The Development of Xeno-free Culture Substrates for Long-term Culture of Human Pluripotent Stem Cells
Notice bibliographique
Résumé
Human pluripotent stem cells (hPSCs) are subject to a highly dynamic microenvironment in the developing embryo, replete with a wide range of biochemical and biophysical cues. Given the transitory and complex nature of pluripotency, efforts to fully understand the factors that maintain hPSCs in vitro can be leveraged for tissue engineering and regenerative medicine applications. In vitro culture methods for hPSCs have largely relied on xenogenic and non-chemically defined culture substrates, namely basement membrane extracts (eg., Matrigel and Geltrex) and supportive feeder layers, while xeno-free culture substrates that support high levels of proliferation and pluripotent marker expression are currently lacking. In this thesis, the role of substrate stiffness and extracellular matrix (ECM) composition in maintaining hPSC pluripotency and proliferation was explored. We first developed a high throughput matrix microarray screening platform capable of tightly controlling substrate stiffness and ECM protein composition. Proof-of-concept screening with this platform identified several non-intuitive matrix and substrate stiffness combinations capable of supporting hPSC pluripotency in long term culture. Subsequently, we employed a bioinformatics and mass spectrometry screening approach to identify novel ECM factors that support hPSC pluripotency. These factors were screened using a design of experiments (DOE) screening strategy on our matrix microarray where we identified a novel matrix condition that outperformed Geltrex in long term culture. Cells grown on this substrate in chemically defined conditions exhibited improved cell survival, increased proliferation, and greater expression of pluripotency factors compared to Geltrex. Through RNA-Seq and phosphoproteome arrays, we determined that an increase in AKT signalling ostensibly drove the observed increase in pluripotency and proliferation on our novel substrate. In summary, the integration of a combinatorial microarray screening platform and statistical modeling facilitated the study of the effect of substrate stiffness and ECM composition on hPSC pluripotency. The optimal hPSC culture substrate developed in this work could be used to permit massive expansion of hPSCs in chemically defined conditions for tissue engineering and regenerative medicine applications. This screening approach can also be applied to other cells to optimally guide cell phenotype.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».