טיפול מבוסס תאי גזע התפתח כאסטרטגיה יעילה לתיקון רקמות לב פגועות לאחר אוטם שריר הלב. אנו מספקים יישום vivo אופטימלי להשתלת תאי גזע באמצעות הידרוג'לים ג'לטין המסוגלים להיות מקושרים אנזימטית.
מאמר שיטה
טיפול מבוסס תאי גזע התפתח כאסטרטגיה יעילה לתיקון רקמות לב פגועות לאחר אוטם שריר הלב. אנו מספקים יישום vivo אופטימלי להשתלת תאי גזע באמצעות הידרוג'לים ג'לטין המסוגלים להיות מקושרים אנזימטית.
אחת הבעיות העיקריות הניצבות בפני טיפולים נוכחיים בתאי גזע לב למניעת אי ספיקת לב לאחר לידה היא שיעורי ההחזקה וההישרדות הנמוכים של תאים מושתלים בתוך שריר הלב הפגוע, המגבילים את יעילותם הטיפולית. לאחרונה, השימוש ביו-חומרים פיגומים צברה תשומת לב לשיפור ומקסום הטיפול בתאי גזע. מטרת פרוטוקול זה היא להציג טכניקה פשוטה וישירה להשתלת תאי גזע mesenchymal נגזר מח עצם (MSCs) באמצעות חומצה הידרוקסיפניל propionic להזרקה (GH) הידרוג'לים; הידרוג'לים הם חיוביים כפלטפורמת אספקת תאים עבור יישומים הנדסת רקמת לב בשל יכולתם להיות מקושרים במקום תאימות ביולוגית גבוהה. אנו מציגים שיטה פשוטה לפברק הידרוג'לים GH טעינת MSC (MSC / הידרוג'לים) ולהעריך את הישרדותם והתפשטותם בתרבות תלת מימדית (3D) במבחנה. בנוסף, אנו מדגימים טכניקה להשתלה תוך-שרירית של MSC/הידרוג'ל בעכברים, המתארת הליך כירורגי כדי לגרום לאוטם שריר הלב (MI) באמצעות קשירת עורקים כלילית קדמית שמאלית (LAD) והשתלת MSC/הידרוגלס לאחר מכן.
טיפול בתאי גזע לב התפתח כגישה פוטנציאלית לתיקון שריר הלב והתחדשות1,2. למרות התוצאות החיוביות האחרונות במודלים של בעלי חיים וניסויים קליניים, היישום של טיפול מבוסס תאי גזע לתיקון שריר הלב מוגבל עקב שימור נמוך והישרדות לקויה של תאים מוזרקים ברקמות הלב האוטמות3,4. כתוצאה מכך, השימוש בהנדסת רקמות מבוססות תאים, כולל ביו-חומריםלהזרקה 5, מדבקות לב6, ויריעות תאים7, נחקר באופן אינטנסיבי כדי לשפר את שימור התא ואינטגרציה בתוך שריר הלב המארח.
בין הגישות הפוטנציאליות השונות לתיקון רקמת לב bioengineered, הידרוג'לים להזרקה בשילוב עם סוגי תאים מתאימים, כגון תאי גזע mesenchymal (MSCs), תאי גזע עובריים (ESCs), ותאי גזע פלוריפוטנטי המושרה (iPSCs), הם אפשרות אטרקטיבית ביעילות לספק תאים לאזורים שריר הלב8,9. ג'לטין, פולימר טבעי ידוע, יכול לשמש כמטריצה להזרקה בשל תאימות ביולוגית גדולה שלה, מתכלות ניכרת, אימונוגניות מופחתת בהשוואה למגוון רחב של ביו-חומרים המשמשים ביישומים ביו-רפואיים. למרות פלטפורמות להזרקה מבוססי ג'לטין יש פוטנציאל גדול, הישימות שלהם vivo נשאר מוגבל מבוסס על נוקשות מכנית נמוכה שלהם השפלה קלה בסביבה הפיזיולוגית.
כדי להתגבר על מגבלות אלה, עיצוב חדשני ופשוט של הידרוג'לים מבוססי ג'לטין המורכבים מחומצה הידרוקסיפניל פרופיונית הוצע עבור יישומי vivo. ג'לטין-hydroxyphenyl propionic חומצה (GH) מצומדים יכול להיות מקושר באתרו בנוכחות אנזים, חזרת peroxidase (HRP), ולאחר מכן לתמצת תרופות שונות, biomolecules, או תאים בתוך הידרוג'ל, מה שמרמז על פוטנציאל גדול ביישומים הנדסתרקמות 10,11,12,13,14. בנוסף, חקרנו לאחרונה את ההשפעות הטיפוליות של הידרוג'לים GH המכילים MSCs encapsulated והדגים את השימוש בהם תיקון לב מוצלח והתחדשות לאחר MI במודל מורין15. בפרוטוקול זה, אנו מתארים טכניקה פשוטה עבור אנקפסולציה במבחנה תלת מימדית (3D) התפשטות של MSCs בתוך הידרוג'לים GH. אנו גם מציגים הליך כירורגי שנועד ליצור מודל MI מורין באמצעות קשירת עורקים כליליים והשתלה תוך שרירית של הידרוג'ל GH טעינת MSC לתוך הלב האוטם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הליכי המחקר בבעלי חיים ניתנו בהתאם לחוק רווחת בעלי חיים במעבדה, המדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה וההנחיות והמדיניות לניסויים במכרסמים שסופקו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) בבית הספר לרפואה של האוניברסיטה הקתולית של קוריאה.
