Name: 정의 인간 공학 심장 조직의 건설 심장 세포 치료의 메커니즘을 연구하는 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 51 s
Description: 학습하세요 정의된 인간 공학 심장 조직을 만드는 방법을 통해 심장 세포 치료의 메커니즘을 연구하고 심장 질환 치료를 위한 새로운 플랫폼을 개발하는 것입니다.

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이 작품은 TJC, KDC, 미국 BDG 홍콩 TRS T13-706 / 11 (KDC), NIH (R01 HL113499)의 연구 보조금위원회에 NIH / NHLBI PEN 계약 HHSN268201000045C에 NIH (1F30HL118923-01A1)에 의해 지원되었다 추가 자금을 RL하는 NIH DRB 5T32GM008553-18에 의해 시스템 및 발달에 NIDCR - 학제 간 교육에 traineeship로 TJC에 제공 한 심장 협회 (12PRE12060254) RJ, 그리고 홍콩 특별 행정구의 연구 그랜트위원회 (/ 11 T13-706가 TBRS) 생물학, 출생 결함 T32HD075735. 저자는 또한 감사 기술 지원을위한 생물 반응기 및 Mamdouh Eldaly 가공과 지원을 뉴욕의 도시 대학은 Zahn 센터에서 아서 Autz을 인정하고 싶습니다. 우리는 또한 아낌없이 인간 중간 엽 줄기 세포를 제공하기 위해 심장 차별화에 대한 조언 박사 케네스 Boheler, 박사 여호수아 토끼 감사합니다.

<ol><li>Serrao, G. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocyte-depleted+engineered+cardiac+tissues+support+therapeutic+potential+of+mesenchymal+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Myocyte-depleted engineered cardiac tissues support therapeutic potential of mesenchymal stem cells.</a> Tissue Eng. Part A. 18 (13-14), 1322-1333 (2012).</li>
<li>Hansen, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+drug+screening+platform+based+on+engineered+heart+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Development of a drug screening platform based on engineered heart tissue.</a> Circ. Res. 107 (1), 35-44 (2010).</li>
<li>Fink, C., Ergün, S., Kralisch, D., Remmers, U., Weil, J., Eschenhagen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+stretch+of+engineered+heart+tissue+induces+hypertrophy+and+functional+improvement%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">Chronic stretch of engineered heart tissue induces hypertrophy and functional improvement.</a> FASEB J. 14 (5), 669-679 (2000).</li>
<li>Yildirim, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+biological+ventricular+assist+device%3A+preliminary+data+from+a+small+animal+model%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Development of a biological ventricular assist device: preliminary data from a small animal model.</a> Circulation. 116, Suppl 11. 16-23 (2007).</li>
<li>Sekine, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+Cell+Sheet+Transplantation+Improves+Damaged+Heart+Function+via+Superior+Cell+Survival+in+Comparison+with+Dissociated+Cell+Injection%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Cardiac Cell Sheet Transplantation Improves Damaged Heart Function via Superior Cell Survival in Comparison with Dissociated Cell Injection.</a> Tissue Eng. Part A. 17 (23-24), 2973-2980 (2011).</li>
<li>Lesman, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transplantation+of+a+tissue-engineered+human+vascularized+cardiac+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Transplantation of a tissue-engineered human vascularized cardiac muscle.</a> Tissue Eng. Part A. 16 (1), 115-125 (2010).</li>
<li>Turnbull, I. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advancing+functional+engineered+cardiac+tissues+toward+a+preclinical+model+of+human+myocardium%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">Advancing functional engineered cardiac tissues toward a preclinical model of human myocardium.</a> FASEB J. 28 (2), 644-654 (2014).</li>
<li>Thavandiran, N., Dubois, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+formulation+of+functional+pluripotent+stem+cell-derived+cardiac+microtissues%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Design and formulation of functional pluripotent stem cell-derived cardiac microtissues.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 110 (49), 4698-4707 (2013).</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+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Biowire: a platform for maturation of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Nature Methods. 10 (8), 781-787 (2013).</li>
<li>Ma, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+filamentous+human+diseased+cardiac+tissue+model%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional filamentous human diseased cardiac tissue model.</a> Biomaterials. 35 (5), 1367-1377 (2014).</li>
<li>Baker, B. M., Chen, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deconstructing+the+third+dimension%3A+how+3D+culture+microenvironments+alter+cellular+cues%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cell+Sci%22%5BJournal%5D)">Deconstructing the third dimension: how 3D culture microenvironments alter cellular cues.</a> J. Cell Sci. 125 (13), 3015-3024 (2012).</li>
<li>Pontes Soares, C., Midlej, V., de Oliveira, M. E. W., Benchimol, M., Costa, M. L., Mermelstein, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2D+and+3D-organized+cardiac+cells+shows+differences+in+cellular+morphology%2C+adhesion+junctions%2C+presence+of+myofibrils+and+protein+expression%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">2D and 3D-organized cardiac cells shows differences in cellular morphology, adhesion junctions, presence of myofibrils and protein expression.</a> PloS One. 7 (5), e38147(2012).</li>
<li>Burridge, P. W., Keller, G., Gold, J. D., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+De+Novo+Cardiomyocytes%3A+Human+Pluripotent+Stem+Cell+Differentiation+and+Direct+Reprogramming%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Production of De Novo Cardiomyocytes: Human Pluripotent Stem Cell Differentiation and Direct Reprogramming.</a> Cell Stem Cell. 10 (1), 16-28 (2012).</li>
<li>Mummery, C. L., Zhang, J., Ng, E. S., Elliott, D. A., Elefanty, A. G., Kamp, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differentiation+of+human+embryonic+stem+cells+and+induced+pluripotent+stem+cells+to+cardiomyocytes%3A+a+methods+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Differentiation of human embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells to cardiomyocytes: a methods overview.</a> Circ. Res. 111 (3), 344-358 (2012).</li>
<li>Kim, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-cardiomyocytes+influence+the+electrophysiological+maturation+of+human+embryonic+stem+cell-derived+cardiomyocytes+during+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Dev%22%5BJournal%5D)">Non-cardiomyocytes influence the electrophysiological maturation of human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes during differentiation.</a> Stem Cells Dev. 19 (6), 783-795 (2010).</li>
<li>Dubois, N. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SIRPA+is+a+specific+cell-surface+marker+for+isolating+cardiomyocytes+derived+from+human+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">SIRPA is a specific cell-surface marker for isolating cardiomyocytes derived from human pluripotent stem cells.</a> Nature Biotechnol. 29 (11), 1011-1018 (2011).</li>
<li>Hudon-David, F., Bouzeghrane, F., Couture, P., Thibault, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thy-1+expression+by+cardiac+fibroblasts%3A+lack+of+association+with+myofibroblast+contractile+markers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mol.+Cell.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Thy-1 expression by cardiac fibroblasts: lack of association with myofibroblast contractile markers.</a> J. Mol. Cell. Cardiol. 42 (5), 991-1000 (2007).</li>
<li>Gago-Lopez, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((THY-1+receptor+expression+differentiates+cardiosphere-derived+cells+with+divergent+cardiogenic+differentiation+potential%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">THY-1 receptor expression differentiates cardiosphere-derived cells with divergent cardiogenic differentiation potential.</a> Stem Cell Reports. 2 (5), 576-591 (2014).</li>
<li>Hare, J. M., Traverse, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+randomized%2C+double-blind%2C+placebo-controlled%2C+dose-escalation+study+of+intravenous+adult+human+mesenchymal+stem+cells+%28prochymal%29+after+acute+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Coll.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">A randomized, double-blind, placebo-controlled, dose-escalation study of intravenous adult human mesenchymal stem cells (prochymal) after acute myocardial infarction.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 54 (24), 2277-2286 (2009).</li>
<li>Bolli, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+stem+cells+in+patients+with+ischaemic+cardiomyopathy+%28SCIPIO%29%3A+initial+results+of+a+randomised+phase+1+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Cardiac stem cells in patients with ischaemic cardiomyopathy (SCIPIO): initial results of a randomised phase 1 trial.</a> Lancet. 378 (9806), 1847-1857 (2011).</li>
<li>Wollert, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracoronary+autologous+bone-marrow+cell+transfer+after+myocardial+infarction%3A+the+BOOST+randomised+controlled+clinical+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Intracoronary autologous bone-marrow cell transfer after myocardial infarction: the BOOST randomised controlled clinical trial.</a> Lancet. 364 (9429), 141-148 (2004).</li>
<li>Hirsch, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracoronary+infusion+of+autologous+mononuclear+bone+marrow+cells+or+peripheral+mononuclear+blood+cells+after+primary+percutaneous+coronary+intervention%3A+rationale+and+design+of+the+HEBE+trial--a+prospective%2C+multicenter%2C+randomized+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Heart.+J%22%5BJournal%5D)">Intracoronary infusion of autologous mononuclear bone marrow cells or peripheral mononuclear blood cells after primary percutaneous coronary intervention: rationale and design of the HEBE trial--a prospective, multicenter, randomized trial.</a> Am. Heart. J. 152 (3), 434-441 (2006).</li>
<li>Jeevanantham, V., Butler, M., Saad, A., Abdel-Latif, A., Zuba-Surma, E. K., Dawn, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+bone+marrow+cell+therapy+improves+survival+and+induces+long-term+improvement+in+cardiac+parameters%3A+a+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Adult bone marrow cell therapy improves survival and induces long-term improvement in cardiac parameters: a systematic review and meta-analysis.</a> Circulation. 126 (5), 551-568 (2012).</li>
<li>Meyer, G. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracoronary+bone+marrow+cell+transfer+after+myocardial+infarction%3A+5-year+follow-up+from+the+randomized-controlled+BOOST+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Intracoronary bone marrow cell transfer after myocardial infarction: 5-year follow-up from the randomized-controlled BOOST trial.</a> Eur. Heart J. 30 (24), 2978-2984 (2009).</li>
<li>Meyer, G. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracoronary+bone+marrow+cell+transfer+after+myocardial+infarction%3A+eighteen+months%27+follow-up+data+from+the+randomized%2C+controlled+BOOST+%28BOne+marrOw+transfer+to+enhance+ST-elevation+infarct+regeneration%29+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Intracoronary bone marrow cell transfer after myocardial infarction: eighteen months' follow-up data from the randomized, controlled BOOST (BOne marrOw transfer to enhance ST-elevation infarct regeneration) trial.</a> Circulation. 113 (10), 1287-1294 (2006).</li>
