ECM-incorporated hydrogels cross-linked via native chemical ligation to engineer stem cell microenvironments

Biomacromolecules

Volumn 14, Issue 9, 2013, Pages 3102-3111

  Jung, Jangwook P ^a,b   Sprangers, Anthony J ^a   Byce, John R ^a   Su, Jing ^c,d   Squirrell, Jayne M ^a,b   Messersmith, Phillip B ^c,d   Eliceiri, Kevin W ^a,b   Ogle, Brenda M ^a,b  

^a University of Wisconsin Madison   (United States)

^b UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

^c Northwestern University   (United States)

^d NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CELL BEHAVIORS; EXTRACELLULAR MATRIX PROTEIN; IN-VITRO MODELS; LOW CONCENTRATIONS; MICROENVIRONMENTS; NATIVE CHEMICAL LIGATION; POLY(ETHYLENE GLYCOL) MACROMONOMERS; STEM CELL DIFFERENTIATION;

CROSSLINKING; MECHANICAL PROPERTIES; POLYETHYLENE GLYCOLS; PROTEINS;

STEM CELLS;

MACROGOL; SCLEROPROTEIN;

ARTICLE; CELL DIFFERENTIATION; CELL SURVIVAL; CELL VIABILITY; CONTROLLED STUDY; EXTRACELLULAR MATRIX; HUMAN; HUMAN CELL; HYDROGEL; IN VITRO STUDY; MICROENVIRONMENT; PARTICLE SIZE; PRIORITY JOURNAL; STEM CELL; THERMOGRAVIMETRY;

ANIMALS; CELL CULTURE TECHNIQUES; CELL SURVIVAL; CELLS, CULTURED; CROSS-LINKING REAGENTS; CULTURE MEDIA; EXTRACELLULAR MATRIX PROTEINS; HUMANS; HYDROGELS; INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS; MESENCHYMAL STROMAL CELLS; MICE; MICROSCOPY, FLUORESCENCE; POLYETHYLENE GLYCOLS; POROSITY; THERMOGRAVIMETRY; VISCOELASTIC SUBSTANCES; VISCOSITY;

EID: 84883825814     PISSN: 15257797     EISSN: 15264602     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/bm400728e     Document Type: Article

References (73)

1. Huxley-Jones, J.; Robertson, D. L.; Boot-Handford, R. P. Matrix Biol. 2007, 26, 2-11
2. Özbek, S.; Balasubramanian, P. G.; Chiquet-Ehrismann, R.; Tucker, R. P.; Adams, J. C. Mol. Biol. Cell 2010, 21, 4300-4305
3. Levental, I.; Georges, P. C.; Janmey, P. A. Soft Matter 2007, 3, 299-306
4. Tse, J. R.; Engler, A. J. Curr. Protoc. Cell Biol. 2010, 10.16, 1-16
5. Reilly, G. C.; Engler, A. J. J. Biomech. 2010, 43, 55-62
6. Krishna, O. D.; Kiick, K. L. Biopolymers 2010, 94, 32-48
7. Collier, J. H.; Segura, T. Biomaterials 2011, 32, 4198-4204
8. Jung, J. P.; Gasiorowski, J. Z.; Collier, J. H. Biopolymers 2010, 94, 49-59
9. Koepsel, J. T.; Nguyen, E. H.; Murphy, W. L. Integr. Biol. 2012, 4, 914-924
10. Hudalla, G. A.; Kouris, N. A.; Koepsel, J. T.; Ogle, B. M.; Murphy, W. L. Integr. Biol. 2011, 3, 832-842
11. Saik, J. E.; Gould, D. J.; Keswani, A. H.; Dickinson, M. E.; West, J. L. Biomacromolecules 2011, 12, 2715-2722
12. Lin, C.-C.; Anseth, K. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 6380-6385
13. Badylak, S. F.; Freytes, D. O.; Gilbert, T. W. Acta Biomater. 2009, 5, 1-13
14. Kleinman, H. K.; Martin, G. R. Semin. Cancer Biol. 2005, 15, 378-386
15. Badylak, S. F. Biomaterials 2007, 28, 3587-3593
16. Friess, W. Eur. J. Pharm. Biopharm. 1998, 45, 113-136
17. Blombäck, B.; Bark, N. Biophys. Chem. 2004, 112, 147-151
18. Serban, M. A.; Prestwich, G. D. Methods 2008, 45, 93-98
19. Jia, X.; Kiick, K. L. Macromol. Biosci. 2009, 9, 140-156
20. Burdick, J. A.; Prestwich, G. D. Adv. Mater. 2011, 23, H41-H56
21. Battista, S.; Guarnieri, D.; Borselli, C.; Zeppetelli, S.; Borzacchiello, A.; Mayol, L.; Gerbasio, D.; Keene, D.; Ambrosio, L.; Netti, P. Biomaterials 2005, 26, 6194-6207
22. Yang, F.; Cho, S.-W.; Son, S. M.; Hudson, S. P.; Bogatyrev, S.; Keung, L.; Kohane, D. S.; Langer, R.; Anderson, D. G. Biomacromolecules 2010, 11, 1909-1914
23. Duan, Y.; Liu, Z.; O'Neill, J.; Wan, L.; Freytes, D.; Vunjak-Novakovic, G. J. Cardiovasc. Trans. Res. 2011, 4, 605-615
24. Dawson, P. E.; Muir, T. W.; Clarklewis, I.; Kent, S. B. H. Science 1994, 266, 776-779
25. Jung, J. P.; Jones, J. L.; Cronier, S. A.; Collier, J. H. Biomaterials 2008, 29, 2143-2151
26. Su, J.; Hu, B.-H.; Lowe, W. L., Jr.; Kaufman, D. B.; Messersmith, P. B. Biomaterials 2010, 31, 308-314
27. Byun, E.; Kim, J.; Kang, S. M.; Lee, H.; Bang, D.; Lee, H. Bioconjugate Chem. 2010, 22, 4-8
28. Santiago, J. A.; Pogemiller, R.; Ogle, B. M. Tissue Eng., Part A 2009, 15, 3911-3922
29. Martino, M. M.; Mochizuki, M.; Rothenfluh, D. A.; Rempel, S. A.; Hubbell, J. A.; Barker, T. H. Biomaterials 2009, 30, 1089-1097
30. Baharvand, H.; Azarnia, M.; Parivar, K.; Ashtiani, S. K. J. Mol. Cell. Cardiol. 2005, 38, 495-503
31. Khatiwala, C. B.; Kim, P. D.; Peyton, S. R.; Putnam, A. J. J. Bone Miner. Res. 2009, 24, 886-898
32. Hu, B.-H.; Su, J.; Messersmith, P. B. Biomacromolecules 2009, 10, 2194-2200
33. Trivedi, P.; Hematti, P. Exp. Hematol. 2008, 36, 350-359
34. van Laake, L. W.; Qian, L.; Cheng, P.; Huang, Y.; Hsiao, E. C.; Conklin, B. R.; Srivastava, D. Circ. Res. 2010, 107, 340-347
35. Moreland, R. B.; Smith, P. K.; Fujimoto, E. K.; Dockter, M. E. Anal. Biochem. 1982, 121, 321-326
36. Zustiak, S. P.; Leach, J. B. Biomacromolecules 2010, 11, 1348-1357
37. Raeber, G. P.; Lutolf, M. P.; Hubbell, J. A. Biophy. J. 2005, 89, 1374-1388
38. Leach, J. B.; Bivens, K. A.; Patrick, C. W., Jr.; Schmidt, C. E. Biotechnol. Bioeng. 2003, 82, 578-589
39. Lu, S.; Anseth, K. S. Macromolecules 2000, 33, 2509-2515
40. Mellott, M. B.; Searcy, K.; Pishko, M. V. Biomaterials 2001, 22, 929-941
41. Bott, K.; Upton, Z.; Schrobback, K.; Ehrbar, M.; Hubbell, J. A.; Lutolf, M. P.; Rizzi, S. C. Biomaterials 2010, 31, 8454-8464
42. Browning, M. B.; Wilems, T.; Hahn, M.; Cosgriff-Hernandez, E. J. Biomed. Mater. Res. A 2011, 98, 268-273
