Name: התבגרות של האדם גזע גזע נגזר Cardiomyocytes ב ביאוירס באמצעות גירוי חשמלי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 11 s
Description: למדו שיטת ביואור לבבית להבשלת cardiomyocytes מגזע עוברי אנושי ותאי גזע פלוריפוטנטיים באמצעות גירוי חשמלי בתלת מימד. שיטה זו משפרת את הבשלות התפקודית לבדיקת תרופות ומהווה מודל מדויק יותר לתאי לב אנושיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי גרנט ב- סיוע מן הלב ושבץ הקרן של קנדה (G-14-0,006,265), מענקי הפעלה מהמוסד הקנדי לבריאות מחקר (137,352 ו 143,066), וכן מענק מקרן JP Bickell (1,013,821 ) ל SSN.

1. עיצוב מאסטר ייצור הערה: השתמש ליתוגרפיה רך עבור ייצור המכשיר. הפוך מאסטר דו שכבתי SU-8 עבור polydimethylsiloxane דפוס (PDMS). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיצוב המכשיר באמצעות עיצוב וניסוח תוכנה (איור 1A, שמאל). צייר כל שכבה של המאסטר בנפרד. הדפס את עיצוב המכשיר על שני photomasks ב 20,000 dpi, בהתאם לשתי שכבות של המאסטר 15. הגדר את תבנית התקן כפי שקוף וסביבתה כפי כהה; המסכות תשמשנה את התבנית כדי להעביר את תבנית ההתקן אופטי על SU-8 על ידי ליתוגרפיה (כמתואר על ידי אחרים 15). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לוותר על 4 מ&quot;ל של SU-8 50 על מרכז של פרוסות סיליקון 4 אינץ. מעיל SU-8 50 שווה על פרוסות סיליקון באמצעות coater ספין על ידי ספינינג ב 2000 סיבובים לדקה (RPM) עבור 30 s. אופים את פרוסות על פלטה חמה C 95 ° עבור 10 דקות. לחשוף את פרוסות אולטרה סגול (UV) light ב 200 mJ / ס&quot;מ 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים על 4 מ&quot;ל של SU-8 2050 על גבי במרכז רקיק ועל ספין ב 2500 סל&quot;ד במשך 30 s. אופה על הפלטה החשמלית C ° 95 במשך 15 דקות. מצננים לטמפרטורת החדר (RT). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 1.3 פעמים נוספות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכסה את הפרוסות המצופות עם photomask השקיפות-השכבה הראשונה. לחשוף את פרוסות לאור UV ב 270 mJ / ס&quot;מ 2 על מנת להפוך את השכבה הראשונה. אופה על הפלטה החשמלית C ° 95 במשך 15 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך את השכבה השנייה של SU-8 2050 על ידי חזרה על שלב 1.3 פעמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר את המסכה בשכבה השנייה לתכונות על השכבה הראשונה באמצעות aligner מסכה. ואז, לחשוף לאור UV ב 240 mJ / 2 ס&quot;מ. אופים בחום של 95 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות. הערה: זמן החשיפה נקבע לפי מינון UV כולל נדרש ואת עוצמת פלט UV האור נמדדה ביום לפני השימוש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פיתוח רקיק ידי והשקיע אותה אצטט אתר monomethyl פרופילן גליקול (PGMEA) ו רועד ב 200 סל&quot;ד במשך 30 דקות על שייקר מסלולית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקוםאת המאסטר לתוך צלחת פטרי בזהירות לשפוך את התערובת PDMS (בסיס כדי crosslinker ביחס של 10: 1 לפי משקל) על מרכז רקיק. לכסות את כל התכונות ולהימנע בועות אוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחממים בתנור ב 70 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות. השתמש להב חד לחתוך סביב קצה תבנית biWire PDMS ( איור 1 א, מימין). לקלף את PDMS מן המאסטר. חתוך את המכשיר עם הלהב. שים את תבנית biWire PDMS ב עיקור עיקור חיטוי אדים ב 121 מעלות צלזיוס במשך 20 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתוך ארון biosafety (BSC), במקום את תבנית PDWW PDMS לתוך צלחת פטרי. השתמש פינצטה להחזיק ואת הר פיסת תפר משי סטרילי סטרילי (6-0) במרכז הערוץ של micrustell PDMS על ידי ישיבה אותו החריצים בשני הקצוות של הערוץ ( איור 1B-I ). </li></ol> 2. יצירת לשכת גירוי חשמלי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור זוג חתיכות פוליקרבונט מלבניות (אורך x רוחב x עובי: 2 ס&quot;מ x0.85 ס&quot;מ x 0.35 ס&quot;מ) ולהשתמש בהם המסגרת של תא גירוי חשמלי (איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקדחה השנייה 3 מ&quot;מ חורים רחבים מזה 2 סנטימטר לאורך קו האמצע של כל פיסת מסגרת פוליקרבונט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים שתי חתיכות של מוטות פחמן ארוך 1.5 ס&quot;מ. לקדוח חור 1 מ&quot;מ-רחב דרך מוט הפחמן על 3 מ&quot;מ מהקצה. חוטי תיל פלטינה דרך חור מוט פחמן להדק את החוט על ידי לפפת אותה סביב מוט הפחמן. צרף קליפ אל הקצה השני של חוט פלטינה עבור חיבור מאוחר יותר עם ממריץ חשמלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את מוטות פחמן לתוך חתיכות מסגרת פוליקרבונט. מניח את המסגרת התאספה עם מוטות פחמן לתוך באר של צלחת שש היטב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים 2 מ&quot;ל של PDMS לתוך הבאר. לצלול התחתון של מסגרות פוליקרבונט ב PDMS, תוך שמירה על רמת השטח PDMS קרוב אבל לא להגיע לתחתית מוטות פחמן. מחממים בתנור על 70 מעלות צלזיוס למשך 2 h. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את תא הגירוי החשמלי מתוך השישה- צלחת טובה והכניסו אותו שקיק עיקור עבור קיטור עיקור על 121 מעלות צלזיוס במשך 20 דקות. </li></ol> 3. דיסוציאציה אנזימטית של hPSC-CMs <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעורר hPSC כדי להבדיל cardiomyocytes באמצעות פרוטוקול הוקמה 4 . הערה: בקצרה, ליצור cardiomyocytes דרך גופים עובריים הוקמה (EB) ב בינוני פרו גזע באמצעות תוסף רציף עם חלבון morphogenetic העצם 4, גורם הצמיחה הבסיסית fibroblast, Activin, גורם צמיחה אנדותל כלי הדם, ו דיקופ הומולוג 1 4 . השתמש EBS מיום 20-34 של בידול לעשות biowires. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> איסוף EBS מצלחת מצורף נמוך עם קצה P1,000 פיפטה ולהעביר צינור חרוטי. גלולה על ידי צנטריפוגה במשך 5 דקות ב 125 xg ו RT. מחק supernatant ו resuspend גלולה עם מראש מחומם, 37 ° C collagenase סוג אני מכיל 1% deoxyribonuclease אני (DNAse אני). לדגור על 37 מעלות צלזיוס למשך 2 שעותלעיכול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיפים 5 מ&quot;ל של מחומם מראש, 37 ° C לשטוף בינוני ו צנטריפוגות במשך 5 דקות ב 125 XG ו RT. בטל supernatant. Resuspend גלולה עם 2 מ&quot;ל של טריפסין / חומצה ethylenediaminetetraacetic (EDTA) פתרון לדגור 37 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 1 מ&quot;ל של מדיום להפסיק המכיל 3% (v / v) I. DNase </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף מחט 20 G (0.9 מ&quot;מ) כדי מזרק 5 מ&quot;ל ולהעביר את ההשעיה EB דרכו 3-5 פעמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 7 מ&quot;ל של מדיום לשטוף צנטריפוגות ב 280 XG במשך 5 דקות. בטל supernatant. Resuspend הגלולה (IMDM) הבינוני של השינוי של Iscove Dulbecco ולאחסן על קרח. קבע את מספר הסלולרי עם hemocytometer. קח 0.5 x 10 6 תאים גלולים ידי צנטריפוגה ב 280 XG במשך 5 דקות. הסר את supernatant. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טרום מגניב כל הרכיבים ג&#39;ל על קרח לפני ערבוב אותם בתוך שפופרת סטרילית. מערבבים את מרכיבי ג&#39;ל קולגן הבאים (ריכוז סופי): 2.1 מ&quot;ג / קולגן זנב עכברוש מ&quot;ל סוג I, 24.9 גלוקוז מ&quot;מ, 23.8 מ&quot;מ לאא3 CO, 14.3 מ&quot;מ NaOH, 10 HEPES מ&quot;מ, ו מטריקס 10% בטווח הבינוני 1x M199. מוסיפים את הקולגן מטריקס האחרון. מערבבים על ידי pipetting למעלה ולמטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend 0.5 x 10 6 תאים עם 3.5 μL של ג&#39;ל קולגן ומערבבים היטב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש קצה פיפטה P10 להוסיף 4 μL של ההשעיה התא לתוך התעלה 0.5 ס&quot;מ באורך (איור 1B-II). התאם את המיקום של תפר עם מלקחיים סטרילית במידת הצורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכסים את תחתית צלחת פטרי עם שנאגרו מלוחים פוספט סטרילית (PBS), כדי לוודא שלא לגעת בג&#39;ל. לדגור על 37 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החלף את PBS עם 12 מ&quot;ל של מדיום תרבות (למשל, גזע Pro או בינוני המומלץ על ידי היצרן התא), מספיק כדי לכסות את התאים (איור 1B-III). תרבות באינקובטור ב 37 מעלות צלזיוס למשך 1 שבוע. שינוי המדיום פעם ביומיים. </li></ol> 4. גירוי חשמלי טיפוח Biowire <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשנתBSC, להוסיף 2 מ&quot;ל של PBS היטב בכל צלחת שש היטב כי יהיה בית קאמרית חשמלי. להשתמש בפינצטה סטרילי כדי למקם את מכשיר גירוי חשמלי לעקר בעדינות לתוך הבאר. בטל PBS מהבאר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכסים את מוטות פחמן עם 5 מ&quot;ל של מדיום התרבות מחומם מראש. להשתמש בפינצטה סטרילי כדי להרכיב את biowires בתא גירוי חשמלי לכוון אותם בניצב מוטות פחמן (איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את המכסה על גבי צלחת שש היטב, אך להשאיר חוטי פלטינה מספיק לכת מחוץ לצלחת כדי להתחבר עם ממריץ האלקטרוני. מניחים את צלחת שש היטב בתוך תרבית תאים חממה ב 37 ° C ולחבר את חוט פלטינה על חשמלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעורר את biowires באמצעות חשמלי עם ההגדרה הבאה: דופק חוזר בי-פאזית, משך דופק 1-MS, 3 V / סנטימטר, ו 1 דופק לשנייה (PPS). הרם את PPS כל 24 h לערכים הבאים: 1.83, 2.66, 3.49, 40.82, 5.15, ו -6 שינוי המדיום פעם ביומיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים לב התכווצות cardiomyocyte בתגובת גירוי חשמלי תחת מיקרוסקופ בהגדלה 10X. הערה: לאחר שבוע אחד של גירוי, את biowires הופך בוגר (ראה סעיף התוצאות). </li></ol>