1. הכנת MSCs והידרוגלים ג'לטין להזרקה
2. במקום MSC-טעינה ותרבות חוץ מימדית במבחנה
3. אישור של התפשטות במבחנה והישרדות של MSCs בתוך הידרוג'לים GH
4. אינדוקציה של אוטם שריר הלב בעכברים
5. השתלה תוך-שרירית של הידרוג'לים GH טעינת MSC
6. אקו לב
7. הערכה היסטולוגית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לספק ביעילות MSCs ל שריר הלב האוטם, נעשה שימוש בטעינת MSC בהידרוג'לים הניתנים לחיבור צולב של situ המתוארים באיור 1 בפרוטוקול זה. לפני השתלת vivo, התפשטות והישרדות של MSCs ב הידרוג'לים GH אושרו על ידי 3D במבחנה חי / תא מת מכתים assay (לחיות: ירוק; מת: אדום). כפי שמוצג באיור 2, תמונות מייצגות הציגו התפשטות MSCs מספיק, מראה רשתות מסועפות בתוך הידרוג'לים GH. בנוסף, מבנה תלת-ממדי רב-תאי נרחב של MSCs נצפה בבירור ביום 14, המציין כי הידרוג'לים GH יכול לספק microenvi...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הידרוג'לים GH להזרקה יש פוטנציאל גדול עבור יישומי in vivo בגלל היכולת שלהם לשלב הומוגנית סוכנים טיפוליים מגוונים באתרו. יתר על כן, התכונות הפיזיות והביוכימיות שלהם ניתן לתפעל בקלות בהתבסס על דרישות תלויות מחלה. במובן זה, הידרוג'לים להזרקה הוצעו כדי להתמודד עם המגבלות העיקריות בטיפול הנוכחי בתאי גזע לב הקשו על ידי הישרדות לקויה ושמירת תאים (כלומר, < 10% בתוך 24 שעות לאחר ההשתלה) בלב הפצוע19,20. כדי להתגבר על תוצאה גרועה זו, הפרוטוקול המתואר בזאת מספק שיטה פשוטה וי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עם עבודה זו.
מחקר זה נתמך על ידי תוכנית מחקר מדעי בסיסי באמצעות קרן המחקר הלאומית של קוריאה (NRF) במימון משרד החינוך (NRF-2018R1D1A1A02049346)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 4% פרפורמלדהיד (PFA) | Intron | IBS-BP031-2 | |
| 5-0 תפר משי | AILEE | SK534 | |
| 8-0 תפר פוליפרופילן | ETHICON | M8732H | |
| שקופית תא 8 בארות | Nunc LAB-TEK | 154534 | |
| Angiocath Plus (22GA) קטטר | BD Angiocath Plus | REF382423 | |
| אנטיביוטיקה-אנטימיוקוטית | Gibco | 15240-062 | |
| צנטריפוגה | GYROGEN | 1582MGR | |
| מיקרוסקופ קונפוקלי | Zeiss | LSM 510 | |
| כיסוי להחליק | MARIENFELD | 101242 | |
| דלוקס ערכת קוטריה בטמפרטורה גבוהה | Bovie | QTY1 | |
| DMEM | Gibco | 11995-065 | |
| DPBS | Gibco | 14040-133 | |
| מזרק | |||
| EOSIN | SIGMA-ALDRICH | ||
| אתנול | EMSURE | K49350783 739 | |
| FBS | Gibco | 16000-044 | |
| Fechtner מלקחיים לחמית טיטניום WORLD | PRECISISON INSTRUMENTS | WP1820 | |
| פלואורסצאין איזומר איזותיוציאנט I (FITC) | SIGMA-ALDRICH | F7250 | |
| מלקחיים | HEBU | HB0458 | |
| קרם להסרת שיער | Ildong כרית חימום פרמצבטית | ||
| Stoelting | 50300 | מערכת שמיכות Homeothermic | |
| 50301 | כרית חימום חלופית עבור 50300 (10 X 12.5 ס"מ) | ||
| המטוקסילין | SIGMA-ALDRICH | HHS80 | |
| מי חמצן חזרת (HRP; 250-330 U/mg) | SIGMA-ALDRICH | P8375 | |
| מי חמצן (H2O2; 30 wt % ב-H2O) | SIGMA-ALDRICH | 216763 | |
| יוד | ירוק פרמצבטיקה | ||
| ערכת צביעה של תאים חיים/מתים | Thermo Fisher | R37601 | |
| מאוורר מכני | הרווארד מכשיר | ||
| מיקרו צנטריפוגה | HANIL | מיקרו 12 | |
| מחזיק מחט מיקרו | KASCO | 37-1452 | |
| מיקרו מספריים | HEBU | HB7381 | |
| מיקרוסקופ | OLYMPUS | SZ61 | |
| MT ערכת צביעה | SIGMA-ALDRICH | HT1079-1SET | Weigert& rsquo; s תמיסת המטוקסילין ברזל |
| HT15-1KT | ערכת כתמים טריכרום (מאסון) פרפין | ||
| HB7454 | |||
| סרט כירורגי | 3M micopore | 1530-1 | |
| קלטת רקמות | Scilab Korea | Cas3003 | |
| ג'ל מתמר | SUNGHEUNG | SH102 | |
| מחזיק מחט פורל-Barraquer מעוקל | KASCO | 50-3710c | |
| מערכת אולטרסאונד | Philips | Affiniti 50 | |
| Xylene | JUNSEI | ברקוד 25175-0430 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה