The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Turkish was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
1San Diego Regenerative Medicine Institute, 2Xcelthera, 3Department of Neurosurgery, Harvard Medical School, 4Division of SCI Research, VA Boston Healthcare System, 5Program in Stem Cell & Regenerative Biology, Sanford-Burnham Medical Research Institute, 6La Jolla IVF
Parsons, X. H., Teng, Y. D., Parsons, J. F., Snyder, E. Y., Smotrich, D. B., Moore, D. A. Efficient Derivation of Human Cardiac Precursors and Cardiomyocytes from Pluripotent Human Embryonic Stem Cells with Small Molecule Induction. J. Vis. Exp. (57), e3274, doi:10.3791/3274 (2011).
Bugüne kadar, uygun bir insan kalp hücresi kaynağı eksikliği, ya da hücre tabanlı nakli veya kalp doku mühendisliği 1-3, yenileyici insan miyokardın en büyük gerileme olmuştur . Kardiyomiyositlerde doğumdan kısa süre sonra ölümcül diferansiye olur ve tomurcuklanmaya yeteneğini kaybeder. , Kemik iliği veya kordon kanı diğer kaynaklardan elde edilen kök / progenitör hücreler, kalp içine 1-3 nakli sonrası kontraktil kalp kası hücreleri yol açmaları mümkün olduğunu, hiçbir kanıt yoktur. Hasar gören kalp kası yeniden veya onarım ihtiyacı, yetişkin kök hücre tedavisi, ya endojen veya 1-3 hücre teslim yoluyla karşılanmaktadır olmamıştır . Genetik istikrarlı bir insan embriyonik kök hücreleri (hESC) pluripotent, ihtiyaç soy sınırlı olan insan somatik hücre büyük malzemeleri, in vitro türetme için bir rezervuar proffering, sınırsız genişleme yeteneği ve sınırsız plastisiteonarım ve yenilenme 4,5. Donör organların sıkıntısı, dünya çapında ve akut kardiyovasküler hastalık yaygınlığı nedeniyle, alternatif bir yaklaşım olarak gelişmekte olan hESC tabanlı tedaviler yoğun ilgi var. Ancak, istenen bir fenotip pluripotent hESC geniş bir farklılaşma potansiyelinin verimli ve öngörülebilir bir kanal nasıl gelişim çalışma ve klinik çeviri için önemli bir sorun olmuştur. Geleneksel yaklaşımlar genellikle fenotipik heterojenite ve istikrarsızlık, dolayısıyla Tümör Gelişimi 6-8 riski yüksek (bkz. şematik bir takip verimsiz ve kontrol edilemeyen bir soy-taahhüt, pluripotent hücrelerin spontan germ tabakası farklılaşma ile çok soyundan eğim güveniyor Şekil 1A). Buna ek olarak, tanımsız / yabancı hayvan biyolojik takviyeleri ve / veya izolasyon, genişlemesi ve hESC farklılaşma için genellikle kullanılan besleyiciler doğrudan kullanımı gibi hücre-speciali yapabilir9-11 sorunlu hastalarda zed greft. Bu engellerin üstesinden gelebilmek için, biz de novo klinik uygun hESC türetme için bir platform olarak hizmet hESC epiblast pluripotence sürdürülmesi için gerekli ve yeterli tanımlanmış bir kültür sistemi unsurlarının çözülmesi ve etkili bir klinik ile ilgili soy doğru düzgün gibi hESC yönetmenlik var küçük moleküller tarafından 12 (Şekil şematik bir bakın. 1B). Küçük moleküller ve büyüme faktörleri çok çeşitli tarama sonra, söz konusu tanımlanmış koşullar nikotinamid (NAM) (Şekil 2, daha yüksek verimlilik ile üretilen insan yenerek kardiyomiyositlerde cardioblasts ilerledi pluripotent hESC doğrudan cardiomesoderm özellikleri ikna etmek için yeterli hale bulundu .) Biz bir iyi-kontrollü verimli türetme sağlayan, bir çok soyundan embriyoid vücut sahne olmadan doğrudan cardioblasts pluripotent hESC indüksiyonu için koşullar tanımlananhücre tabanlı tedavi için gelişim evreleri yelpazesinde insan kalp hücrelerinin büyük kaynağı.
1. Çözüm ve Medya Hazırlık
2. Plakası Kaplama
3. Tanımlanmış koşullar altında ayrım yapılmamış hESC Pasajlanması ve Yayımlamak
4. Nikotinamid ile Tanımlı Kültür Sistem altında hESC Kardiyak İndüksiyon
5. Süspansiyon Kültürü Sürekli Kardiyak Farklılaşma
6. Yapıştırıcı Kültür kardiyomiyosit Fenotip Olgunlaşma Dayak
7. Temsilcisi Sonuçlar:
Nikotinamid (NAM), özel bir cardiomesodermal fenotip (Şekil 2B) pluripotency geçiş için belirlenen kültür sistemi muhafaza hESC neden için yeterli oluşturulur . NAM için farklılaşmamış hESC maruz kalması üzerine, koloninin içindeki tüm hücreleri Ekim-4 ifadesi aşağı düzenler ve kalp spesifik transkripsiyon faktörü (Csx) Nkx2.5 ve α-ifade etmeye başlayacak bu büyük farklılaşmış hücre morfoloji değişiklikleri uğrayacaktır aktinin, bir cardiomesoderm fenotip (Şekil 2B) ile uyumlu. Bu farklılaşmış hücreler çoğalmaya devam edecek ve koloniler boyutu artırmak. Nkx2.5, Artan yoğunluğugenellikle hücreler (Şekil 2B) yığmak başlayan koloniler alanlarda gözlenebilir. Müstakil sonra, NAM-tedavi hESC kalp farklılaşma sürecine devam etmek için bir süspansiyon kültürü yüzen hücre kümeleri (cardioblasts) oluşturacaktır. Cardioblasts takmak için izin ve NAM ile 1 hafta boyunca tedavi devam ettikten sonra, dayak kardiyomiyositlerde kendiliğinden çok-dizi farklılaşma ile karşılaştırıldığında ciddi bir verimlilik artışı ile NAM çekilmesinden sonra sürekli ekiminin yaklaşık 1-2 hafta içinde görünmeye başlayacaktır aynı zaman diliminde (Şekil 2C) üzerinden tedavi olmadan hESC. Dayak kardiyomiyosit kümeler içinde hücreler, Nkx2.5 ve α-aktinin (Şekil 2C) de dahil olmak üzere kardiyomiyositlerinin karakteristik belirteçleri , ifade edecektir. Dayak kardiyomiyositlerde kasılmaları p anımsatan düzenli dürtüleri ile, güçlü, ritmik, iyi koordine edilmiş ve iyi sürüklenen elektrik profilleri tarafından teyit edildi-QRS-T-kompleksleri klinik elektrokardiyogram vücut yüzey elektrotları (Şekil 2C, aynı zamanda Video bakınız) . Kardiyomiyositlerde 3 ay boyunca güçlü kontraktilite elinde tutabilirdi.

Şekil 1. Özel fonksiyonel hücrelerine karşı insan pluripotent kök hücreleri farklılaşma için küçük molekül-indüksiyon yaklaşımı karşısında geleneksel yaklaşım, genel şemaları. (A) spontan germ tabakası farklılaşma ile insan pluripotent kök hücreleri çok soyundan eğim kullanılarak geleneksel yaklaşım şematik. (B) insan pluripotent kök hücrelerin sadece küçük moleküllerin basit bir hükmün belirli bir klinik ile ilgili soy iyi kontrollü verimli indüksiyon şematik .

Şekil 2. Nikotinamid ve kardiyomiyositlerde yenerek doğru ilerlemesi tanımlanmış koşullar altında pluripotency doğrudan kalp soy özellikleri neden olur. (A) hESC yönlendirilmiş kalp farklılaşma protokol zaman çizgisi resmeden şematik. (B) farklılaşmamış hESC tanımlanan kültür sistemi altında Nikotinamid (NAM) maruz kalma üzerine büyük farklılaştırılmış Eki-4 koloni içinde (kırmızı) negatif hücrelerin kontrol mock-tedavi (DMSO) hESC göre ortaya çıkmaya başladı. NAM-uyarılan Ekim-4-negatif hücrelerin erken kalp farklılaşma ile tutarlı ifade Nkx2.5 (yeşil) ve α-aktinin (kırmızı), başladı. Nkx2.5, aşamalı artan yoğunluğu, genellikle hücrelerin yığmak başladı koloninin alanlarda gözlendi. Tüm hücreler kendi çekirdeğinin DAPI boyama (mavi) ile gösterilir. (C) NAM bağlı kalp-taahhüt hESC hücre clus tarafından değerlendirilir, verimlilikte ciddi bir artış ile yenerek kardiyomiyositlerde verdiritmik kasılmalar (bkz. elektrofizyolojik profili ve Videolar) ve Nkx2.5 (yeşil) ve α-aktinin (kırmızı) immünopozitif görüntülenir ters. Kalp kasları sözleşme temsilcisi temsilcisi büyük dayak kardiyomiyosit kümeleri ve yüksek güç görüntüler Faz görüntüleri (ilgili videoları görmek) gösterilmiştir. Oklar elektrofizyolojik kayıt için kullanılan büyük bir dayak kardiyomiyosit küme gösterir. Elektrofizyolojik profil atan kardiyomiyositlerde klinik elektrokardiyogram görülen p-QRS-T-kompleksleri anımsatan Düzenli, sürüklenen, ritmik dürtülerini gösterir. Ölçek çubuklar: 0.1 mm.
