幹細胞は、心筋損傷を有する個人の潜在的な治療法として継続的に調査されるが、損傷した組織内での生存率および保持率の低下は、長期的な有効性に影響を与える可能性がある。本稿では虚血再灌流傷害のマウスモデルにおける幹細胞送達の代替方法を述べる。
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この記事について
サマリー
要約
心筋損傷を有する個人における心機能回復のための幹細胞(SC)の使用に大きな関心がある。最も一般的には、心筋幹細胞療法は、心筋損傷の誘発と同時にSCを送達することによって研究される。しかし、このアプローチは2つの大きな制限を提示する:初期の敵対的な炎症促進虚血環境は移植されたSCの生存に影響を与える可能性があり、それはSCが使用される可能性が高い亜急性梗塞シナリオを表すものではありません。ここでは、虚血再灌流傷害の誘導および間葉系幹細胞(MCs)の送達のための2部構成の一連の外科的処置について説明する。幹細胞投与のこの方法は、初期免疫応答を回避することによって損傷した組織の周りに長い生存率および保持を可能にし得る。間葉系幹細胞の送達を伴うマウス(3.0 x105)で虚血再灌流傷害のモデルを誘発し、構成的に発現したCMVプロモーターの下でレポーター遺伝子ホタルルシファーゼを安定的に発現し、7日後に心内に発現した。動物は、それぞれ細胞の傷害および注射の確認のために超音波および生物発光画像を介して画像化した。重要なことに、SC配信に対してこの2つの手順アプローチを実行する場合、合併症率は追加されなかった。この幹細胞投与方法は、最先端のレポーター遺伝子の利用と共に、臨床的に一般的に見られる慢性虚血の状況における移植SCの生存率および保持のインビボ研究を可能にし、同時に初期の炎症反応を回避することができる。要約すると、我々は、損傷した組織の再生を促進する潜在的な新しいアプローチとして使用することができる心筋への幹細胞の遅延送達のためのプロトコルを確立した。
概要
心血管疾患は、世界的に罹患率と死亡率の最も一般的な原因であり続けています。心臓虚血性事象は心筋および周囲の細胞1の全機能に有害であることが分かった。心筋細胞の̴0.45~1.0%だけが、心筋損傷が起こった後、毎年再生する。治療の開発に対する需要の高まりと本質的な焦点にもかかわらず、負傷した組織の再生を助ける治療法は確立するのが困難であり、さらに最適化33、4、54,5を必要としている。幹細胞療法は、虚血性のイベントの後に損傷した組織を若返らせるための代替パスとして導入されています。しかし、これらの治療法の進歩は、細胞の限られた生存と保持によって、傷ついた領域6に挑戦されてきた。
虚血性イベント後の心臓の微小環境は、低酸素、酸化促進、および炎症促進として特徴付けることができ、生存のために適応する治療幹細胞に対する敵対的な条件を提示する7,8。8免疫応答が傷害に続いて引き起こされると、ナイーブリンパ球、マクロファージ、好中球および肥満細胞....
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プロトコル
実験は、雌のC57BL/6マウス、10〜12週齢および20〜25g体重に対して行った。すべての動物の手順は、実験動物のケアと使用のためのガイドに記載されている基準に準拠しました (実験動物資源研究所, 米国科学アカデミー, ベセスダ, MD, 米国) メイヨークリニック医科大学施設動物ケア使用委員会によって承認されました (IACUC).
1. 準備と挿管
- 手術前に手術器具をすべてオートクレーブ。1回のセッションで複数の手術を行う場合は、各動物の後に器具を清掃し、ホットビーズ滅菌器を使用して再殺菌します。
- 誘導室の1 L/分O2 で3.5-4%のイソフルランでマウスを麻酔します。
- ブプレノルフィンSRを皮下(鎮痛)皮下1mg/kg(鎮痛)に投与し、動物の重量を量り、人工呼吸器に重量を入力する。
- 胸骨から肩のレベルまで胸の左側を剃り、余分な毛皮を取り除くために脱毛クリームを塗ります。
- 虚血再灌流手順については、2cmH2Oで人工呼吸器上の正の終止め圧力(PEEP)を維持2する。細胞の遅延注入の場合、肺崩壊を防ぐためにPEEPを3cmH2Oに変更する。
- 20G気管チューブを使用して動物を挿管し、35〜37°Cの体温を維持するために制御された加熱パッドに移す。
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結果
0日目にマウスで虚血再灌流傷害を誘発し、続いて幹細胞移植の前日に術後心エコー図と心電図を行った。超音波および心電図分析は梗塞を確認し、心室収縮機能を低下させた(図1A-D)。さらにデータを調べると、虚血性損傷を受けたマウスでは駆出率および分数短縮率が減少し、期末拡張期および収縮期の体積が増加した(表1)。正常なマウス心臓(図2A)と比較して、外傷後7日目の心筋組織のマッソントリクローム染色(図2B)は、左心室壁のコラーゲン沈着および薄化の増加を示した。2番目の手順は、傷害の7日後に行われた。マウスは間葉系幹細胞の心筋内注射(3.0 x 105 in 20 μL PBS)を与えられ、構成的に発現したCMVプロモーター下でレポーター遺伝子ホタルルシファーゼを安定的に発現させた。インビボ生物発光画像(BLI)は、幹細胞注入の翌日に完了し、注射に成功したことを確認した。MCの正常.......