<ol><li>Sun, X., Nunes, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overview+of+hydrogel-based+strategies+for+application+in+cardiac+tissue+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Mater%22%5BJournal%5D)">Overview of hydrogel-based strategies for application in cardiac tissue regeneration.</a> Biomed Mater. 10 (3), 034005(2015).</li>
<li>Sun, X., Altalhi, W., Nunes, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vascularization+strategies+of+engineered+tissues+and+their+application+in+cardiac+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Drug+Deliv+Rev%22%5BJournal%5D)">Vascularization strategies of engineered tissues and their application in cardiac regeneration.</a> Adv Drug Deliv Rev. 96, 183-194 (2016).</li>
<li>Hastings, C. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug+and+cell+delivery+for+cardiac+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Drug+Delivery+Reviews%22%5BJournal%5D)">Drug and cell delivery for cardiac regeneration.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 84 (0), 85-106 (2015).</li>
<li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+cardiovascular+progenitor+cells+develop+from+a+KDR%2B+embryonic-stem-cell-derived+population%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Human cardiovascular progenitor cells develop from a KDR+ embryonic-stem-cell-derived population.</a> Nature. 453 (7194), 524-528 (2008).</li>
<li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+matrix+promotes+highly+efficient+cardiac+differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells%3A+the+matrix+sandwich+method%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Extracellular matrix promotes highly efficient cardiac differentiation of human pluripotent stem cells: the matrix sandwich method.</a> Circ Res. 111 (9), 1125-1136 (2012).</li>
<li>Lian, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robust+cardiomyocyte+differentiation+from+human+pluripotent+stem+cells+via+temporal+modulation+of+canonical+Wnt+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Robust cardiomyocyte differentiation from human pluripotent stem cells via temporal modulation of canonical Wnt signaling.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (27), E1848-E1857 (2012).</li>
<li>Snir, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+ultrastructural+and+proliferative+properties+of+human+embryonic+stem+cell-derived+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Assessment of the ultrastructural and proliferative properties of human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 285 (6), H2355-H2363 (2003).</li>
<li>Dolnikov, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+properties+of+human+embryonic+stem+cell-derived+cardiomyocytes%3A+intracellular+Ca2%2B+handling+and+the+role+of+sarcoplasmic+reticulum+in+the+contraction%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells%22%5BJournal%5D)">Functional properties of human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes: intracellular Ca2+ handling and the role of sarcoplasmic reticulum in the contraction.</a> Stem Cells. 24 (2), 236-245 (2006).</li>
<li>Yang, X., Pabon, L., Murry, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+adolescence%3A+maturation+of+human+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Engineering adolescence: maturation of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Circ Res. 114 (3), 511-523 (2014).</li>
<li>Zimmermann, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+engineering+of+a+differentiated+cardiac+muscle+construct%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Tissue engineering of a differentiated cardiac muscle construct.</a> Circ Res. 90 (2), 223-230 (2002).</li>
<li>Radisic, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+assembly+of+engineered+myocardium+by+electrical+stimulation+of+cardiac+myocytes+cultured+on+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Functional assembly of engineered myocardium by electrical stimulation of cardiac myocytes cultured on scaffolds.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (52), 18129-18134 (2004).</li>
<li>Schaaf, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+engineered+heart+tissue+as+a+versatile+tool+in+basic+research+and+preclinical+toxicology%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Human engineered heart tissue as a versatile tool in basic research and preclinical toxicology.</a> PLoS One. 6 (10), e26397(2011).</li>
<li>Tulloch, N. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+engineered+human+myocardium+with+mechanical+loading+and+vascular+coculture%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Growth of engineered human myocardium with mechanical loading and vascular coculture.</a> Circ Res. 109 (1), 47-59 (2011).</li>
<li>Nunes, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biowire%3A+a+platform+for+maturation+of+human+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Biowire: a platform for maturation of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Nat Methods. 10 (8), 781-787 (2013).</li>
<li>Lake, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/protocolexchange/protocols/4049">Microfluidic device design, fabrication, and testing protocols.</a> Protocol Exchange. , (2015).</li>
<li>Shiba, Y., Hauch, K. D., Laflamme, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+applications+for+human+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Pharm+Des%22%5BJournal%5D)">Cardiac applications for human pluripotent stem cells.</a> Curr Pharm Des. 15 (24), 2791-2806 (2009).</li>
<li>Yang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tri-iodo-l-thyronine+promotes+the+maturation+of+human+cardiomyocytes-derived+from+induced+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Cell+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Tri-iodo-l-thyronine promotes the maturation of human cardiomyocytes-derived from induced pluripotent stem cells.</a> J Mol Cell Cardiol. 72, 296-304 (2014).</li>
<li>Zhang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue-engineered+cardiac+patch+for+advanced+functional+maturation+of+human+ESC-derived+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Tissue-engineered cardiac patch for advanced functional maturation of human ESC-derived cardiomyocytes.</a> Biomaterials. 34 (23), 5813-5820 (2013).</li>
<li>Radisic, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+gradients+correlate+with+cell+density+and+cell+viability+in+engineered+cardiac+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Oxygen gradients correlate with cell density and cell viability in engineered cardiac tissue.</a> Biotechnol Bioeng. 93 (2), 332-343 (2006).</li>
<li>Reubinoff, B. E., Pera, M. F., Fong, C. Y., Trounson, A., Bongso, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Embryonic+stem+cell+lines+from+human+blastocysts%3A+somatic+differentiation+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Embryonic stem cell lines from human blastocysts: somatic differentiation in vitro.</a> Nat Biotechnol. 18 (4), 399-404 (2000).</li>
</ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

כתב יד זה מתאר את ההתקנה והטמעה של הפלטפורמה המהונדסת, biowire, כדי לשפר את ההבשלה של hPSC-CMS. המכשיר יכול להתבצע במתקני microfabrication סטנדרטיים, biowires יכול להיות מיוצר עם טכניקות תרבית תאים משותפות לממריץ חשמלי. למיטב ידיעתנו, אין דיווח שיטה דומה biowires. אסטרטגיה זו מגלה כי מאפייני הבשלה משופרים היו תלויים במשטר הגירוי החשמלי, כפי שמעידים הרמה הבשלה יותר שהושגה biowires נתון המשטר כבש את שער גירוי הגבוה...

טיפול המבוסס על תא הוא אחת האסטרטגיות המבטיחות וחקרו ביותר להשיג תיקון / התחדשות לב. הוא נוצל בעזרת הנדסת רקמות לב ואת שיתוף המשלוח של חומרים ביולוגיים 1, 2. רוב המקורות סלולריים הזמינים נחקרו במודלים של בעלי חיים עבור והשפעתם הפוטנציאלית החיובית על פגום, חולה, או לבבות בגילאי 3. בפרט, מאמצים משמעותיים נעשו להשתמש בתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים (hPSC) -derived cardiomyocytes (hPSC-CM), מקור תא עצמי בלתי מוגבל פוטנציאלי עבור הנדסת רקמות לב. hPSC-CMS ניתן להפיק באמצעות פרוטוקולים כמה הוקמו 4, 5, 6. עם זאת, התאים המתקבלים להציג פנוטיפים העובר דמוי, עם מגוון של מאפיינים בשלה לעומת cardiomyocytes חדרית בוגרים 7, </sup&gt; 8. זה יכול להיות מכשול בפני יישום של hPSC-CMS כמודלים של רקמת הלב המבוגר במחקר גילוי סמים בפיתוח מודלים למחלות לב מבוגר 9. על מנת להתגבר על מגבלה זו של בגרות פנוטיפי, גישות חדשות נחקרו באופן פעיל כדי לקדם התבגרות cardiomyocyte. מחקרים מוקדמים גילו תכונות פרו-בשלות יעילות cardiomyocytes עכברוש בילוד באמצעות 10 מכנים מחזוריים או 11 גירוי חשמלי. דחיסת ג&#39;ל גירוי מכאני מחזורי הוצגו גם לשפר היבטים מסוימים של התבגרות hPSC-CM 12, 13, עם שיפור מזערי של נכסי טיפול אלקטרו וסידן. לכן, מערכת פלטפורמה בשם &quot;חוט ביולוגי&quot; (biowire) תוכננה על ידי מתן שני רמזים מבניים stimulatio שדה החשמליn על מנת לשפר את ההבשלה של hPSC-CMS 14. מערכת זו משתמשת בפלטפורמת microfabricated ליצור רקמת לב מיושרת כי ניתן גירוי שדה חשמלי. זה יכול לשמש כדי לשפר את הבגרות המבנית של אלקטרו hPSC-CMS. כאן, אנו מתארים את הפרטים של מה שהופך biowires כזה.

<table><tbody><tr><td>L-Ascorbic</td><td>acid Sigma</td><td>A-4544</td><td>hPSC-CM componet</td></tr><tr><td>AutoCAD Autodesk</td><td>, Inc</td><td></td><td>תוכנה לתכנון מכשיר</td></tr><tr><td>מוטות פחמן, &Oslash; 3 מ"מ</td><td></td><td></td><td>רכיב תא ממריץ חשמלי</td></tr><tr><td>קולגן, סוג 1, זנב עכברוש</td><td>BD Biosciences</td><td>354249</td><td>ג'ל קולגן: 2.1 מ"ג/מ"ל של קולגן זנב חולדה מסוג I ב-24.9 מ"מ גלוקוז, 23.8 מ"מ NaHCO<תת>3</תת->, 14.3 מ"מ NaOH, 10 מ"מ HEPES, ב-1x M199 מדיה עם 10% של מטריג'ל מופחת בגורם גדילה.</td></tr><tr><td>סוג קולגנאז I&nbsp;</td><td>Sigma</td><td>C0130</td><td>0.2% קולגנאז מסוג I (w/v) ו-20% FBS (v/v) ב-PBS עם Ca2+ ו-Mg2+. לעקר עם 0.22 &mu; מ 'מסנן ומכין 12 מ"ל אליקוטים. יש לאחסן בטמפרטורה של -20 מעלות צלזיוס.</td></tr><tr><td>דאוקסיריבונוקלאז I (DNase I)</td><td>EMD Millipore</td><td>260913-25MU</td><td>הכינו תמיסת מלאי של 1 מ"ג/מ"ל DNase I במים. סנן סטרילי ואחסן 0.5 מ"ל אליקוטים ב & מינוס; 20 מעלות; C</td></tr><tr><td>מקדחים ומקדחים (&אוסלאש; 1 מ"מ ו-2 מ"מ)</td><td>Dremel</td><td></td><td>קידוח חורים במסגרות פוליקרבונט</td></tr><tr><td>ממריץ חשמלי</td><td>דשא</td><td>s88x</td><td></td></tr><tr><td>סרום בקר עוברי (FBS)</td><td>WISENT Inc.</td><td>080-450</td><td></td></tr><tr><td>D-(+)-גלוקוז&nbsp;</td><td>Sigma</td><td>G5767</td><td>רכיב ג'ל קולגן</td></tr><tr><td>L-גלוטמין</td><td>תרמו פישר 25030081</td><td></td><td></td></tr><tr><td>H2O</td><td>MilliQ</td><td></td><td>18.2 M&Omega; &middot; ס"מ ב-25 מעלות; C, אולטרה-טהור, כדי להפוך את כל הפתרונות</td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Sigma</td><td>H4034</td><td>רכיב ג'ל קולגן</td></tr><tr><td>פלטה חמה</td><td>טורי פיינס</td><td>HS40</td><td></td></tr><tr><td>Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMDM)</td> <td>Thermo Fisher Scientific</td><td>12440053</td><td></td></tr><tr><td>Mask</td><td>aligner EVG&nbsp;</td><td>EVG 620</td><td></td></tr><tr><td>Matrigel, מקדם גדילה מופחת&nbsp;</td><td>Corning</td><td>354230</td><td>רכיב ג'ל קולגן</td></tr><tr><td>בינוני 199 (M199)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>11825015</td><td>רכיב ג'ל קולגן</td></tr><tr><td>מונותיוגליצרול (MTG)</td><td>Sigma</td><td>M-6145</td><td>hPSC-CM מרכיב מדיה תרבית</td></tr><tr><td>שייקר אורביטלי</td><td></td><td>VWR 89032-088</td><td></td></tr><tr><td>פניצילין/סטרפטומיצין (P/S)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>15070063</td><td></td></tr><tr><td>תמיסת מלח חוצצת פוספט (PBS) עם Ca2+ ו-Mg2+&nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>14040133</td><td></td></tr><tr><td>Plate (6 בארות)</td> <td>Corning</td><td>353046</td><td></td></tr><tr><td>Plate (6 בארות), חיבור נמוך</td><td>Corning</td><td>3471</td><td></td></tr><tr><td>חוטי פלטינה, 0.2 מ"מ</td><td></td><td></td><td>רכיב תא סטימולטור חשמלי</td></tr><tr><td>Polydimethylsiloxane (PDMS)</td> <td>Dow Corning</td><td>Sylgard 184</td><td></td></tr><tr><td>פרופילן גליקול מונומתיל אתר אצטט (PGMEA)</td><td>איילה & אינגלס בע"מ</td><td></td> לפיתוח נרתיק <td>הוופל</td></tr><tr>, <td>ממירים</td><td>פתוחים לקלף</td><td>92308</td><td>לעיקור קיטור</td></tr><tr><td>פרוסת סיליקון, 4 אינץ'</td><td>UniversityWafer Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>נתרן ביקרבונט (NaHCO3)</td><td>Sigma</td><td>S5761</td><td>רכיב ג'ל קולגן</td></tr><tr><td>נתרן הידרוקסיד</td><td>Sigma</td><td>S8045</td><td>רכיב ג'ל קולגן</td></tr><tr><td>Sprin Coater</td><td>מערכות ציפוי מיוחדות</td><td>G3P-8</td><td></td></tr><tr><td>StemPro-34 מדיום תרמו</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>10639011</td><td>מדיום תרבית hPSC-CM. להכנת 50 מ"ל, הוסף תוספת של 1.3 מ"ל, 500 &mu; L של 100 פעמים; L-גלוטמין, 250 ו-mu; ליטר של 30 מ"ג/מ"ל טרנספרין, 500 &mu; ליטר של 5 מ"ג/מ"ל חומצה אסקורבית, 150 &mu; L של 26 &mu; l/2 מ"ל מונותיוגליצרול (MTG), ו-500 &mu; L (1%) פניצילין/סטרפטומיצין.</td></tr><tr><td>עצור מדיה</td><td></td><td></td><td>מדיום כביסה: FBS (1:1)</td></tr> <tr><td>SU-8 50&nbsp;</td><td>MicroChem Corp.</td><td></td><td>פוטו-רזיסט, רכיב ראשי</td></tr><tr><td>SU-8 2050&nbsp;</td><td>MicroChem Corp.</td><td></td><td>photoresist, רכיב ראשי</td></tr><tr><td>Transferrin</td><td>Roche</td><td>10-652-202</td><td>hPSC-CM componet מדיה תרבית</td></tr><tr><td>Trypsin/EDTA, 0.25%</td> <td>Thermo Fisher Scientific</td><td>25200056</td><td>hPSC-CM componet מדיה תרבית</td></tr><tr>מדיום<td>שטיפה</td><td></td><td></td><td>IMDM המכיל 1% פניצילין/סטרפטומיצין</td></tr></tbody></table>