43. DeForest, C. A.; Sims, E. A.; Anseth, K. S. Chem. Mater. 2010, 22, 4783-4790
44. Munoz-Pinto, D. J.; Bulick, A. S.; Hahn, M. S. J. Biomed. Mater. Res. A 2009, 90A, 303-316
45. Tan, H.; DeFail, A. J.; Rubin, J. P.; Chu, C. R.; Marra, K. G. J. Biomed. Mater. Res., Part A 2010, 92, 979-987
46. van Dijk, M.; van Nostrum, C. F.; Hennink, W. E.; Rijkers, D. T. S.; Liskamp, R. M. J. Biomacromolecules 2010, 11, 1608-1614
47. Anderson, S. B.; Lin, C.-C.; Kuntzler, D. V.; Anseth, K. S. Biomaterials 2011, 32, 3564-3574
48. Fischer, R. S.; Myers, K. A.; Gardel, M. L.; Waterman, C. M. Nat. Protoc. 2012, 7, 2056-2066
49. Guilak, F.; Cohen, D. M.; Estes, B. T.; Gimble, J. M.; Liedtke, W.; Chen, C. S. Cell Stem Cell 2009, 5, 17-26
50. Higuchi, A.; Ling, Q.-D.; Chang, Y.; Hsu, S.-T.; Umezawa, A. Chem. Rev. 2013, 113, 3297-3328
51. Köllmer, M.; Keskar, V.; Hauk, T. G.; Collins, J. M.; Russell, B.; Gemeinhart, R. A. Biomacromolecules 2012, 13, 963-973
52. Hwang, N.; Varghese, S.; Li, H.; Elisseeff, J. Cell Tissue Res. 2011, 344, 499-509
53. Hillel, A. T.; Unterman, S.; Nahas, Z.; Reid, B.; Coburn, J. M.; Axelman, J.; Chae, J. J.; Guo, Q.; Trow, R.; Thomas, A.; Hou, Z.; Lichtsteiner, S.; Sutton, D.; Matheson, C.; Walker, P.; David, N.; Mori, S.; Taube, J. M.; Elisseeff, J. H. Sci. Transl. Med. 2011, 3, 93ra67
54. Fedorovich, N. E.; Oudshoorn, M. H.; van Geemen, D.; Hennink, W. E.; Alblas, J.; Dhert, W. J. A. Biomaterials 2009, 30, 344-353
55. Benoit, D. S. W.; Schwartz, M. P.; Durney, A. R.; Anseth, K. S. Nat. Mater. 2008, 7, 816-823
56. Fairbanks, B. D.; Schwartz, M. P.; Halevi, A. E.; Nuttelman, C. R.; Bowman, C. N.; Anseth, K. S. Adv. Mater. 2009, 21, 5005-5010
57. McCall, J. D.; Anseth, K. S. Biomacromolecules 2012, 13, 2410-2417
58. Shih, H.; Lin, C.-C. Biomacromolecules 2012, 13, 2003-2012
59. Strehin, I.; Gourevitch, D.; Zhang, Y.; Heber-Katz, E.; Messersmith, P. B. Biomater. Sci. 2013, 1, 603-613
60. Lutolf, M. P.; Hubbell, J. A. Biomacromolecules 2003, 4, 713-722
61. Domogatskaya, A.; Rodin, S.; Tryggvason, K. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2012, 28, 523-553
62. Jones, M. B.; Chu, C. H.; Pendleton, J. C.; Betenbaugh, M. J.; Shiloach, J.; Baljinnyam, B.; Rubin, J. S.; Shamblott, M. J. Stem Cells Dev. 2010, 19, 1923-1935
63. Dijk, A.; Niessen, H. W. M.; Zandieh Doulabi, B.; Visser, F. C.; Milligen, F. J. Cell Tissue Res. 2008, 334, 457-467
64. Malan, D.; Reppel, M.; Dobrowolski, R.; Roell, W.; Smyth, N.; Hescheler, J.; Paulsson, M.; Bloch, W.; Fleischmann, B. K. Stem Cells 2009, 27, 88-99
65. Wan, C. R.; Frohlich, E. M.; Charest, J. L.; Kamm, R. D. Cel. Mol. Bioeng. 2011, 4, 56-66
66. Zeng, D.; Ou, D.-B.; Wei, T.; Ding, L.; Liu, X.-T.; Hu, X.-L.; Li, X.; Zheng, Q.- S. BMC Cell Biol. 2013, 14, 5
67. Hanson, K. P.; Jung, J. P.; Tran, Q. A.; Hsu, S. P. P.; Iida, R.; Ajeti, V.; Campagnola, P. J.; Eliceiri, K. W.; Squirrell, J. M.; Lyons, G. E.; Ogle, B. M. Tissue Eng., Part A 2013, 19, 1132-1143
68. Jung, J. P.; Squirrell, J. M.; Lyons, G. E.; Eliceiri, K. W.; Ogle, B. M. Trends Biotechnol. 2012, 30, 233-240
69. Lian, X.; Hsiao, C.; Wilson, G.; Zhu, K.; Hazeltine, L. B.; Azarin, S. M.; Raval, K. K.; Zhang, J.; Kamp, T. J.; Palecek, S. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, E1848-E1857
70. Lian, X. J.; Zhang, J. H.; Azarin, S. M.; Zhu, K. X.; Hazeltine, L. B.; Bao, X. P.; Hsiao, C.; Kamp, T. J.; Palecek, S. P. Nat. Protoc. 2013, 8, 162-175
71. Mummery, C.; Zhang, J.; Ng, E.; Elliott, D.; Elefanty, A.; Kamp, T. Circ. Res. 2012, 111, 344-358
72. Zhang, J.; Klos, M.; Wilson, G. F.; Herman, A. M.; Lian, X.; Raval, K. K.; Barron, M. R.; Hou, L.; Soerens, A. G.; Yu, J.; Palecek, S. P.; Lyons, G. E.; Thomson, J. A.; Herron, T. J.; Jalife, J.; Kamp, T. J. Circ. Res. 2012, 111, 1125-1136
73. Jung, J. P.; Moyano, J. V.; Collier, J. H. Integr. Biol. 2011, 3, 185-196