Name: Ultraschallgesteuerte induzierte pluripotente Stammzell-abgeleitete Kardiomyozyten-Implantation bei myokardinfarktierten Mäusen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-03-30T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 3 s
Description: Erfahren Sie die ultraschallgesteuerte perkutane intramyokardiale Injektion von iPS-abgeleiteten Kardiomyozyten zur Behandlung des Myokardinfarkts bei Mäusen. Diese Methode ist weniger invasiv und sicher.

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Diese Arbeit wurde durch den großen Forschungsplan der National Natural Science Foundation of China (Nr. 91539111to JY), das Schlüsselprojekt für Wissenschaft und Technologie der Provinz Hunan (Nr. 2020SK53420 bis JY) und das Wissenschafts- und Technologieinnovationsprogramm der Provinz Hunan (2021RC2106 bis CF) unterstützt.

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<li>Kain, V., Prabhu, S. D., Halade, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammation+revisited%3A+inflammation+versus+resolution+of+inflammation+following+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Basic+Research+in+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Inflammation revisited: inflammation versus resolution of inflammation following myocardial infarction.</a> Basic Research in Cardiology. 109 (6), 444(2014).</li>
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Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Zu den kritischen Schritten dieser Studie gehören die hiPSC-Kultur, die Differenzierung der Kardiomyozyten, die hiPSC-CM-Aufreinigung und die hiPSC-CM-Transplantation in die Myokardinfarktstelle der Maus. Der Schlüssel liegt darin, Herzultraschall zu verwenden, um die Behandlung transkutan zur Infarktstelle am Rand des Infarkts zu führen, wo hiPSC-CMs in den Bereich injiziert wurden.
Mit der Verlängerung der Kulturzeit ändert sich der hiPSC-CM-Phänotyp in der Morphologie (größere Zellgröße), S...

Wenn akuter MI auftritt, sterben Myokardzellen im Infarktbereich aufgrund von Ischämie und Hypoxie schnell ab. Mehrere Entzündungsfaktoren werden nach Zelltod und Ruptur freigesetzt, während Entzündungszellen die Infarktstelle infiltrieren, um eine Entzündung zu verursachen1. Bezeichnenderweise ersetzen Fibroblasten und Kollagen, sowohl ohne Kontraktilität als auch ohne elektrische Leitfähigkeit, die Myokardzellen an der Infarktstelle, um Narbengewebe zu bilden. Aufgrund der begrenzten Regenerationsfähigkeit von Kardiomyozyten bei erwachsenen Säugetieren ist lebensfähiges Gewebe, das nach einem großen Infarktbereich gebildet wird, in der Regel nicht ausreichend, um ein ausreichendes Herzzeitvolumen aufrechtzuerhalten2. MI verursacht Herzinsuffizienz, und in schweren Fällen von Herzinsuffizienz können sich die Patienten nur auf Herztransplantationen oder Herzunterstützungssysteme verlassen, um eine normale Herzfunktion aufrechtzuerhalten 3,4.
Nach MI besteht die ideale Behandlungsstrategie darin, die toten Kardiomyozyten durch neu gebildete Kardiomyozyten zu ersetzen und eine elektromechanische Kopplung mit gesundem Gewebe zu bilden. Die Behandlungsoptionen haben jedoch in der Regel eher eine myokardiale Rettung als einen Ersatz übernommen. Derzeit gehören stammzell- und vorläuferzellbasierte Therapien zu den vielversprechendsten Strategien zur Förderung der Myokardreparatur nach MI5. Die Transplantation dieser Zellen hat jedoch mehrere Probleme, vor allem die Unfähigkeit adulter Stammzellen, sich in Kardiomyozyten zu differenzieren, und ihre kurze Lebensdauer6.
Die ethischen Fragen im Zusammenhang mit der Verwendung embryonaler Stammzellen (ES-Zellen) können durch iPS-Zellen umgangen werden, die eine vielversprechende Quelle für Zellen darstellen. Darüber hinaus besitzen iPS-Zellen eine starke Selbsterneuerungsfähigkeit und können sich zu Kardiomyozytendifferenzieren 7. Studien haben gezeigt, dass hiPSC-CMs, die in die MI-Stelle transplantiert werden, überleben und Gap Junctions mit Wirtszellen bildenkönnen 8,9. Da sich diese transplantierten Zellen jedoch in der Mikroumgebung von Ischämie und Entzündung befinden, ist ihre Überlebensrate extrem niedrig10,11.
Es wurden mehrere Methoden etabliert, um die Überlebensrate transplantierter Zellen zu verbessern, wie z. B. Hypoxie und Hitzeschock-Vorbehandlung transplantierter Zellen12,13, genetische Modifikation 14,15 und die gleichzeitige Transplantation von Zellen und Kapillaren 16. Leider sind die meisten Methoden durch Komplexität und hohe Kosten begrenzt. Daher schlägt die vorliegende Studie eine reproduzierbare, bequeme, relativ invasive und effektive hiPSC-CM-Verabreichungsmethode vor.
Die ultraschallgesteuerte intramyokardiale Zellinjektion kann unabhängig von der Stelle nur mit einem hochauflösenden kleinen veterinärmedizinischen Ultraschallgerät und einem Mikroinjektor durchgeführt werden. Unter Ultraschallführung ist die direkte Abgabe von Zellen unter dem Xiphoid-Prozess vom Perikard in das Myokard bei Mäusen ein sicheres Protokoll, das Leber- und Lungenschäden vermeidet. Diese Methode kann gleichzeitig mit anderen Technologien kombiniert werden, um die Überlebensrate transplantierter Zellen deutlich zu verbessern.

