يتم تنفيذ كافة الإجراءات التجريبية وفقا للمبادئ التوجيهية الحيوان من جامعة ألاباما في برمنغهام.
1. التفريق hiPSCs إلى hiPSC-مضادة
- معطف الآبار من لوحة 6 جيدا مع انخفاض النمو عامل تبريد قبل خليط من البروتين هلامي عند 4 درجة مئوية لمدة ليلة وضحاها. نضح خليط من البروتين هلامي قبل الاستخدام. البذور وhiPSCs على لوحات مطلية مسبقا، والثقافة الخلايا (1 × 10 5 خلية لكل بئر) في 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية في mTeSR1 ملحق المتوسط مع 10 ميكرومتر ROCK المانع.
- تحديث المتوسطة يوميا حتى الخلايا تصل إلى 90٪ التقاء. ثم، إضافة خفض النمو عامل خليط من البروتين هلامي إلى متوسطة (0.5 ملغ هلامي خليط من البروتين لكل لوحة 6 جيدا، 2 مل المتوسطة لكل بئر)، وثقافة الخلايا لمدة 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية يومين آخرين.
- لتحل محل المتوسطة، وتمتص بلطف من المتوسط من طبق بتري عبر فراغ معمن لمس الخلايا، وإضافة وسيلة جديدة باستخدام ماصة نقل.
- بدء المفاضلة عن طريق استبدال المتوسطة مع RPMI1640 تستكمل مع نمو عامل تخفيض خليط من البروتين هلامي، B27 دون الانسولين، و 100 نانوغرام / مل Activin A؛ ثقافة الخلايا في 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية لمدة 24 ساعة.
- استبدال المتوسطة مع RPMI1640 التي تم تستكمل مع B27 دون الانسولين، 10 نانوغرام / مل بروتين morphogenic العظام 4 (BMP-4)، و 10 مل عامل نانوغرام / الأساسي نمو الخلايا الليفية (bFGF)؛ ثقافة الخلايا في 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية لمدة 96 ساعة.
- استبدال المتوسطة مع RPMI1640 تستكمل مع B27 ومواصلة ثقافة الخلايا في 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية. تحديث المتوسط كل 3 أيام.
- مراقبة مجموعات من التعاقد الخلايا تحت المجهر ~ 3 أيام بعد بدء التمايز. جمع الكتل ~ 7 أيام بعد أن لاحظت أولا تقلصات وغسلها في هانكس محلول ملحي متوازن.
- فصل من خلايا عنقودية في لوحة التي يحتضنها منهم في المخزن هانكس تحتوي على 100 وحدة / مل كولاجيناز الرابع لمدة 10 دقيقة عند 37 درجة مئوية مع طيف تهتز. ثم، تضاف 0.25٪ التربسين في ثنائي أمين الإيثيلين رباعي حمض الخل (EDTA) لمدة 5 دقائق.
- تحييد الحل الانزيم مع 10٪ مصل بقري جنيني في RPMI / متوسطة B27 ثم resuspend الخلايا في RPMI / B27 المتوسطة.
- حساب عدد الخلايا عدادة الكريات. ثقافة الخلايا على أطباق 10 سم في 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية لمدة لا تقل عن 3 ساعة، والتي سوف تسمح للخلايا غير cardiomyocyte التمسك سطح الطبق الثقافة.
- جمع تعليق خلية، والذي يحتوي على hiPSC-مضادة، والحفاظ على الخلايا (حوالي 1 × 10 6 خلايا في صحن 10 سم) من خلال زرع لهم على سطح المغلفة بروتين خليط هلامي.
2. التفريق hiPSCs إلى hiPSC-ECS
- فصل السكان hiPSC إلى الخلايا وحيدة التي يحتضنها عشرم مع مخلبية وكيل في 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية لمدة 5 دقائق. نقل الخلايا إلى أنبوب الطرد المركزي 15 مل تحتوي على المتوسط mTeSR1 جديدة.
- تدور أسفل الخلايا في 200 x ج لمدة 5 دقائق. resuspend الخلايا في mTeSR1 المتوسطة تستكمل مع 10 ميكرومتر ROCK المانع. تحديد كثافة الخلايا مع عدادة الكريات.
- إضافة 250 ميكرولتر من 20 وحدة المعاهد الوطنية للصحة / حل الثرومبين مل إلى جانب واحد من 24 لوحة جيدا.
- إضافة 1 × 10 6 hiPSCs إلى 250 ميكرولتر من 12.5 ملغ / مل حل الفيبرينوجين. وإضافة 250 ميكرولتر من حل الفيبرينوجين التي تحتوي على الخلية إلى الثرومبين محملة جيدا. مراقبة خليط يصلب لتشكيل سقالة الفيبرين التي تحتوي على hiPSC داخل دقيقة.
- نقل عزز، السقالات التي تحتوي على خلية في الآبار لوحة 6 جيدا مع ملقط غطاء زجاجي، والشروع في التمايز عن طريق زراعة السقالات في 2 مل EBM2 المتوسطة تستكمل مع 2٪ B27 دون الانسولين، activin-A (50 نانوغرام / مل)، و BMP-4 (25 نانوغرام / مل) لمدة 24 ساعة على 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية.
- استبدال المتوسطة عن طريق مص بلطف من المتوسط القديم عبر فراغ دون لمس الخلايا. إضافة الوسيلة الجديدة EBM2 تستكمل مع B27 دون الانسولين، وعامل النمو البطاني الوعائي (VEGF، 50 نانوغرام / مل)، الإريثروبويتين (EPO، 100 نانوغرام / مل)، وتحويل β1 عامل النمو (TGFβ1، 10 نانوغرام / مل)، وثقافة السقالات في 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية لمدة 48 ساعة.
- تحديث السقالات في 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية لمدة 48 ساعة أخرى متوسطة والثقافة؛ ثم، والإفراج عن الخلايا من سقالة بإضافة 200 U كولاجيناز الرابع (100 U / مل) إلى المتوسطة.
- تدور باستمرار الخلايا بعد إطلاق سراحهم. استبدال المتوسطة مع 2 مل EGM2-MV المتوسطة تستكمل مع 2٪ من B27، VEGF-A (50 نانوغرام / مل)، وSB-431542 (10 ميكرومتر). تحديث المتوسطة كل يومين.
- وبعد حوالي 10 أيام (أي في يوم 14 ~ بعد بدء التمايز)، فصل الخلايا مع 100 U / مل كولاجيناز الرابع، عزل حIPSC-ECS من السكان من الخلايا المتمايزة عن طريق التدفق الخلوي تحليل للتعبير عن البروتينات علامة EC-محددة (على سبيل المثال، CD31، CD144) 3.
- توسيع معزولة hiPSC-ECS عبر بروتوكول المعمول 3.
3. التفريق hiPSCs إلى hiPSC-SMCS
- البذور وhiPSCs على لوحات التي تم المغلفة مع خليط من البروتين هلامي، والثقافة الخلايا في mTeSR1 المتوسطة بنسبة 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية، مع تغييرات المتوسطة اليومية، حتى متموجة (~ 2 أيام).
- بدء التمايز إلى خلايا أرومية متوسطة-النسب عن طريق زراعة الخلايا مع CHIR99021 (5 ميكرومتر) وBMP-4 (10 نانوغرام / مل) في RPMI1640 متوسطة و 2٪ B27 بالإضافة إلى الأنسولين لمدة 3 أيام.
- لإنتاج hiPSC-SMCS مع النمط الظاهري في الغالب الاصطناعية:
- ثقافة الخلايا مع VEGF-A (25 نانوغرام / مل)، β عامل نمو الخلايا الليفية (FGFβ، 5 نانوغرام / مل) في RPMI1640 لي dium، و 2٪ B27 ناقص الأنسولين في 5٪ CO 2 و 37 درجة مئوية لمدة 4 أيام.
- ثقافة الخلايا في VEGF-A (25 نانوغرام / مل)، FGFβ (5 نانوغرام / مل) في المتوسط RPMI1640، و 2٪ B27 بالإضافة إلى الأنسولين في 5٪ CO 2 و 37 ° مئوية لمدة 2 أيام.
- ثقافة الخلايا في β عامل النمو المشتق من الصفيحات (PDGFβ، 10 نانوغرام / مل)، TGFβ (3 نانوغرام / مل) في RPMI1640، و 2٪ B27 بالإضافة إلى الأنسولين في 5٪ CO 2 و 37 ° مئوية لمدة 4 أيام.
- لإنتاج hiPSC-SMCS مع النمط الظاهري في الغالب مقلص:
- ثقافة الخلايا لمدة 4 أيام مع VEGF-A (25 نانوغرام / مل)، وFGFβ (5 نانوغرام / مل) في RPMI1640 و 2٪ B27 ناقص الأنسولين.
- ثقافة الخلايا لمدة 7 أيام مع PDGFβ (5 نانوغرام / مل)، وTGFβ (2.5 نانوغرام / مل) في RPMI1640 و 2٪ B27 بالإضافة إلى الأنسولين.