התבגרות של האדם גזע גזע נגזר cardiomyocytes ב ביאוירס באמצעות גירוי חשמלי

Maturation of Human Stem Cell-derived Cardiomyocytes in Biowires Using Electrical Stimulation

גזע פלוריפוטנטיים האנוש cardiomyocytes התא נגזר (hPSC-CMS) היה מקור תא הבטיח ובכך עודד את החקירה של היישומים הפוטנציאליים שלהם במחקר לב, כוללים גילוי תרופות, דוגמנות מחלה, הנדסת רקמות, ורפואת רגנרטיבית. עם זאת, תאים המיוצרים על ידי פרוטוקולים קיימים להציג מגוון של בגרות לעומת cardiomyocytes חדרית בוגרי ילידים. מאמצים רבים נעשו כדי להבשיל hPSC-CMS, עם התבגרות מתונה בלבד שהושגה עד כה. לכן, מערכת מהונדסת, שנקראה biowire, כבר המציאה ידי מתן שני רמזים פיסיים חשמל להוביל hPSC-CMS למצב בשל יותר במבחנה. המערכת משתמשת בפלטפורמה microfabricated זרע hPSC-CMS מסוג קולגן אני ג&#39;ל לאורך תפר תבנית נוקשה להרכיב לתוך רקמת לב מיושר (biowire), הכפופה גירוי שדה חשמלי בתדירות גוברת בהדרגה. בהשוואה לקבוצת ביקורת nonstimulated,מגורה biowired cardiomyocytes להפגין תואר משופר של התבגרות מבנית אלקטרו. שינויים כאלה הם תלויים שיעור הגירוי. כתב יד זה מתאר בפירוט את העיצוב והיצירה של biowires.

הרציונל לשימוש תפר את biowires הוא לשמש כתבנית ליצירת מבני 3D כי ליישר ב ציר אחד לחקות את הצורה של סיבי לב. אנו מראים כי לאחר שבעה ימים של תרבות biowire, תאים שופצו הג&#39;ל ברחבי (איור 3 א) התפר. התאים נאספו לאורך הציר של התפר כדי ליצור מיושר ברקמת לב (איור 3). לאחר 7 ימים של preculture, את biowires נחשף 7 ימים של גירוי שדה חשמלי הציגו עוד תכונות תואמות התבגרות מבנית ותפקודית של שריר לב. <p class="jove_content...

הפלטפורמה biowire הלב היא שיטה חוץ גופית המשמשת להבשיל עובריים אנושיים cardiomyocytes הנגזרות תאי גזע מושרים (hPSC-CM) על ידי שילוב טיפוח התא תלת ממדי עם גירוי חשמלי. כתב יד זה מציג את ההגדרה המפורטת של פלטפורמת biowire לב.

התבגרות של האדם גזע גזע נגזר Cardiomyocytes ב ביאוירס באמצעות גירוי חשמלי

Human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hPSC-CMs) have been a promising cell source and have thus encouraged the investigation of their ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא להשתמש בשיטות גידול תאים תלת-ממדיות מבוקרות בגירוי חשמלי כדי לקדם את הבשלות של קרדיומיוציטים המופקים מתאי גזע עובריים אנושיים ומתאי גזע פלוריפוטנטיים מושראים. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום הנדסת רקמות הלב, כולל כיצד פרמטרים שונים של גירוי חשמלי או משך הזמן משפיעים על תפקוד התאים הלבביים ועל מצב הבשלות שלהם. התוצאות הסופיות הן רקמות לב אנושיות מהונדסות בעלות רמת בשלות משופרת.ההשלכות של טכניקה זו משתמעות ליישומים דיאגנוסטיים, כגון בדיקת הבטיחות והיעילות של תרופות חדשות, מכיוון שקרדיומיוציטים בעלי מאפיינים בוגרים, כגון הולכה חשמלית, צפויים לשמש כמודלים מדויקים יותר של תאי לב אנושיים במחקרי סריקת תרופות. ערבבו את המונומר של ה-PDMS ואת חומר ההקשיה ביחס של 10:1 וערבבו היטב. המתינו חמש דקות לצורך ניקוז בועות גז.לאחר מכן, מלאו צלחת פטרי המכילה את התבנית הראשית לחוטי הביו (biowire) בתערובת ה-PDMS. השתדלו למזער את היווצרות בועות האוויר. לאחר מכן, הקשיחו את ה-PDMS בטמפרטורה של 70 degree Celsius למשך שעתיים.לאחר מכן, הוציאו את התבנית שהתגבשה תחילה באמצעות להב חד מסביב לקצוות ולאחר מכן קלפו אותה. לאחר מכן, קצצו את עודפי ה-PDMS ואספו את כל התבניות לשקית עיקור. עקרו את התבניות באוטוקלאב בקיטור בטמפרטורה של 121 °C למשך 20 דקות.לאחר מכן, העבירו כל תבנית אל צלחת פטרי סטרילית תחת אוורור של קבינה לבטיחות ביולוגית. כעת, עבור כל תבנית, השתמשו בפינצטה כדי להניח חתיכה של תפר משי סטרילי 6.0 בתוך החריץ לאורך כל התעלה. לאחר מכן התבניות מוכנות לזריעת תאים.התפר ישמש כתבנית ליצירת מבנים תלת-ממדיים המיושרים לאורך ציר התפר, המדמים את צורתם של סיבי הלב. עבור כל תא, הכינו זוג חלקי פוליקרבונט מלבניים שישמשו כמסגרת לתא הגירוי החשמלי. חררו שני חורים ברוחב שלושה מילימטרים, במרחק של שני סנטימטרים זה מזה, לאורך קו האמצע של כל חלק.עבור כל תא הכינו שני מוטות פחמן באורך 1.5 סנטימטר. קדחו חור ברוחב מילימטר אחד במרחק של כ-3 מילימטרים מקצהו של כל מוט. לאחר מכן, השחילו חוט פלטינה בכל חור וכרכו קצה אחד של החוט סביב המוט.בשלב הבא, עבור כל תא, הכניסו שני מוטות בין שני חלקי פוליקרבונט ליצירת מסגרת. לאחר מכן, שפכו כ-2 mL של PDMS לתוך באר של פלטת 6 בארות והניחו את המסגרת לתוך הבאר עם ה-PDMS, כך שחלקן התחתון של המסגרות יהיה טבול. בצעו פילמור (Cure) של ה-PDMS בטמפרטורה של 70 °C למשך שעתיים, כדי שה-PDMS יקבע את המסגרת.לאחר מכן, הסירו מהלוח את התא המושלם עם ה-PDMS המחובר אליו. כדי לבחון את תפקודו של תא מורכב, חברו את חוטי הפלטינה לסוללה והשתמשו בוולטמטר כדי לוודא שזרם חשמלי עובר דרך המוטים. כעת העבירו את התאים התקינים לשקית עיקור ובצעו עיקור בקיטור למשך 20 דקות בטמפרטורה של 121 degree celsius כדי להכינם לתרבית תאים.להכנת הג'ל, קוררו מראש את כל רכיבי הג'ל על קרח לפני ערבובם בשפופרת סטרילית. וודאו שאת הקולגן והמטריצה החוץ-תאית מוסיפים אחרונים, וערבבו את הרכיבים באמצעות פיפטור. עבור התאים, השתמשו בקרדיומיוציטים שהובחנו מתאי גזע אנושיים פלוריפוטנטיים.אספו את התאים ועבור כל הכנה של חוט ביולוגי (biowire) הכינו 3.5 µL של ג'ל קולגן המכיל חצי מיליון תאים. כעת, השתמשו בטיפ פיפט P10 כדי להטעין כ-4 µL של תסמין לתוך תבנית התעלה באורך 0.5 cm בכל צלחת. כווןו את מיקום התפר באמצעות פינצטה סטרילית לפי הצורך, כך שיהיה מתוח לחלוטין.לאחר זריעת התאים, יש להקפיד תמיד להס suspending מחדש את תערובת הג'ל והתאים לפני ההכנסה לאוטוקלאב כדי להבטיח תוצאות עקביות. לאחר מילוי התעלות, כסו את תחתית הצלחת ב-PBS סטרילי, תוך הקפדה לא לגעת בג'ל. פעולה זו תבטיח שהחוטים הביולוגיים (biowires) לא יתייבשו במהלך הפולימריזציה.לאחר דגירה של החוטים הביולוגיים (biowires) בטמפרטורה של 37 °C למשך 30 דקות, החליפו את ה-PBS בכמות מספקת של מצע גידול שתכסה את התאים. 12 milliliters הם בדרך כלל מספיקים. לאחר מכן, גדלו את התאים בצלחת למשך שבוע והחליפו את המצע מדי יומיים.בתוך קבנית ביטחון ביולוגית, הוסיפו שני מיליליטר של PBS לכל באר בצלחת בעלת שש בארות שתשמש כחדר לגירוי חשמלי. לאחר מכן, השתמשו בפינצטה סטרילית כדי להניח בעדינות את התקני האוטוקלב בתוך הבארה. לאחר שהגיעו למקומם, השליכו את ה-PBS והחליפו אותו בחמישה מיליליטר של מצע חם, אשר צריך לכסות את מוטות הפחמן לחלוטין.לפני תרבית התאים למשך 24 שעות, יש לבחון את יכולת הכיווץ של הקרדיומיוציטים בתגובה לגירוי חשמלי כדי לוודא שהתאים קולטים את הגירוי החשמלי ומגיבים בכיווצים. לאחר מכן, יש להניח את החוטים הביולוגיים (biowires) לתוך תא הגירוי החשמלי ולכוון את התעלות בצורה ניצבת למוטות הפחמן. יש להוציא את חוטי הפלטינה הרחק מהפלטה ולאחר מכן לכסות את הפלטות.חברו את החוטים לגרייה חשמלית. הגדירו את הגרייה למסירת פולסים דו-פאזיים באורך של one millisecond בתדר של one hertz ובמתח של three volts per centimeter. לאחר מכן, העבירו את הדגימות בגרייה החשמלית לאינקובטור בטמפרטורה של 37 degree celsius.העלה את קצב הגירוי באופן הדרגתי בכל 24 שעות, מ-one hertz ביום אפס ועד ל-six hertz ביום השישי. במהלך שבוע תרבית זה, החלף את המצע בכל יום שני. ובדוק את כושר התכווצות התאי השריר הלבבי (cardiomyocytes) על בסיס יומי.לאחר שבעה ימים של תרבית מקדימה ב-biowire, התאים עיצבו מחדש את הג'ל מסביב לתפר. התאים התארגנו לאורך ציר התפר כדי ליצור רקמת לב מיושרת. התאים ביטאו חלבונים מכווצים של הלב, הראו פסאות סרקומריות במנגנון הכיווץ, והמיופיברילים שלהם היו מיושרים לאורך ציר התפר.תאים בביו-חוט (biowire) הראו שיעורי התרבות נמוכים יותר מאשר תאים בגופי עובר (embryoid bodies). הטיפול בסידן השתפר באופן משמעותי בקרדיומיוציטים שגודלו בביו-חוטים. טיפול בקפאין השרה שחרור פתאומי של סידן מהרשת הסרקופלזמית.טרנזיינטים אלו נמצאו רק בתאים שעברו גרייה. נמצאו גם אמפליטודות של שחרור סידן גבוהות משמעותית, התלויות בתדירות הגרייה. בנוסף, קרדיומיוציטים שגודלו ב-biowires הראו צפיפויות זרם גבוהות יותר של hERG ושל inward rectifier בהשוואה לגידול ב-embryoid bodies, דבר שהוגבר עוד יותר על ידי גרייה חשמלית.הזרם המיושב פנימה (inward rectifier current) המשופר היה עקבי עם ביטוי מוגבר של הגן לערוץ האשלי של האספרים, KCN J2. האוטומטיות, היכולת לפעום באופן ספונטני, הייתה גבוהה באופן משמעותי בקרדיומיוציטים שהופקו מגופי עיבר (embryoid bodies) בהשוואה לבי-ויירים (biowires) של בקרה. קבוצת הבקרה הראתה אוטומטיות דומה להתכנית של הבי-ויירים שהוכפחו למשטר של 6 hertz. לאחר רכישת המיומנות, ניתן להקים את מערך הבי-ויירים בחצי יום.הגדרת הגירוי החשמלי תארך מספר שעות וניתן להגיע לתוצאות הסופיות תוך שבועיים. בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לזכור שתאי שריר לב (cardiomyocytes) שהבדילו משורות תאים שונות או באמצעות פרוטוקולים שונים עשויים להשתנות מעט בבשלותם ובטוהרתם. לפיכך, ייתכן שיהיה צורך לבצע אופטימיזציה של הפרמטרים הניסויים, כגון קצב הגירוי, בהתאמה לתאים שלכם.בעקבות הליך זה, ניתן לבצע אופטימיזציה לתנאים אחרים, כולל שינוי בהרכב התאי ושימוש בתאי שריר לב (cardiomyocytes) מוטנטיים, כדי לענות על שורה של שאלות נוספות.