<table><tbody><tr><td><stark>Antikörper</stark></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kardiales Troponin T</td><td>Abcam</td><td>ab8295</td><td></td></tr><tr><td>Esel Anti-Maus IgG H& L (Alexa Fluor 488)</td><td>Abcam</td><td>ab150105</td><td></td></tr><tr><td>Esel Anti-Maus IgG H& L (Alexa Fluor 555)</td><td>Abcam</td><td>ab150110</td><td></td></tr><tr><td>Esel Anti-Kaninchen IgG H& L (Alexa Fluor 488)</td><td>Abcam</td><td>ab150073</td><td></td></tr><tr><td>Esel Anti-Kaninchen IgG H& L (Alexa Fluor 555)</td><td>Abcam</td><td>ab150062</td><td></td></tr><tr><td>Menschliches kardiales Troponin T</td><td>Abcam</td><td>ab91605</td><td></td></tr><tr><td>Isolektin B4</td><td>Vektor</td><td>FL-1201</td><td></td></tr><tr><td>Sarkomerisches Alpha-Aktinin</td><td>Abcam</td><td>ab9465</td><td></td></tr><tr><td>Weizenkeim-Agglutinin</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>W11261</td><td></td></tr><tr><td>Reagenz</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Accutase</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>00-4555-56</td><td></td></tr><tr><td>B27 Ergänzung(minus Insulin)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A1895601</td><td></td></tr><tr><td>B27 Ergänzung(serumfrei)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>17&ndash; 504-044</td><td></td></tr><tr><td>Bouin-Lösung</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>SDHT10132</td><td></td></tr><tr><td>CHIR99021</td><td>Selleck</td><td>CT99021</td><td></td></tr><tr><td>Cyclosporin A</td><td>Medchemexpress</td><td>HY-B0579</td><td></td></tr><tr><td>DIRECT RED</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>365548-25G</td><td></td></tr><tr><td>DMEM/F12</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>11320033</td><td></td></tr><tr><td>DNeasy Blood & Tissue Kit</td><td>Qiagen</td><td>69504</td><td></td></tr><tr><td>FAST GREEN FCF</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp; F7252-5G</td><td></td></tr><tr><td>Glukosefrei RPMI 1640</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>11879020</td><td></td></tr><tr><td>IWR1</td><td>Selleck</td><td>S7086</td><td></td></tr><tr><td>Milchsäure</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L6661</td><td></td></tr><tr><td>Matrigel</td><td>BD Biosciences</td><td>BD356234</td><td></td></tr><tr><td>mTeSR1</td><td>Stem Cell Technologies</td><td>72562</td><td></td></tr><tr><td>O.C.T. Compound</td><td>SAKURA</td><td>4583</td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldehyd</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>158127</td><td></td></tr><tr><td>PowerUP SYBR Green MasterMix Kit</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A25742</td><td></td></tr><tr><td>RPMI1640</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>11875119</td><td></td></tr><tr><td>STEMdif Kardiomyozyten-Einfriermedium/STEMdiff</td><td>Stammzelltechnologien</td><td>5030</td><td></td></tr><tr><td>STEMdiff Kardiomyozyten-Stützmedium</td><td>Stem Cell Technologies</td><td>5027</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T8787</td><td></td></tr><tr><td>Ultraschall-Haftvermittler</td><td>CARENT</td><td>22396269389</td><td></td></tr><tr><td>Y-27632</td><td>Selleck</td><td>S6390</td><td></td></tr><tr><td>Equipment and Supplies</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Applied</td><td>Biosystems Thermo Fisher Scientific</td><td>7500 Real-Time PCR</td><td></td></tr><tr><td>Kryostat</td><td>Leica</td><td>CM1950</td><td></td></tr><tr><td>Fluoreszenzmikroskop</td><td>Olympus</td><td>IX83</td><td></td></tr><tr><td>feine anatomische Schere</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-08</td><td></td></tr><tr><td>feine Präparierzange</td><td>Fine Science Tools</td><td>11255-20</td><td></td></tr><tr><td>Mikrospritze</td><td>Hamilton</td><td>7633</td><td></td></tr><tr><td>Kleintier Anästhesiegerät</td><td>MATRX</td><td>VMR</td><td></td></tr><tr><td>Ultrahochauflösendes Ultraschall-Bildgebungssystem für Kleintiere</td><td>VisualSonics</td><td>Vevo 2100</td><td></td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Statistical Produkt- und Servicelösungen</td><td>IBM</td><td>21</td><td></td></tr><tr><td>Image J</td><td></td><td>NIH 1.48</td><td></td></tr><tr><td>Human mitochondrial DNA-Primerdie Forward-Primer-Sequenz</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td></td><td>CCGCTACCATAATCATCGCTAT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>die Reverse-Primer-Sequenz</td><td>TGCTAATACAATGCCAGTCAGG</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ultraschallgesteuerte induzierte pluripotente stammzell-abgeleitete kardiomyozyten-implantation bei myokardinfarktierten mäusen

Ultrasound-Guided Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocyte Implantation in Myocardial Infarcted Mice

Das Hauptziel der Zelltherapie nach Myokardinfarkt (MI) ist es, die Zelltransplantationsrate effektiv zu erhöhen, und humane induzierte pluripotente Stammzell-abgeleitete Kardiomyozyten (hiPSC-CMs) sind eine vielversprechende Zellquelle für die Herzreparatur nach ischämischen Schäden. Eine niedrige Transplantatrate ist jedoch ein erhebliches Hindernis für eine effektive Regeneration des Herzgewebes nach der Transplantation. Dieses Protokoll zeigt, dass mehrere ultraschallgesteuerte perkutane Injektionen in einen MI-Bereich die Zelltransplantationsraten effektiv erhöhen. Die Studie beschreibt auch den gesamten hiPSC-CM-Kulturprozess, die Vorbehandlung und die ultraschallgesteuerten perkutanen Verabreichungsmethoden. Darüber hinaus hilft die Verwendung menschlicher mitochondrialer DNA, das Fehlen von hiPSC-CMs in anderen Mausorganen nachzuweisen. Schließlich beschreibt dieser Artikel die Veränderungen der Herzfunktion, der Angiogenese, der Zellgröße und der Apoptose an der infarktierten Grenzzone bei Mäusen 4 Wochen nach der Zellentbindung. Daraus kann geschlossen werden, dass die echokardiographiegesteuerte perkutane Injektion des linksventrikulären Myokards eine machbare, relativ invasive, zufriedenstellende, wiederholbare und wirksame Zelltherapie ist.

Die Echokardiographie zur Beurteilung der linksventrikulären Funktion der Mäuse in jeder Gruppe zeigte, dass die MI-Verletzungen in der MD-Gruppe effektiv rückgängig gemacht wurden (Abbildung 2A). Im Vergleich zur MI-Gruppe zeigte die SD-Gruppe eine erhöhte Ejektionsfraktion (EF) (von 30% auf 35%; Abbildung 2B) und Fraktionsverkürzung (FS) (von 18 % auf 22 %; Abbildung 2C) nach MI. Es ist jedoch noch wichtiger zu beachten, dass mehr...

Die ultraschallgesteuerte Zellabgabe um die Stelle des Myokardinfarkts bei Mäusen ist eine sichere, effektive und bequeme Art der Zelltransplantation.

Ultraschallgesteuerte induzierte pluripotente Stammzell-abgeleitete Kardiomyozyten-Implantation bei myokardinfarktierten Mäusen

The key objective of cell therapy after myocardial infarction (MI) is to effectively enhance the cell grafted rate, and human induced pluripotent stem ...

Dies ist der erste Bericht, der zeigt, dass die echokardiographiegesteuerte, perkutane intramyokardiale Injektion von Kardiomyozyten die reparative Eigenschaft von humanen iPS-abgeleiteten Kardiomyozyten signifikant verbessert. Diese Methode ist ein praktikables, zufriedenstellendes, wiederholbares, weniger invasives und wirksames Verfahren zur Verabreichung einer humanen iPS-abgeleiteten Kardiomyozytentherapie. Wir glauben, dass die perkutane intramyokardiale Verabreichung eine sichere und effiziente Methode zur lokalen Verabreichung von Medikamenten für Krankheiten wie ischämische Herzkrankheit, Myokardinfarkt und Herzinsuffizienz ist.Dieses Projekt wird von Professor Jinfu Yang und Professor Jun Peng betreut. Xun Wu, Kele Qin und Kun Xiang, MD PhDs aus meinem Labor und Di Wang, ein PhD vom Hunan Provincial Key Laboratory of Cardiovascular Research, demonstrieren das Verfahren. Um zu beginnen, saugen Sie den Kulturüberstand aus einer 60-Tage-Kultur von hiPSC-CMs ab.Waschen Sie die Zellen dreimal mit PBS. Anschließend werden die hiPSC-CMs mit der Zellablösungsenzymmischung bei 37 Grad Celsius drei bis fünf Minuten lang in einzelne Zellen dissoziiert. Sammeln Sie die Zellen in eine

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Intramyokardialer Zellabgabe in murinen Modellen von kardiovaskulären Erkrankungen, wie Hypertonie oder Myokardinfarkt, wird häufig verwendet, um das therapeutische Potential von verschiedenen Zelltypen in der Regenerationsstudien getestet. Daher wird eine ausführliche Beschreibung und eine klare Visualisierung dieses chirurgische Verfahren helfen, die Grenzen und Vorteile der Herz-Kreislauf-Zelle therapeutische Analysen in kleinen Nagern zu definieren.

Intramyokardiale Zell Lieferung: Beobachtungen im Herzen Murine

Echokardiographie geführten perkutanen intramyokardiale Injektion stellt einen effizienten, zuverlässigen und anzielbare Modalität für die Lieferung von Gentransfermittel oder Zellen in die Maus-Herz. Nach der Schritte in diesem Protokoll dargelegt, kann der Bediener schnell kompetente werden in diesem vielseitigen, minimal-invasive Technik.

Ultraschall-geführte Transthorakale intramyokardiale Injection in Mäuse

Wir präsentieren drei neue und effizientere Protokolle für den menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen in Kardiomyozyten, Endothelzellen differenzieren und glatten Muskelzellen und eine Fördermethode, die das Einwachsen von transplantierten Zellen verbessert durch Zellinjektion mit Patch-vermittelten Cytokin-Lieferung zu kombinieren.

Pluripotente Stammzellen Herzzellen für Myocardial Repair Abgeleitet

Hier beschreiben wir die Herstellung von lebensfähigen ventrikulären Scheiben von erwachsenen Mäusen und deren Verwendung für scharfe Elektroden-Aktionspotentialaufnahmen. Diese multizellulären Präparate bieten eine konservierte in vivoähnliche Gewebestruktur, die sie zu einem wertvollen Modell für elektrophysiologische und pharmakologische Studien in vitro macht .