- تنقية النهائي السكان hiPSC-SMC بواسطة زراعة الخلايا في اللاكتات (4 مم) التي تحتوي على RPMI1640 المتوسطة الأيض الخاصة ب ~ 6 أيام.
jove_title "> 4. إنشاء المجهرية التي تحتوي على IGF
- نسخن زيت الزيتون إلى 45 درجة مئوية في حمام مائي.
- الحرارة 5 مل من 10٪ من محلول الجيلاتين إلى 50 درجة مئوية.
- إضافة الجيلاتين إلى زيت الزيتون، وإثارة، ثم تبرد بسرعة إلى 5 درجات مئوية وذلك بإضافة الثلج إلى ماء الحمام.
- بعد خمسة وعشرين دقيقة، إضافة المبردة (4 درجة مئوية) الأسيتون لزيت الزيتون للحث على تشكيل microsphere.
- الحفاظ على درجة حرارة 5 درجة مئوية لمدة 1 ساعة. ثم، وجمع المجهرية، غسلها 5 مرات مع الأسيتون تبرد قبل لإزالة زيت الزيتون، والسماح لهم الهواء الجاف في 4 درجات مئوية.
- Resuspend والمجهرية في حل 70٪ من الإيثانول و 0.25٪ غلوتارالدهيد بين عشية وضحاها في 4 درجات مئوية للحث عبر ربط، ثم تحييد الخليط مع 100 ملي الجلايسين.
- تحميل IGF في المجهرية عن طريق خلط 5 ملغ المجهرية مع 15 ميكرولتر المقطر H 2 O تحتوي على 5 ميكروغرام IGF و 0.1٪ زلال المصل البقري لمدة 30 دقيقة.
5. إنشاء تصحيح على الموقع من الإصابات وحقن خلايا
- تعليق المستمدة hiPSC-مضادة (2000000)، SMCS (1000000)، وECS (1000000) معا في 1 مل الحد الأدنى الضروري المتوسطة (MEM).
- تعليق 5 ملغ من المجهرية في 1 مل من محلول الفيبرينوجين (25 ملغ / مل).
- ملء حقنة واحدة مع الحل التي تحتوي على الخلية، حقنة أخرى مع الحل الفيبرينوجين / microsphere، وحقنة ثالثة مع 1 مل من محلول الثرومبين (80 وحدة المعاهد الوطنية للصحة / مل، تستكمل مع 2 ميكرولتر 400 ملم CaCl 2 و 200 ملي ε أمينوكابرويك حامض).
- جراحيا لحث احتشاء عضلة القلب في القلب الخنازير عن طريق ربط الأمامي الأيسر الشريان التاجي النازل كما هو موضح قبل 2.
ملاحظة: في وجيزة، والخنازير يوركشاير الإناث (~ 13 كجم، 45 يوما من العمر) ومخدرا مع الحقن العضلي من Telazol / زيلازين (4.4 ملغ / كلغ)، ومدخل أنبوب تحت التخدير العام مع isoflurane (0،5-5٪). وinterc 4 تشرينيتم تنفيذ بضع الصدر ostal وترك الأمامي تنازلي الشريان التاجي هو عرضة للخطر. والمغطي الشريان التاجي عن طريق رباط لمدة 60 دقيقة ثم يتم إزالة ربطة. يتم تنفيذ إزالة الرجفان الكهربائية الفورية في حالة الرجفان البطيني. - وضع حلقة بلاستيكية معقمة (~ 2.5 سم) على النخاب المنطقة محتشية من قلوب الخنازير، ومن ثم حقن في وقت واحد الحلول microsphere / الفيبرينوجين والثرومبين إلى الحلبة.
- السماح للخليط ليصلب (~ 30 ثانية)، ثم أدخل إبرة الحقنة التي تحتوي على الخلية من خلال خليط طدت في عضلة القلب محتشية وحقن الخلايا. إغلاق طبقات العضلات والأنسجة تحت الجلد، وجدار الصدر مع 3-0 أو 2-0 Monocryl خياطة اعتمادا على حجم الحيوان. البوبرينورفين 0،01-0،02 ملغ / كغ الحقن العضلي كل 8 ساعات سيتم استخدامها للسيطرة على الألم لمدة 3 أيام الأولى بعد الجراحة.
- تقييم وظيفة القلب باستخدام الرنين المغناطيسي القلبالتصوير (MRI) قبل إجراء العمليات الجراحية، أسبوع واحد وأربعة أسابيع بعد العملية الجراحية 2، 3، 4. بعد دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي النهائية، التضحية الحيوانية ومعالجة قلوبهم للعلم الأنسجة والتحليل الجزيئي 2، 3، 4.