<li>Hirsch, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracoronary+infusion+of+mononuclear+cells+from+bone+marrow+or+peripheral+blood+compared+with+standard+therapy+in+patients+after+acute+myocardial+infarction+treated+by+primary+percutaneous+coronary+intervention%3A+results+of+the+randomized+controlled+HEBE+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Intracoronary infusion of mononuclear cells from bone marrow or peripheral blood compared with standard therapy in patients after acute myocardial infarction treated by primary percutaneous coronary intervention: results of the randomized controlled HEBE trial.</a> Eur. Heart J. 32 (14), 1736-1747 (2011).</li>
<li>Simari, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bone+marrow+mononuclear+cell+therapy+for+acute+myocardial+infarction%3A+a+perspective+from+the+cardiovascular+cell+therapy+research+network%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Bone marrow mononuclear cell therapy for acute myocardial infarction: a perspective from the cardiovascular cell therapy research network.</a> Circ. Res. 114 (10), 1564-1568 (2014).</li>
<li>Bhattacharya, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+efficiency+differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells+to+cardiomyocytes+and+characterization+by+flow+cytometry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">High efficiency differentiation of human pluripotent stem cells to cardiomyocytes and characterization by flow cytometry.</a> J. Vis. Exp. (91), e52010(2014).</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), 1848-1857 (2012).</li>
<li>Burridge, P. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+universal+system+for+highly+efficient+cardiac+differentiation+of+human+induced+pluripotent+stem+cells+that+eliminates+interline+variability%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">A universal system for highly efficient cardiac differentiation of human induced pluripotent stem cells that eliminates interline variability.</a> PloS One. 6 (4), e18293(2011).</li>
<li>Kean, T. J., Lin, P., Caplan, A. I., Dennis, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MSCs%3A+Delivery+Routes+and+Engraftment%2C+Cell-Targeting+Strategies%2C+and+Immune+Modulation%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Int%22%5BJournal%5D)">MSCs: Delivery Routes and Engraftment, Cell-Targeting Strategies, and Immune Modulation.</a> Stem Cells Int. , 732742(2013).</li>
<li>Trachtenberg, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rationale+and+design+of+the+Transendocardial+Injection+of+Autologous+Human+Cells+%28bone+marrow+or+mesenchymal%29+in+Chronic+Ischemic+Left+Ventricular+Dysfunction+and+Heart+Failure+Secondary+to+Myocardial+Infarction+%28TAC-HFT%29+trial%3A+A+randomized%2C+double-blind%2C+placebo-controlled+study+of+safety+and+efficacy%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Rationale and design of the Transendocardial Injection of Autologous Human Cells (bone marrow or mesenchymal) in Chronic Ischemic Left Ventricular Dysfunction and Heart Failure Secondary to Myocardial Infarction (TAC-HFT) trial: A randomized, double-blind, placebo-controlled study of safety and efficacy.</a> Am. Heart J. 161 (3), 487-493 (2011).</li>
<li>Williams, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intramyocardial+stem+cell+injection+in+patients+with+ischemic+cardiomyopathy%3A+functional+recovery+and+reverse+remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Intramyocardial stem cell injection in patients with ischemic cardiomyopathy: functional recovery and reverse remodeling.</a> Circ. Res. 108 (7), 792-796 (2011).</li>
<li>Razeghi, P., Young, M. E., Alcorn, J. L., Moravec, C. S., Frazier, O. H., Taegtmeyer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+gene+expression+in+fetal+and+failing+human+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Metabolic gene expression in fetal and failing human heart.</a> Circulation. 104 (24), 2923-2931 (2001).</li>
<li>Rajabi, M., Kassiotis, C., Razeghi, P., Taegtmeyer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Return+to+the+fetal+gene+program+protects+the+stressed+heart%3A+a+strong+hypothesis%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Fail.+Rev%22%5BJournal%5D)">Return to the fetal gene program protects the stressed heart: a strong hypothesis.</a> Heart Fail. Rev. 12 (3-4), 331-343 (2007).</li>
<li>Taegtmeyer, H., Sen, S., Vela, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Return+to+the+fetal+gene+program%3A+a+suggested+metabolic+link+to+gene+expression+in+the+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+N.+Y.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Return to the fetal gene program: a suggested metabolic link to gene expression in the heart.</a> Ann. N. Y. Acad. Sci. 1188, 191-198 (2010).</li>
</ol>

저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

정의 인간 공학 심장 조직 (hECT)의 건축은 인간의 심장 심근 기능의 일관성과 신뢰성있는 모델을 제공 할 수 있습니다. 결정적으로, 시스템의 모든 세포 및 세포 외 성분은 공지되어 있으며, 따라서 분화 과정으로 인한 다른 미지의 세포 유형의 교란의 영향을 제거하고 원하는대로 조작 할 수있다. 빠른 세포 증식과 높은 수율의 균형을 위해서, 이상적으로 분화 사일 도금 후 hESCs는 75 %의 합류점에서 시작하는 것이 바람직하다. 또한, 정렬 후 세포 해리 재 응집 둘 중 ROCK 억제제 Y-27632의 사용은 크게 세포 생존 능력을 향상시킨다. 분화 과정의 자율 박동 근세포의 존재는 분화 효율 보건의 중요한 지표이다. 자연 박동이 관찰되지 않으면이는 효과 시약 또는 손실로 인한를 가난한 분화 효율을 나타낼 수있다줄기 세포의 다 능성의. 조직 건설하는 동안, PDMS 포스트는 수축 기능을 측정하기 위해 오랫동안 지속될 잘 구성된 조직을 만들 수있는베이스 플레이트의 채널을 올바...

심장 조직 공학은 최근 두 쥐의 심근 1-6과에서 만든 완전한 기능을, 구타 조직, 인간 줄기 세포 유래 심장 근육 세포 7-12의 결과를 게시하는 여러 그룹으로, 지난 10 년간 크게 발전하고있다. 심근 조직 공학 분야는 두 가지 주요 본질적으로 독립적 인 목적에 의해 구동된다 : 1) 기능을 개선하기 위해 4-6 하트 실패에 이식 할 수 외래 이식을 개발; 2) 생리 및 질병 연구를위한 체외 모델에서 개발, 또는 치료 개발 2,7 선별 도구로합니다. 3 차원 (3-D) 세포 배양 물은 3-D 행렬은 기존의 2-D 단층 세포 배양 물보다 더 자연 심장 미세 환경을 반영하는 바와 같이, 차세대 스크리닝 도구 개발에 필수적인 것으로 간주된다; 실제로 세포 생물학의 일부 측면은 2-D 대 3-D 배양 13,14 근본적으로 다르다 </suP&gt;. 세포 외 기질 및 세포 인구 : 또한, 설계 심장 조직이 완전히 정의 된 구성 요소로 구성되어있다. 세포 외 기질 성분 (일반적 피브린 9 콜라겐 7,8,10)이 엄격하게 통제하면서 전통적인 설계 인간의 심장 조직의 경우, 입력 셀 조성물은 덜의 지시 심장 분화에서 세포의 전체 혼합물로 정의된다 어느 배아 줄기 세포 (ESC 7,9) 또는 유도 만능 줄기 세포 (IPSC 10, 12)는 조직에 추가. 특정 세포주에 사용 된 분화 프로토콜의 효율에 따라, 심근의 생성 비율이 90 % 이상 25 % 미만에서 특정 심근 표현형의 범위 일 수있다 (즉, ventricular-, atrial- 심박 형 또는) 수도도 아닌 심근 분획 (15, 16)을 매우 이질적인하고 차별화 된 심장 m의 성숙을 변경할 수 있습니다 다양17 yocytes. 최근 심근 조직 공학 연구는 심장 리포터 인간 배아 줄기 세포주 8 세포 표면 마커 (18)가 분화 심장 근세포 성분을 분리하는 데 사용되는 하나와, 셀 입력 인구를 제어하려고 하였다. 단지 심장 근육 세포로 구성 초기에 조직이 이상적 일 것 같다 있지만,이 사실이 아닌 경우에; 심장 근육 세포의 1의 비율 : 섬유 아세포가 가장 높은 트의 힘 (8)을 생산 전적으로 심장 근육 세포로 구성 hECTs 일부 그룹 3을 찾는, 기능 조직으로 압축하지 못한다. 생균 정렬 용 표면 마커를 포함하여 다양한 세포의 선택 방법을 이용함으로써, 한정된 세포 집단과 hECTs를 생성 할 수있다. 비 심장 기질 세포의 마커 CD90 19,20 이러한 추정 섬유 아세포 마커로서 당분간 사용할되었지만, 심장 근육 세포 표면 마커는보다 어려웠확인하다. SIRPα 인간 심장 근세포 18 식별 제 심장 표면 마커 사이이고 심장 리니지 고도로 선택적인 것으로 밝혀졌다. 세포 섬유 아세포와 같은 표현형 (Josowitz, 게시되지 않은 관찰)을 나타내는 CD90 + 인구, 거의 순수한 심근 세포를 얻을 수 - 최근에, 우리는 두 번 정렬 SIRPα + 및 CD90에 대한이 있음을 발견했다. 심근 세포와 CD90 + 섬유 아세포 - SIRPα + / CD90의 1 조합 :이 수집 된 결과를 바탕으로, 여기에 우리는 3를 사용하여 hECTs을 만들 설명합니다. 완전히 정의 인간 심장 조직을 설계하는 능력은 강력한 선별 도구를 만드는, 또한 새로운 세포 - 기반 유전자 심장 치료를 조사하기위한 모형을 개발하는 시스템뿐만 아니라 필수적이다. 중간 엽 줄기 세포 (MSC) (21)를 포함한 세포 유형 이용한 심부전 특히, 다수의 세포 치료에서, </SUP&gt;, 심장 줄기 세포 (22) 및 골수 단핵구 23-25은 임상 시험에서 시험되고있다. 초기 결과 많은 21,23,25 유망되었지만, 초기 이득은 종종 26-29 시간에 걸쳐 감소한다. 유사한 경향으로 인해 MSC 보충에 중요한 기능적 이득을 표시 뮤린 설계 심장 조직에서보고되었지만 이득 장기 배양 한 동안 유지되지 않는다. 서브 최적의 성능을 기본 것은 세포 치료를 지배하는 메커니즘의 우리의 제한된 지식이다. 자신의 유익한 영향뿐만 아니라 심근-nonmyocyte 상호 작용의 잠재적 인 부정적 영향을 미치는 방법을 치료 세포의 깊은 이해는 심부전 환자에 대한 최소한의 부작용이 임상 적으로 유의 한 지속적인 혜택을 얻었다 개선 된 치료법의 개발을 활성화합니다. 여기, 우리는 interrog 정의 hECTs의 사용을 설명세포 기반 치료의 메커니즘을 먹었다. 제어 조직 조성물은 심근 성능에 영향을 특정 요소를 식별하는 데 중요하다. 우리 래트 ECTS 1에서 보여준 바와 같이 직접 관심 치료 세포 유형 (예, 중간 엽 줄기 세포)를 hECTs 보충, 심장 근세포의 성능에 미치는 영향을 나타내있다. 다음 다단계 프로토콜 멀티 조직 생물 반응기의 제조이어서, 조직 구조 및 기능 분석에 대한 설명으로 종결 지시 된 심장 줄기 세포의 분화와 함께 시작된다. 우리의 실험은 NIH 승인 H7 인간 배아 줄기 세포 (hESC의) 라인을 사용하여 수행됩니다. 그러나, 다음의 프로토콜들이 또한 추가 hESC의 라인과 유사한 결과 세 유도 다 능성 줄기 세포 (hiPSC) 라인을 사용하여 테스트되었다. 우리는 hECT 제조에서 심근 차별화와 성공의 효율성, 특히 fo를, 세포주 의존 할 수 있다는 것을 발견했다개별 환자에서 파생 된 연구 hiPSC 라인. 이 프로토콜에 따라, 두 개의 6 잘 요리 20 일 동안 차별화 충분히 여섯 정의 된 조직을 만들기 위해, 정렬 후 약 250 만 근육 세포를 얻을 수 1,680,000 hESCs는 (물론 당 140,000 셀), 총으로 도금되어있다.