Murine Kurze Axis Ventrikuläre Herzscheiben für elektrophysiologische Studien

Hier präsentieren wir ein Protokoll für die Induktion der linken Herzkammer Cryoinjury gefolgt von der Implantation eines Herzmuskels Patches, Menschliche iPS-Zellen Herzzellen in einem Meerschweinchen-Modell abgeleitet.

Implantation von HiPSC abgeleitete Herzmuskel Patches nach Myokard-Schädigung in einem Meerschweinchen-Modell

In diesem Protokoll zeigen wir und erläutern, wie man humaninduzierte pluripotente Stammzellen zur Kardiomyozytendifferenzierung und -reinigung verwendet und weiter, wie die Transplantationseffizienz mit dem Rho-assoziierten Proteinkinase-Inhibitor verbessert werden kann. Vorbehandlung in einem Maus-Myokardinfarktmodell.

Verbesserung der Transplantation von humaninduzierten pluripotenten Stammzellen abgeleiteten Kardiomyozyten über eine transiente Hemmung der Rho Kinase Aktivität

Wir versuchten, ein Schweinemodell für Herzinsuffizienz zu etablieren, das durch linke Zirkumflexarterienverstopfung und schnelles Tempo verursacht wurde, um die Wirkung und Sicherheit der intramyokardialen Verabreichung von Stammzellen für zellbasierte Therapien zu testen.

Erstellung eines Schweinemodells für postmyokarde Infarkt-Herzinsuffizienz für die Stammzellbehandlung

Stammzellen werden kontinuierlich als mögliche Behandlungen für Personen mit Myokardschäden untersucht, jedoch kann ihre verminderte Lebensfähigkeit und Retention im verletzten Gewebe ihre langfristige Wirksamkeit beeinträchtigen. In diesem Manuskript beschreiben wir eine alternative Methode zur Stammzellabgabe in einem murinen Modell der Ischämie-Reperfusionsverletzung.

Verzögerte intramyokardiale Lieferung von Stammzellen nach Ischämie-Reperfusionsverletzung in einem Murine-Modell

Dieses Protokoll zielt darauf ab, ein biogedrucktes 3D-Pflaster auf das Epikardium von infarktierten Mäusen zu transplantieren, die Herzinsuffizienz modellieren. Es enthält Details über Anästhesie, die chirurgische Brustöffnung, permanente Ligation der linken vorderen absteigenden (LAD) Koronararterie und die Anwendung eines biobedruckten Pflasters auf den Infarktbereich des Herzens.

Transplantation eines biobedruckten 3D-Patches in einem Murine-Modell des Myokardinfarkts

Die Stammzelltherapie hat sich als effiziente Strategie zur Reparatur von verletztem Herzgewebe nach einem Myokardinfarkt herauskristallisiert. Wir bieten eine optimale In-vivo-Anwendung für die Stammzelltransplantation mit gelatinenhydrogelen, die enzymatisch vernetzt werden können.

Intramyokardiale Transplantation von MSC-Loading injizierbaren Hydrogelen nach Myokardinfarkt in einem Murine-Modell

Dieser Artikel beschreibt ein optimiertes Protokoll für echokardiographiegesteuerte intramyokardiale Injektionen in Rattenmodellen für Myokardinfarkt mit einer 29 G x 88 mm Nadel. Diese Technik gewährleistet eine robuste, präzise und reproduzierbare Verabreichung von Therapeutika direkt in die Periinfarktzone.

Echokardiographie-gesteuerte Injektion zur gezielten und zuverlässigen intramyokardialen Stammzellabgabe in einem Rattenmodell für Myokardinfarkt

Erfahren Sie die ultraschallgesteuerte perkutane intramyokardiale Injektion von iPS-abgeleiteten Kardiomyozyten zur Behandlung des Myokardinfarkts bei Mäusen. Diese Methode ist weniger invasiv und sicher.

Ultraschallgesteuerte induzierte pluripotente Stammzell-abgeleitete Kardiomyozyten-Implantation bei myokardinfarktierten Mäusen

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