Videolar: NAM-indüklenen hESC ayırt kardiyomiyositlerde Akit. Videolar 1 ve 2 gösterisi temsilcisi büyük eklenti sonra 1 ve 3 ay içinde kardiyomiyosit kümeleri yenerek Video 3 ve 4 göstermek temsilcisi yüksek güçte kalp kaslarının sözleşme Video 5 typica gösterirl küçük dayak kardiyomiyosit küme kendiliğinden kontrol olarak NAM tedavi olmadan hESC ayırt.
Video 1 izlemek için tıklayınız.
Video 2 izlemek için buraya tıklayın.
Video 3 izlemek için tıklayınız.
Video 4 izlemek için tıklayınız.
Video 5 izlemek için buraya tıklayın.
Gelişimsel çalışma ve klinik çeviri için en büyük zorluklardan biri, verimli ve öngörülebilir bir insan pluripotent kök hücrelerinin istenen bir fenotip geniş bir farklılaşma potansiyeli nasıl kanal olmuştur. Bu hücrelerde, bir multi-dizi toplama aşamasında giderek tüm germ hücrelerine in vitro kendiliğinden ayırt rağmen hESC elde edilen sadece çok soyundan agrega (embriyoid organları), hücreler çok küçük bir fraksiyonu (<% 2) kendiliğinden kardiyomiyositlerde 13-15 (Şekil 1A) farklılaşırlar. Aşağıdaki immunoselection kardiyomiyositlerinin zenginleştirilmiş popülasyonları hayvan modellerinde 13 kalp içine enjeksiyonunu takiben, mekanik ve elektronik hasarlı miyokard fonksiyonu kurtarmak için biyolojik kalp pili olarak çalışması için başardık . Kemirgen enfarkte modelleri, engrafted hESC elde edilen kardiyak yavrularıyla hayatta ve 12 hafta kadar olgun ve kısmen remuscularyaralı kalp kasılma fonksiyonu 14,15 ize ve geliştirmek. Ancak, çok soyundan pluripotent hücreler farklılaşma ve Tümör Gelişimi aşağıdaki nakli yüksek risk ile insan kalp-taahhüt hücreleri üreten verimsizlik, ileri klinik çeviri engellemiştir. Sadece kalp fenotip ve öngörülebilir pluripotent hESC geniş bir farklılaşma potansiyeli kanal stratejileri geliştirme harnessing kalp alanında hESC biyoloji güç için hayati önem taşımaktadır. Belirli bir soydan insan pluripotent kök hücrelerinin düzgün bir dönüşüm elde etmek için, biz, sadece klinik olarak ilgili soy belirli bir pluripotent hESC iyi kontrollü verimli indüksiyonu için koşulları tanımlamak için farklılaşmamış hESC yayılması sigortalanması yeteneğine tanımlanmış bir kültür sistemi istihdam küçük moleküllerin basit bir hüküm (Şekil 1B) . Biz doğrudan p o nikotinamid bağlı kalp-dizi taahhüdüdaha yüksek verimlilik (Şekil 2) kardiyomiyositlerde yenerek ilerledikçe belirlenen kültür altında luripotent hESC. Nkx2.5 insan konjenital kalp hastalığı (KKH), en yaygın insan doğuştan gelen bir kusur 16 ile ilişkili olan genin normal kalp gelişimi ve mutasyonlar için vazgeçilmez bir evolutionally korunmuş homeobox transkripsiyon faktörü. Şimdiye kadar incelenen tüm omurgalıların İfadesi Nkx2.5 kalp habercisi hücreler için erken işaretleyici ve uygun kalp septasyon ve oluşumu / elektrik iletim sisteminin 16 olgunlaşması için gereklidir. Omurgalılarda, erken Nkx2.5 ifade başlangıçlı ve desen kabaca erken embriyogenez kalp şartname zamanlaması ve alanı ile örtüşmektedir ve Nkx2.5 gen kalp 16 geliştirilmesi yoluyla ifade edilmesi devam eder. HESC modeli, NAM, kalp-özel transcri ifade teşvik ederek pluripotent hESC doğrudan kalp indüksiyon tetiklemek için ortaya çıktıption faktör Nkx2.5 insan embriyonik cardiogenesis pluripotent epiblast cardiomesoderm özellikleri taklit edebilecek bir süreç. Gelecek çalışmalar, alternatif olarak rejeneratif tedaviler için klinik ile ilgili soy kaynaklanan küçük molekül aracılı hESC pluripotent kaderini