<table><tbody><tr><td>Cell Culture</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Amphotericin B</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A2411</td><td>DMSO에 2.5mg/ml 스톡을 준비하고</td></tr><tr><td>Insulin Life Technologies로 B27을 Insulin</td><td>없이</td><td>B27 17505055</td><td></td></tr> 필터 살균합니다<tr><td></td>.<td>생명 기술</td><td>A1895601</td><td></td></tr><tr><td>CHIR99021</td><td>Stemgent</td><td>04-0004</td><td>만들기 6 &mu; M 재고, 그 다음 분취 및 -20&nbsp에 저장; &deg;C입니다.</td></tr><tr><td>필수 8 Media</td><td>Life Technologies</td><td>A1517001</td><td></td></tr><tr><td>H7 인간 배아 줄기 세포</td><td>WiCell</td><td>WA07</td><td></td></tr><tr><td>hESC 인증 매트릭스, Corning Matrigel</td><td>Corning</td><td>354277</td><td>4°C에서 얼음 위에서 해동; C 하룻밤 다음 분취 150 &mu; l을 별도의 튜브에 넣고 -20&nbsp에 보관하십시오. &deg;C입니다.</td></tr><tr><td>IWR-1</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>I0161</td><td>10mM 스톡 및 부분 표본을 생성합니다. -20 &deg에서 보관하십시오. C</td></tr><tr><td>신생아 송아지 혈청</td><td>Life Technologies</td><td>16010159</td><td></td></tr><tr><td>비효소 해리 시약: 부드러운 세포 해리 시약</td><td>줄기세포 기술</td><td>7174</td><td></td></tr><tr><td>페니실린-스트렙토마이신</td><td>코닝</td><td>30-002-CI</td><td></td></tr><tr><td>RPMI 1640</td><td>라이프 테크놀로지</td>스 <td>11875-093</td><td>냉장 보관</td></tr><tr><td>Y-27632 (ROCK 억제제)</td><td>Stemgent</td><td>04-0012</td><td>10mM 재고 농도로 재현탁, 분취 및 -20&nbsp에서 보관; &deg;C. 동결 해동 주기를 피하십시오.</td></tr><tr><td>Cell Sorting</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>4',6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride (DAPI)</td><td>Life Technologies</td><td>D1306</td><td></td></tr><tr><td>CD90-FITC</td><td>BioLegend</td><td>328107</td><td></td></tr><tr><td>효소 해리 시약: 세포 분리 키트 I (0.04 % 트립신/ 0.03% EDTA, 트립신 중화 용액 및 행크스 완충 염 용액)&nbsp;</td><td>PromoCell</td><td>C-41200</td><td></td></tr><tr><td>소 태아 혈청</td><td>애틀랜타 바이오로직스</td><td>S11250</td><td></td></tr><tr><td>SIRP&알파;-PE/Cy7</td><td>BioLegend</td><td>323807</td><td></td></tr><tr><td>Tissue Construction</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>0.25% Trypsin/0.1% EDTA</td><td>Fisher Scientific</td><td>25-053-CI</td><td>옵션: 관심 보충 세포 수집용</td></tr><tr><td>10x MEM</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M0275-100ML</td><td></td></tr><tr><td>10x PBS 패킷</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P3813</td><td></td></tr><tr><td>콜라겐, 소 유형 I</td><td>Life Technologies</td><td>A10644-01</td><td>얼음 유지</td></tr><tr><td>DMEM/F12</td><td>Life Technologies</td><td>11330057</td><td></td></tr><tr><td>둘베코' s Modified Eagles Medium (DMEM), High Glucose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D5648</td><td></td></tr><tr><td>Polydimethylsiloxane (PDMS)</td><td>Dow Corning</td><td>Sylgard 184</td><td></td></tr><tr><td>sodium HEPES</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H3784</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Hydroxide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221465</td><td></td></tr><tr><td>Materials<</td><td>strong>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>코멘트</td></tr><tr><td>1.5 ml 마이크로 원심분리기 튜브</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC0536757</td><td></td></tr><tr><td>15 ml 폴리프로필렌 원심분리기 튜브</td><td>Corning</td><td>352096</td><td></td></tr><tr><td>5 ml 폴리스티렌 라운드 바텀 튜브</td><td>Corning</td><td></td><td>352235 통합 35 &mu; M 셀 스트레이너</td></tr><tr><td>50ml 폴리프로필렌 원심분리기 튜브</td><td>Corning</td><td>352070</td><td></td></tr><tr><td>6웰 플랫 바텀 조직 배양 처리 플레이트</td><td>Corning</td><td>353046</td><td></td></tr><tr><td>Cell Scraper, Disposable</td><td>Biologix</td><td>70-2180</td><td></td></tr><tr><td>Polysulfone</td><td>McMaster-Carr</td><td></td><td></td></tr><tr><td>폴리테트라플루오로에틸렌(테프론)</td><td>McMaster-Carr</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Equipment</td><td>Company</strong</td><td>>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Dissecting</td><td>Microscope Olympus</td><td>SZ-61</td><td>또는 이와 유사한, 고속 카메라를 부착할 수 있는 마운트가 있어야 합니다</td></tr><tr><td>. Electrical Pacing System</td><td>Astro-Med, Inc</td><td>Grass S88X Stimulator</td><td></td></tr><tr><td>High Speed 카메라</td><td>Pixelink</td><td>PL-B741U</td><td>또는 이와 유사하지만 정확한 데이터 수집을 위해 초당 100프레임을 사용할 수 있어야 합니다</td></tr><tr>.<td>플레이트 온도 제어</td><td></td><td></td><td>데이터 수집 중에 미디어 온도를 유지하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>Custom Materials</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>LabView Post-tracking Program</td><td></td><td></td> available on your requested from <td>authors</td></tr></tbody></table>