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ディスカッション
世界中で8500万人以上の人々が心血管疾患の影響を受けています3.これらの虚血性事象の高い有病率は、損傷した組織の再生を促進するための代替療法のさらなる開発および拡大を保証する。従来の方法は、治療剤1のその後の投与を伴う急性の設定で虚血再灌流手順を利用する。炎症反応は、心臓虚血性イベントを開始してから3〜4日間のピークにあり、好中球、マクロファージ、および増加したサイトカインシグナル10、12,の浸潤を伴う。死細胞分離のこの期間の後、一次免疫応答は、リモデリング相13に向かって沈静化および移行し始める。さらに、臨床現場で提示されたのと同じシナリオで治療を調査することが重要です。本稿では、核血性マウスから得られた代表的な結果を示し、MSCの注射が遅れた二重外科的処置の実現可能性および安全性を実証している。このアプローチは、心筋虚血動物モデルだけでなく、炎症が重要な役割を果たす可能性.......
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開示事項
著者らは開示するものは何もない。
材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.9% NaCl 灌漑、USP | Baxter | 0338-0048-04 | |
| 11x12" プレス n' シール外科用ドレープ、オートクレーブ可能な | SAI Infusion Technologies | PSS-SD | |
| 24G 3/4" IV カテーテル チューブ | Jelco | 4053 | |
| 28G x 1/2" 1mL アレルギー注射器 | BD | 305500 | 鎮痛剤 |
| の注射 30G x 1/2" 3/10cc インスリン注射器 | Ulticare | 08222.0933.56 | 幹細胞の注入 |
| 6-0 S-29、12インチ Vicryl 縫合 | Ethicon | J556G | 肋間、表在筋、皮膚層切開閉鎖 |
| 9-0 BV100-4、5インチ エチロン縫合 | Ethicon | 2829G | LAD動脈の結紮 |
| 吸収性アンダーパッド | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 14-206-64 | 動物の |
| 下用アルコール準備パッド、2層、中 | Coviden | 6818 | |
| 防曇フェイスマスク | Halyard | 49235 | |
| ボン斜視はさみ、湾曲、鈍い | ファインサイエンスツール | 14085-09 | |
| ブプレノルフィン HCL SR LAB 1mg/ml、5 ml | ZooPharm Pharmacy | ブプレノルフィン麻薬性鎮痛薬 吸収を遅らせるポリマーで配合され、作用の持続時間を延長します (72 時間の持続時間アクティビティ)。 | |
| Castroviejoニードルホルダー、湾曲 | ファインサイエンスツール | 12061-01 | |
| リティ滅菌ガーゼスポンジ | Coviden | 397310 | |
| 縫合タイイング鉗子、45角度曲げ | ファインサイエンスツール | 11063-07 | |
| カミソ | ウォール | 毛皮除去 | |
| イソフルラン100ml | カーディナルヘルス | PI23238麻酔薬 | |
| 白衣 | |||
| Monoject 1 mL 皮下注射器 | Coviden | 8881501400 | |
| Moria 虹彩鉗子、湾曲、鋸歯状 (x2) | Fine Science Tools | 11370-31 | |
| Moria speculum retractor | Fine Science Tools | 17370-53 | |
| マウス気管内挿管キット | Kent Scientific | ||
| Nair脱毛クリーム | ジョンソン &ジョンソン | 毛皮の取り外し | |
| Optixcareの目の潤滑油 | Aventix | 滅菌眼の潤滑油 | |
| Physiosuiteの人工呼吸器 | ケント科学 | ||
| 的なPolyEのポリエチレンの管 | ハーバードの器具 | 72-0191 | LADの動脈の一時的な圧縮 |
| Povidone-ヨードの綿棒 | PDI | S41125 | |
| メス、10ブレード | バードパー | カー371610 | |
| インチ綿チップアプリケーター | ディナルヘルス | C15055-003 | |
| 6インチテーパーコットンチップアプリケーター | ピューリタン | 25-826-5WC | |
| 滅菌手袋 | ディナルヘルス | N8830 | |
| ポーチメ | ドライン | MPP100525GS | |
| 手術キャップ | |||
| 手術用顕微鏡 | ライカ | M125 | |
| 縫合糸結束鉗子、ストレート (x2) | ファイン サイエンス ツール | 10825-10 | |
| トランスポア サージカル テープ | 3M | 1527-1 | |
| トリプル 抗生物質軟膏 | G&W Laboratories | 11-2683ILNC2 | 感染を防ぐための局所アプリケーション |
| Vannas-Tübingen スプリングはさみ、湾曲 | ファインサイエンスツール | 15004-08 | |
| Vetflo 気化器 | ケントサイエンティフィック |
参考文献
- Franchi, F., et al. The Myocardial Microenvironment Modulates the Biology of Transplanted Mesenchymal Stem Cells. Molecular Imaging Biology. , (2020).
- Bergmann, O., et al. Evidence for cardiomyocyte renewal in humans. Science. 324 (5923), 98-....
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再版と許可