maturation-human-stem-cell-derived-cardiomyocytes-biowires-using

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

ביולוגיה התפתחותית

הקמנו פרוטוקול לזירוז של cardioblasts ישירה אנושי לתאי גזע עובריים pluripotent נשמר בתנאים מוגדרים עם מולקולות קטנות, המאפשרת גזירת אספקה ​​גדולה של אבות לב האדם תפקודי הלב וכלי הדם cardiomyocytes עבור התיקון.

גזירת יעיל של מבשרי לב cardiomyocytes האדם מן האדם תאים pluripotent גזע עובריים עם אינדוקציה מולקולה קטנה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול התמיינות קרדיומיוציטים חזק, מהיר וניתן להרחבה עבור תאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים (hPSCs). קרדיומיוציטים המופקים בשיטה בקנה מידה גדול זה יכולים לספק מספר תאים מספיק לשימוש יעיל בהם במודלים של מחלות לב וכלי דם בבני אדם, סינון תרופות בתפוקה גבוהה ויישומים קליניים פוטנציאליים.

ייצור בקנה מידה גדולה של cardiomyocytes מתאי גזע פלוריפוטנטיים אדם באמצעות פרוטוקול בידול מולקולה קטן המבוססת לשחזור ביותר

אפיון אלקטרופיזיולוגי של cardiomyocytes הנגזר האדם בתאי גזע Pluripotent (hPSC-CMs) הוא קריטי עבור מודלים של מחלות לב ולקביעת תגובות סמים. פרוטוקול זה מספק את המידע הדרוש כדי לנתק צלחת hPSC-CMs על מערכים אלקטרודה רב, למדוד את פוטנציאל השדה שלהם, וכן שיטה לניתוח QT ו RR מרווחי.

ניתוח אלקטרופיזי של האדם Pluripotent גזע גזע נגזר Cardiomyocytes (hPSC-CMs) באמצעות מערכים אלקטרודה רב (MEAs)

כאן, אנו מציגים שיטה יעילה לרתום את הפוטנציאל בידול הלב של מקורות צעיר של גזע mesenchymal האנושי על מנת ליצור תאים פונקציונלית, קבלנות, כמו cardiomyocyte אין ויטרו.

במבחנה הבידול של גזע Mesenchymal אנושי לתוך תאים דמויי Cardiomyocyte תפקודית

כאן אנו מציגים פרוטוקול על הדרכת אוכלוסיה התא באמצעות גירויים חשמליים ומכניים הדמיית פיזיולוגיה של הלב. גירוי מכאני חשמלי זה משפר את הפוטנציאל cardiomyogenic של תאים שטופלו, אסטרטגיה מבטיח טיפול בתאי נוספת, מידול המחלה, והתרופות הקרנה.

גירויים חשמליים ומכניים בו זמנית כדי לשפר את פוטנציאל Cardiomyogenic של תאים

מאמר זה מכיל קבוצה של פרוטוקולים לפיתוח של האדם המושרה הנגרמת לתאי גזע (היפנוsc-CM) רשתות המתורבתות על לוחות בעלי השפעה מרובת המידות כדי electroporate הפיך קרום התא עבור מדידות פוטנציאליות פעולה. הקלטות תפוקה גבוהה מתקבלות מאותם אתרי תא במשך ימים ברציפות.

האדם הנגזר iPSC האנטי נטוורקס רשתות על Multiwell מיקרו מערכים אלקטרודה לפעולה ונשנים הקלטות פוטנציאליות

פרוטוקול זה מתאר את ההליך עבור הנחת פרוסות לב של האדם לניסויים פרה-קליניים ופרטים השימוש במיפוי אופטי עבור הקלטת מתח טרנסממברניות ואותות סידן תאיים בו מפרוסות אלה.

מיפוי אופטי של הערכת החשמל לניתוחי לב באמצעות מתח כפול וסידן

קרדיומיוציטים פלוריפוטנטיים המושרים על ידי תאי גזע אנושיים (hiPSC-CMs) מציעים חלופה לשימוש בבעלי חיים לבדיקת רעילות לב פרה-קלינית. מגבלה לאימוץ נרחב של hiPSC-CMs בבדיקת רעילות פרה-קלינית היא הפנוטיפ הלא בשל, דמוי העובר של התאים. מוצגים כאן פרוטוקולים להבשלה חזקה ומהירה של hiPSC-CMs.

בדיקת קרדיוטוקסיות בתפוקה גבוהה באמצעות מונושכבות קרדיומיוציטים פלוריפוטנטיים המושרים על ידי בני אדם בוגרים

כאן, אנו מדגימים שיטה לא פולשנית להערכת התכווצות מכשור רפואי לבבי באמצעות חד-שכבות דו-ממדיות של קרדיומיוציטים פלוריפוטנטיים המושרים על ידי בני אדם (hiPSC-CM), מצופות על מצע גמיש, יחד עם מיקרוסקופ מבוסס וידאו. כלי זה יהיה שימושי להערכה חוץ גופית של תכונות התכווצות של מכשירי אלקטרופיזיולוגיה לבבית.

הערכה של טיפול אפנון התכווצות הלב בקרדיומיוציטים דו-ממדיים שמקורם בתאי גזע אנושיים

כאן, מתוארת שיטה מבוססת לביצוע מדידות התכווצות וסידן בקרדיומיוציטים שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים על ידי בני אדם באמצעות פלטפורמה מבוססת אופטיקה. פלטפורמה זו מאפשרת לחוקרים לחקור את השפעת המוטציות ואת התגובה לגירויים שונים באופן מהיר וניתן לשחזור.

מדידות בזמן אמת של פרמטרים של סידן והתכווצות בקרדיומיוציטים פלוריפוטנטיים המושרים על ידי תאי גזע המושרים על ידי בני אדם

מוצגת שיטה הניתנת לשחזור ליצירת רקמות שריר הלב תלת מימדיות המשלבות כתיבה אלקטרו-ספינינג נמס (MEW), פיגומי פוליקפרולקטון (PCL) והידרוג'לים פיברין עם קרדיומיוציטים ופיברובלסטים שמקורם ב-hiPSC. טכניקה זו מציעה שליטה מדויקת על ארכיטקטורת הפיגומים וניתן ליישם אותה בבדיקות תרופות פרה-קליניות ובמודלים של מחלות לב.

יצירת רקמת שריר הלב האנושית בתלת מימד באמצעות כתיבה אלקטרו-ספינינג נמס של פיגומי פוליקפרולקטון ותאי לב שמקורם ב-hiPSC

למדו שיטת ביואור לבבית להבשלת cardiomyocytes מגזע עוברי אנושי ותאי גזע פלוריפוטנטיים באמצעות גירוי חשמלי בתלת מימד. שיטה זו משפרת את הבשלות התפקודית לבדיקת תרופות ומהווה מודל מדויק יותר לתאי לב אנושיים.

התבגרות של האדם גזע גזע נגזר Cardiomyocytes ב ביאוירס באמצעות גירוי חשמלי

גלה סרטונים נוספים