정의 인간 공학 심장 조직의 건설 심장 세포 치료의 메커니즘을 연구하는

Construction of Defined Human Engineered Cardiac Tissues to Study Mechanisms of Cardiac Cell Therapy

인간 심장 조직 공학은 3차원 네이티브 인간 심근의 생체 충실도를 복제하는 새로운 종 특이적 스크리닝 시스템의 개발을 통해 치료 발견에 근본적으로 영향을 미칠 수 있으며, 생물학적 복잡성을 통제할 수 있는 수준의 생물학적 복잡성을 가능하게 하고 조직 수축 기능의 비파괴 종적 모니터링을 가능하게 합니다. 초기에는 인간 만능 줄기세포의 유도 분화에서 얻은 전체 세포 집단을 사용하여 인간 공학 심장 조직(hECT)을 만들었으며, 일반적으로 심근세포를 50% 미만으로 산출했습니다. 그러나 인간 심근에 대한 신뢰할 수 있는 예측 모델을 만들고 이세포 상호 작용의 메커니즘을 규명하기 위해서는 조작된 조직의 생물학적 구성을 정확하게 제어하는 것이 필수적입니다. 
이 한계를 해결하기 위해 심장 표면 마커 SIRPα 및 섬유아세포 마커 CD90에 대한 살아있는 세포 분류를 활용하여 이러한 세포 유형이 각각 3:1 비율로 포함된 조직을 만든 다음 함께 혼합되어 콜라겐 기반 매트릭스 용액에 추가됩니다. 따라서 생성된 hECT는 세포 및 세포외 기질 구성 모두에서 완전히 정의됩니다.
여기에서는 현재 인간 임상 시험에 사용되고 있는 인간 골수 유래 중간엽 줄기세포(hMSC)의 예를 사용하여 세포 치료에서 세포-세포 상호 작용의 메커니즘을 이해하기 위한 모델 시스템으로 정의된 hECT의 구성을 설명합니다. 정의된 조직 구성은 hMSC가 조직 기능을 향상시키기 위해 내인성 심장 세포 유형과 어떻게 상호 작용할 수 있는지 이해하는 데 필수적입니다. 또한 6개의 hECT를 동시에 배양하여 분류 후 세포를 보다 효율적으로 사용할 수 있는 생물반응기 시스템도 설명됩니다.

심장 근육 세포를 얻으려면, Boheler와 리안 분화 방법의 약간 수정 된 버전은 30, 31을 사용합니다. 분화 세포 성장의 로그 단계에서 시작되는지, 또한 출발 인구 (약 75 %가 최적 임) 정렬 후 세포의 가능한 수를 얻기 위해 충분히 융합 인 것이 필수적이다. 일반적 H7 hESCs는 들어 37 ° C로 유지 필수적 8 미디어 및 5 % CO 2 인큐베이터에서 6- 웰 접시의 웰 당 140,000 hESCs는 밀도에서 도금은 도시 된 바와 같이, 분화를 시작 4 일 후에 충분히 융합 배양 수득 그림 1A에서 - D. 인슐린 분화 과정 동안 32 심장 명세서 인슐린 가능한 미디어 (분화 미디어 I, 표 1)을 방해하기 때문에 분화의 처음 10 일 동안 사용된다. 분화 GSK3 억제제 CHIR99021의 애플리케이션을 통해 시작되면중요한 세포 사멸 (그림 1...

이 원고는 표면 마커 발현과 세포 분류를 사용하여 정의된 공학적 심장 조직의 생성을 설명합니다. 그런 다음 정의된 조직을 다중 조직 생물반응기에서 사용하여 심장 세포 치료의 메커니즘을 조사하여 기능적이면서도 제어된 인간 심장 모델 시스템을 제공할 수 있습니다.

Human cardiac tissue engineering can fundamentally impact therapeutic discovery through the development of new species-specific screening systems that ...

이 절차의 전반적인 목표는 정의된 세포 조성의 인간 공학적 심장 조직을 생성하는 것입니다. 이 방법은 변동성 및 심장 분화 효율의 제어, 그리고 특정 세포 유형이 심장의 수축 기능에 미치는 영향의 이해를 포함하여 심장 조직 공학 분야의 주요 과제들을 해결할 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 최종 결과물이 제어되고 정의된 조성을 갖는 인간 공학적 심장 조직이라는 점입니다.이 기술의 복제 연구는 심장 질환 치료로 확장될 수 있는데, 이는 정의된 조직이 치료적 중재를 평가할 수 있는 새롭고 생물학적으로 유의미한 바이오메디컬 스크리닝 플랫폼을 제공할 수 있기 때문입니다. 이 방법은 새로운 심장 치료제에 대한 통찰력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 인간 공학적 심장 조직 시스템을 통해 심장 세포 치료의 기전을 이해하는 데에도 활용될 수 있습니다. 인간 배아줄기세포 유래 심근세포 배양물에서 시작하여, 세포를 PBS로 한 번 세척한 후 0.04% trypsin-EDTA 1 mL를 첨가합니다.세포를 37 °C, 5% CO2 조건에서 10분 동안 배양합니다. 세포가 배양되는 동안, trypsin 중화 용액 6 mL에 ROCK inhibitor 12 µL를 첨가합니다. 인큐베이터에서 플레이트를 꺼내 6-well 플레이트의 각 웰에 중화 용액 1 mL를 첨가합니다.각 웰의 모든 세포를 하나의 15-milliliter 원심분리 튜브로 옮깁니다. 3-milliliter 부피의 PBS로 6개 웰을 모두 세척하고, 이 세척액을 튜브 안의 세포와 합칩니다. 세포를 펠릿화하기 위해 튜브를 4 °C에서 300 ×g로 5분 동안 원심분리합니다.FACS를 통한 살아있는 세포 분리를 위해 세포를 준비하려면, 얼음 위에서 45 mL의 PBS에 5 mL의 FBS와 50 µL의 ROCK inhibitor를 첨가하여 염색 버퍼를 준비합니다. 펠렛화된 세포에서 상층액을 제거하고 1.2 mL의 염색 버퍼에 세포를 재부유시킵니다. 부유된 세포 200 µL를 얼음 위에 미리 냉각시킨 새로운 50 mL 원심분리 튜브로 옮깁니다.다음으로, 남은 1 mL의 세포 현탁액을 얼음 위에 놓인 새로운 냉각된 50 mL 원심분리관으로 옮기고, 2 µL의 SIRP alpha-PE/Cy7 및 4 µL의 CD90-FITC 항체를 추가합니다. 트랜스퍼 피펫을 사용하여 세포 현탁액을 부드럽게 섞은 후 튜브를 얼음 위에 둡니다. 음성 대조군과 시료가 담긴 두 개의 50 mL 튜브를

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

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여기서, 우리는 미리 분화된 인간 유도만능 줄기 세포 유래 심근세포, 심장 섬유아세포 및 내피 세포로 구성된 3D 자가 조립 심장 미세 조직 배열을 생성하는 사용하기 쉬운 방법론을 기술합니다. 심장 미세 조직을 생성하는 기술을 요구하는 이 사용자 친화적이고 낮은 세포는 질병 모델링 및 약물 개발의 초기 단계를 위해 구현될 수 있습니다.

인간 iPSC 유래 심근세포, 심장 섬유아세포 및 내피 세포를 사용하여 3D 심장 미세 조직 배열의 제조

이 프로토콜은 매달려 방울에 세포를 공동 배양하여 3D 심장 스페로이드 (CSs)를 제조하는 것을 목표로합니다. 콜라겐 임베디드 CS는 심부전을 모델링하기 위해 생리적 농도에서 독소루비신(DOX, 심독성 제) 으로 치료됩니다. DOX 처리된 CS를 사용하여 시험에서 시험은 심부전 환자를 위한 새로운 치료를 확인하기 위하여 이용될 수 있습니다.

인간 심장 병리학을 연구하기 위하여 체외 생체 공학심장 조직에서와 같이 심장 스페로이드

이 프로토콜의 목표는 심장 조직 공학, 약물 스크리닝 및 질병 모델링을 위해 심장 섬유아세포(CFs)와 공동 배양된 줄기 세포 유래 심근세포(CFs)로 구성된 고도로 정렬된 인간 심장 조직의 3차원(3D) 미세유체 모델의 개발을 설명하고 시연하는 것이다.

미세 유체 플랫폼 내에서 3D 조직 된 인간 심장 조직 개발

여기에 제시된 것은 고처리량, 다차원 형식으로 배양된 인간 유도 만능 줄기 세포 유래 심근 세포에서 심장 스페로이드(CS)의 생성 및 냉동 보존을 위한 일련의 프로토콜입니다. 이 3차원 모델은 질병 모델링, 고처리량 스크리닝을 위한 강력한 플랫폼 역할을 하며 냉동 보존 후에도 기능을 유지합니다.

인간 유도 만능 줄기 세포 유래 심장 스페로이드의 생성, 고처리량 스크리닝 및 바이오뱅킹

줄기 세포 유래 심근 세포를 사용하여 생체 공학적으로 설계된 3차원 심장 조직은 건강한 심근과 병든 인간 심근 을 체외 에서 연구하는 동시에 천연 심장 틈새 시장의 주요 측면을 요약하기 위한 유망한 모델로 부상했습니다. 이 원고는 인간 유도 만능 줄기 세포 유래 심근세포에서 생성된 high-content engineered 심장 조직을 제작하고 분석하기 위한 프로토콜을 설명합니다.

공학적 심장 조직의 데이터 수집 및 모델 처리량을 개선하기 위한 바이오리액터 설계

용융 전기방사 쓰기(MEW), 폴리카프로락톤(PCL) 스캐폴드 및 피브린 하이드로겔을 hiPSC 유래 심근세포 및 섬유아세포와 결합한 3D 심근 조직을 생성하기 위해 재현 가능한 방법이 제시됩니다. 이 기술은 스캐폴드 아키텍처를 정밀하게 제어하며 전임상 약물 테스트 및 심장 질환 모델링에 적용할 수 있습니다.

폴리카프로락톤 골격 및 hiPSC 유래 심장 세포의 용융 전기방사 쓰기를 사용한 3D 인간 심근 조직 생성

학습하세요 정의된 인간 공학 심장 조직을 만드는 방법을 통해 심장 세포 치료의 메커니즘을 연구하고 심장 질환 치료를 위한 새로운 플랫폼을 개발하는 것입니다.

정의 인간 공학 심장 조직의 건설 심장 세포 치료의 메커니즘을 연구하는

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