Directing Collective Epithelial Morphology in Space and Time Using a Light-Based Carving Tool

使用基于光的雕刻工具指导空间和时间上的集体上皮形态

基本信息

项目摘要

Project Summary: Xerostomia, or “dry mouth”, is a challenging clinical condition, caused by damage to the cells of the salivary gland. It may result from a variety of tissue insults, including acute damage from radiation therapy for head and neck cancers, progressive auto-immune response in Sjogren’s disease, or other unknown etiology from aging. Current treatments offer only temporary relief of symptoms, and poor resolution of associated oral health decay. The cost of this condition is considerable, both in quality of life and the financial burden of increased dental care. The fields of tissue engineering and regenerative medicine offer many tools for the potential reconstitution of healthy salivary-derived cells within supportive hydrogel matrices, but few of these options provide sufficient spatial and temporal resolution to restore the complex branched structure and precise spatial phenotype map of the major salivary glands. However, new discoveries in laser-based hydrogel degradation (LBHD) can be used to “carve” pathways through intact hydrogel slabs, with pinpoint, subcellular resolution in xyz, and offer a method to guide a growing salivary epithelial bud in 3 dimensions. Our hypothesis for the present proposal is that we can use multiphoton-based LBHD to elongate a multicellular cluster in a given direction, and recreate key elements of the native gland. To do this, we will employ our laboratory’s expertise in isolation of primary human salivary-derived stem/progenitor cells (hS/PCs) from healthy tissues, and encapsulation as responsive 3D multicellular spheroid clusters within customizable, biocompatible hyaluronic acid (HA) hydrogels. Our ongoing work has shown that, by tailoring the porosity of these hydrogels and their concentration of bioactive epitopes, we can impact cluster size, morphology, and interaction with the surrounding extracellular matrix. We will test our hypothesis through the following Specific Aims: Aim 1. Establish parameters to carve “tunnels” through HA hydrogels and promote HS/PC cluster ingrowth. Aim 2. Adapt the system to alternate matrices that enable fibroblast co-culture, or incorporate photolabile crosslinkers for easier fabrication. Aim 3. Assess phenotype of the growing cluster, at its trailing and leading edges and branched termini, for signs of differentiated phenotype. If successful, this system could serve as a useful model for studying mechanisms of human salivary cell organization and differentiation; the system might also be an early prototype for manufacturing tissue engineered gland replacements. The R03 mechanism will provide support for the necessary pilot and feasibility studies, to demonstrate that these proven technologies can be combined to produce a novel platform.
项目摘要: 静脉静脉症或“口干”是一种挑战临床状况,是由唾液细胞损害造成的 腺。这可能是由于多种组织损伤引起的,包括头部放射治疗急性损害 颈部癌症,Sjogren病中的进行性自动免疫反应或衰老的其他未知病因。 当前的治疗只能暂时缓解症状,而相关口腔健康的分辨率差 衰变。这种情况的成本是相当大的,无论是生活质量还是增加的财务燃烧 牙科护理。组织工程和再生医学领域为潜力提供了许多工具 在支持性水凝胶材料中重建健康的唾液衍生细胞,但其中很少 提供足够的空间和临时分辨率来恢复复杂的分支结构和精确空间 主要唾液网格的表型图。但是,基于激光的水凝胶降解中的新发现 (LBHD)可用于通过完整的水凝胶平板“雕刻”途径,并具有精确的亚细胞分辨率 XYZ,并提供了一种指导在3个维度中成长的唾液上皮芽的方法。我们关于 目前的建议是,我们可以使用基于多光子的LBHD来延长给定的多细胞簇 方向,并重现本地腺的关键要素。为此,我们将利用实验室的专业知识 从健康组织中分离原代人唾液衍生的茎/祖细胞(HS/PC), 封装为响应式3D多细胞球体簇,可自定义,生物相容性透明质酸 酸(HA)水凝胶。我们正在进行的工作表明,通过调整这些水凝胶的孔隙率及其 生物活性表位的浓度,我们可以影响簇的大小,形态,并与 周围细胞外基质。我们将通过以下特定目的检验我们的假设: 目标1。建立通过HA水凝胶雕刻“隧道”的参数,并促进HS/PC群集插入。 目标2。将系统调整到可以使成纤维细胞共培养的替代物质中 交联,以便于制造更容易的制造。目标3。评估不断增长的簇的表型,在其尾随和领先 边缘和分支末端,用于分化表型的迹象。如果成功,该系统可以用作 研究人唾液细胞组织和分化机制的有用模型;系统可能 也是生产组织工程腺更换的早期原型。 R03机制将 为必要的飞行员和可行性研究提供支持,以证明这些证明了技术 可以合并以产生一个新颖的平台。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Daniel A Harrington其他文献

Daniel A Harrington的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Daniel A Harrington', 18)}}的其他基金

CHARACTERIZATION OF BL1-5 UNDER SPEAR3
SPEAR3 下 BL1-5 的特性
  • 批准号:
    7180504
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 15.4万
  • 项目类别:

相似国自然基金

玛纳斯河流域上游吸收性气溶胶来源及其对积雪消融的影响研究
  • 批准号:
    42307523
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
面向肝癌射频消融的智能建模与快速动力学分析方法研究及其临床验证
  • 批准号:
    62372469
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
IRF9调控CD8+T细胞介导微波消融联合TIGIT单抗协同增效抗肿瘤的作用机制
  • 批准号:
    82373219
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
建立可诱导细胞消融系统揭示成纤维细胞在墨西哥钝口螈肢体发育及再生中的作用
  • 批准号:
    32300701
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肿瘤源PPIA介导结直肠癌肝转移射频消融术残瘤化疗抵抗的机制研究
  • 批准号:
    82302332
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Inflammation And Submucosal Glands During Esophageal Injury And Repair
食管损伤和修复过程中的炎症和粘膜下腺
  • 批准号:
    10713940
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15.4万
  • 项目类别:
Loss of the Exocrine Pancreas Improves Glucose Tolerance and Insulin Secretion
外分泌胰腺的丧失可改善葡萄糖耐量和胰岛素分泌
  • 批准号:
    10675473
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 15.4万
  • 项目类别:
Defining the role of respiratory gland patterning in rhinosinusitis
定义呼吸腺模式在鼻窦炎中的作用
  • 批准号:
    10680552
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 15.4万
  • 项目类别:
Loss of the Exocrine Pancreas Improves Glucose Tolerance and Insulin Secretion
外分泌胰腺的丧失可改善葡萄糖耐量和胰岛素分泌
  • 批准号:
    10449695
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 15.4万
  • 项目类别:
Defining the role of respiratory gland patterning in rhinosinusitis
定义呼吸腺模式在鼻窦炎中的作用
  • 批准号:
    10556904
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 15.4万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了