos de investigación en curso. En primer lugar, la capacidad de las células madre embrionarias humanas para autorrenovarse, es decir, crecer y mantener su capacidad para diferenciarse presumiblemente en todos los tipos de células del cuerpo adulto, es una propiedad distintiva que no se comprende del todo. Las investigaciones sobre los mecanismos de autorrenovación conducirán a mejores enfoques para producir en masa estas células para numerosas aplicaciones terapéuticas y de diagnóstico. Además, comprender cómo las hESC se diferencian en células sanguíneas mejorará el tratamiento de numerosos trastornos, incluidos el cáncer, la diabetes y las enfermedades infecciosas. Además, estudiar cómo las hESC se diferencian en numerosos tipos de neuronas tendrá implicaciones para los trastornos neurodegenerativos, incluidas la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Lou Gehrig. Además, los esfuerzos de la medicina regenerativa para diseñar nuevos cardiomiocitos y vasos sanguíneos mejorarán el tratamiento de las enfermedades cardíacas y la insuficiencia cardíaca congestiva, que siguen siendo la principal pérdida de vidas en los Estados Unidos. Es importante destacar que la capacidad de controlar y aprovechar las hESC como una fuente ilimitada de células sanguíneas diferenciadas, neuronas, cardiomiocitos y otros tipos de células también mejorará en gran medida los esfuerzos de detección de drogas, pruebas toxicológicas y diagnóstico de alto rendimiento. Finalmente, nuevos enfoques de bioingeniería para crear plataformas tecnológicas sólidas y escalables para expandir, diferenciar e injertar hESC beneficiarán todas estas aplicaciones terapéuticas y de diagnóstico.
El Laboratorio de Investigación Compartido estará ubicado en dos sitios cercanos en la institución anfitriona, dentro de un edificio nuevo y un edificio moderno de ciencias biológicas, para brindar un acceso conveniente a todos los investigadores en el campus y en la comunidad circundante. El laboratorio proporcionará un depósito central y un recurso para el cultivo y el mantenimiento de numerosas líneas, y análisis de imágenes y citometría. El Laboratorio también se basará en nuestra sólida tradición y éxito con instalaciones centrales compartidas para mejorar de manera sinérgica nuestras capacidades de investigación de células madre. La instalación analítica y de cultivo resultante proporcionará así un recurso sólido y compartido en beneficio de la investigación con células madre en la comunidad regional.
Declaración de beneficio para California:
Nuestro laboratorio de investigación compartido de células madre embrionarias humanas (hESC) mejorará enormemente el desarrollo científico, tecnológico y económico de California. El beneficio neto más importante será para la salud humana. El Laboratorio fusionará tres destacadas instituciones de investigación: una universidad con una historia de importantes contribuciones al conocimiento científico y las capacidades tecnológicas del Estado, una institución de investigación que une la ciencia básica con la traducción clínica y un laboratorio nacional con investigación líder en genómica y cáncer. biología. Esta experiencia colectiva está preparada para lograr importantes avances en la biología e ingeniería de células madre, que se verán enormemente estimulados por el establecimiento de un laboratorio colaborativo para la investigación de hESC. Nuestro laboratorio propuesto incluye líderes en biología celular, biología del desarrollo, inmunología, neurociencia y bioingeniería. Esta experiencia se está aplicando para comprender los mecanismos que controlan la autorrenovación y diferenciación de las hESC, y los avances resultantes ayudarán a establecer a California como líder en biología de células madre. Además, nuestro equipo cuenta con líderes en medicina regenerativa y bioingeniería que aplican información biológica básica para crear plataformas tecnológicas para expandir, diferenciar e injertar hESC para aplicaciones terapéuticas y de diagnóstico. En conjunto, este trabajo tendrá un impacto en el tratamiento del cáncer, las enfermedades autoinmunes, las enfermedades infecciosas, las enfermedades cardíacas y los trastornos neurodegenerativos. Además, tenemos una larga y exitosa tradición de traducir la ciencia a la práctica a través de interacciones con la industria y la clínica. Continuar esta historia en el área de las células madre mejorará la fortaleza tecnológica y el desarrollo económico del Estado. Finalmente, este laboratorio proporcionará un entorno de capacitación colaborativo que expondrá a muchos estudiantes y becarios a ciencia y tecnología interdisciplinarias líderes, creando así futuros empleados valiosos de California.