doğrudan kontrolü ve modülasyon için önünü hangi insan kalp gelişiminde genetik ve epigenetik kontrol moleküller ortaya koyacaktır. NAM tedaviye gerek kalmadan, <% 2 hESC kardiyomiyositlerde 12-15 yenerek kendiliğinden farklılaşma uğrayacaktır. NAM tedavi ile, insan embriyonik kalp gelişimi 12 taklit edebilecek bir süreç tanımlamak kültürün etkisi altında muhafaza hESC>% 95>% 50 embriyonik kalp öncüleri ve dayak kardiyomiyositlerde oluşturmak mümkün olmuştur. Son zamanlarda, bilinen kalp-kaderini belirleyen genlerin <0.5% 17, 18 gibi düşük bir verimlilik ile doğum sonrası dayak kardiyomiyositlerde içine fare fibroblastlar transdifferentiate kullanılmıştır </> Destek. Ancak, reprogrammed somatik hücre tarihsel anormal gen ekspresyonu ve engelli terapötik yarar 19-21 ile hızlandırılmış yaşlanması ile ilişkili olmuştur. Son olarak, burada kurulan protokol, iç hücre kütlesinden (ICM) veya 4,5 insan blastosist epiblast elde edilen pluripotent hESC sınırlıdır önceki morula elde edilen hayvansal kaynaklı EKH, EKH dahil olmak üzere diğer pluripotent hücreler için geçerli olmayabilir (sekiz-cell)-dönem embriyoların 22, ve yapay reprogrammed hücreler 23.
Yazarlar, çatışan çıkarlar beyan ederim. XHP Xcelthera kurucusu. XHP ve EYS hESC ile ilgili fikri mülkiyet var.
XHP, Ulusal Sağlık (NIH), Ulusal Yaşlanma Enstitüsü (NIHK01AG024496) ve Eunice Kennedy Shriver Ulusal Çocuk Sağlığı ve İnsan Gelişimi Enstitüsü (NIHR21HD056530) hibe Enstitüsü tarafından desteklenmiştir.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Gelatin | Sigma-Aldrich | G1890 | |
| Matrigel | BD Biosciences | 356231 | Growth factor reduced |
| Human laminin | Sigma-Aldrich | L6274 | |
| Nicotinamide | Sigma-Aldrich | N0636 | |
| DMEM/F12 | Invitrogen | 10565042 | |
| DMEM | Invitrogen | 31053036 | |
| DMEM-KO | Invitrogen | 10829018 | |
| Knock-out serum replacement | Invitrogen | 10828028 | |
| MEM nonessential amino acid solution (MNAA, 100X) | Invitrogen | 11140050 | |
| MEM amino acids solution(MEAA, 100X) | Invitrogen | 11130050 | |
| β-Mercaptoethanol | Invitrogen | 21985023 | |
| Albumax | Invitrogen | 11020021 | |
| Ascorbic acid | Sigma-Aldrich | A4403 | |
| Human transferrin | Sigma-Aldrich | T8158 | |
| Human bFGF | PeproTech Inc | AF-100-18B | |
| Human insulin | Invitrogen | 12585014 | |
| Human activin A | PeproTech Inc | 120-14E | |
| Defined FBS | Hyclone | SH30073-03 | |
| 6-well ultralow attachment plate | Corning | 3471 | |
| 6-well plate | Corning | 3516 |
breast cancer, Alzheimer's disease,ADHD, SARS
go take a look.
I have not touch measles ,bvFTD Ag85B,Pax6,CD34,SGA,shRNA,
HMGB2,CDK5 ,SOX2, siRNA, mRNA!,
I work with Dr. Bernard Roizman on HSV-1,Vaccine at U of Chicago , 27 years ago! http://www.gene2gene.com TB in here http://www.gene2gene.com/P53.htm stem cells,breast cancer, Dr. Verma,you did it on 2002 http://www.gene2gene.com/Bdnf.htm ADHD/Autism
2002,I left Biocarta to work at ITRI Research Institute at Taiwan,
Early Oct My mother pass away at San Diego, End of Oct,
I participated running exercise at ITRI, I fall down, I saw my
mother, She told me " It is not the time for you to come here,
go back!" I also saw my brother in law, two uncles, and
grandma! Few days later, I was moved to major hospital at Taipei!
One night, I waked up, and knell down against the window,
my wife ask me "What you doing?" I told her , I saw Jesse!
1
ReplyPosted by: mDecember 21, 2011, 11:43 AM