Methodenartikel

In Vitro Differentiatie van menselijke mesenchymale stamcellen in functionele Cardiomyocyte-achtige cellen

DOI:

10.3791/55757

⸱

9 augustus 2017

 ,  ,  , 
1Create Fertility Centre, 2Department of Physiology, University of Toronto, 3Department of Obstetrics and Gynecology, University of Toronto, 4Department of Physiology, University of Toronto, 5Department of Obstetrics and Gynecology, Women's College Hospital

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hier presenteren we een methode voor het efficiënt benutten van het potentieel van de cardiale differentiatie van jonge bronnen van menselijke mesenchymale stamcellen om te genereren van functionele, aanbestedende, cardiomyocyte-achtige cellen in vitro.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Myocardinfarct en de daaropvolgende ischemische cascade resulteren in de uitgebreide verlies van cardiomyocytes, wat leidt tot congestief hartfalen, de belangrijkste oorzaak van kindersterfte wereldwijd. Mesenchymale stamcellen (MSCs) zijn een veelbelovende optie voor cel-gebaseerde therapieën ter vervanging van de huidige, invasieve technieken. MSCs kunnen onderscheiden in mesenchymale lineages, met inbegrip van de soorten van de cardiale cellen, maar volledige differentiatie in functionele cellen nog niet is bereikt. Vorige methoden van differentiatie waren gebaseerd op farmacologische agenten of groeifactoren. Meer fysiologisch relevante strategieën kunnen echter ook MSCs cardiomyogenic transformatie ondergaan. Hier presenteren we een methode van de differentiatie met MSC aggregaten op cardiomyocyte feeder lagen cardiomyocyte-achtige aanbestedende cellen produceren.

Menselijke navelstreng gerelateerde cellen (HUCPVCs) is gebleken dat een grotere differentiatie potentiële dan vaak onderzocht MSC typen, zoals beenmerg MSCs (BMSCs). Als een ontogenetisch jongere bron onderzochten we de mogelijkheden van de cardiomyogenic van eerste-trimester (FTM) HUCPVCs in vergelijking met oudere bronnen. FTM HUCPVCs zijn een roman, rijke bron van MSCs die hun in utero immunoprivileged eigenschappen behouden wanneer gekweekt in vitro. Met behulp van dit protocol van de differentiatie, de FTM en de term bereikt HUCPVCs aanzienlijk verhoogde cardiomyogenic differentiatie ten opzichte van BMSCs, zoals aangegeven door de verhoogde expressie van cardiomyocyte markers (dat wil zeggen, myocyte versterker factor 2 C, cardiale troponine T, zware ketting cardiale myosin, signaal regelgevende proteïne α en connexin 43). Ze onderhouden ook aanzienlijk lager immunogeniciteit, zoals blijkt door hun lagere HLA-A expressie en hogere HLA-G expressie. Toepassing van differentiatie aggregaat gebaseerde, toonde FTM HUCPVCs verhoogde totale vorming potentiële en gegenereerde verdragsluitende cellen clusters binnen 1 week na co cultuur op cardiale feeder lagen, steeds de eerste MSC-type te doen.

Onze resultaten tonen aan dat deze strategie van de differentiatie effectief van het potentieel van de cardiomyogenic van jonge MSCs, zoals FTM HUCPVCs benutten kan, en dat in vitro pre differentiatie zou een mogelijke strategie suggereert te vergroten hun regeneratieve werkzaamheid in vivo.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Congestief hartfalen (CHF) blijft bestaan als een belangrijke oorzaak van morbiditeit en mortaliteit wereldwijd. CHF treedt vaak op na het massale verlies van cardiomyocytes en de ontwikkeling van cel-vrije littekenweefsel als gevolg van een myocardinfarct (MI)1pathologische. Terwijl het hart een gedeeltelijk zichzelf vernieuwende orgaan is, vermindert de resident stam en progenitor cel pool verantwoordelijk voor de uitvoering van weefselregeneratie aanzienlijk in overvloed en functie in leeftijd patiënten, vaak steeds onvoldoende voor optimaal herstel na blessure. Er is dus grote belangstelling bij de ontwikkeling van experimentele behandelingen waarbij de transplantatie van cellen van de gezonde donor in het beschadigde myocardium. Het is noodzakelijk dat de donor cellen niet alleen de structuur van het weefsel herstellen, maar ook het bereiken van het functionele herstel van de getroffen myocard.

De inheemse hart hart weefsel-ingezetene werkzaam en endogene afkomstig is van het beenmerg cellen van de stam voor na letsel herstellen2,3,4. Regeneratieve cellen-host - en donor-afgeleide gelijk moet hebben de capaciteit om het verkrijgen van de juiste fenotype en functie in de communicatie van de remodelleert myocard, samen met het vermogen om efficiënt en veilig de verloren cellen vervangen. In vitro differentiatie methoden hebben is gebruikt uitgebreid tot hoogrenderende, stamcel gebaseerde cardiomyocyte productie5,6. Het profiel van de expressie van cardiale lineage markers wordt gebruikt voor het definiëren van het proces van differentiatie van de stamcel naar de cardiale lineage7. Vroege differentiatie markers, zoals NKX2.5, myocyte versterker factor 2 C (Mef2c), en GATA48,9, kunnen een indicatie van de opening van het cardiomyogenic-proces. Volwassen cardiomyocyte markeringen gebruikte om differentiatie effectiviteit te beoordelen zijn signaal regelgevende proteïne α (SIRPA)10, cardiale troponine T (cTnT)11, zware ketting cardiale myosin (MYH6),8,,12,13en connexin 43 (Cx43)14,15,16. De methoden gebruiken van embryonale stamcellen (SER's) en pluripotente stamcellen (PSC's) zijn grondig geoptimaliseerd en besproken met betrekking tot de details van de inductieve factoren, zuurstof en voedingsstoffen verlopen, en de exacte timing van actie5,6,7,17,18. ESC - en PVC-gebaseerde technologieën presenteren echter nog steeds meerdere ethische en veiligheid zorgen, samen met suboptimaal elektrofysiologische en immunologische functies19,20. Hosts getransplanteerde met deze cellen vaak ervaren immunorejection en permanente immuunsuppressie vereisen. Dit is voornamelijk te wijten aan de grote histocompatibility complex (MHC) moleculen in de gastheer en de donor en de resulterende T-cel reactie21mismatching. Terwijl individuele MHC klasse I matching is een mogelijke oplossing, een toegankelijker klinische praktijk zou vereisen een cel bron die universeel immunoprivileged te overwinnen van de bezorgdheid van de afwijzing.

Als een bron van alternatieve cel voor gebruik in klinische toepassingen, MSCs en in het bijzonder, BMSCs, zijn onderzocht voor gebruik in weefselregeneratie sinds hun initiële beschrijving in 199522. MSCs worden verondersteld om ingezetene regeneratieve cellen die worden in bijna elke gevacuoliseerd weefsel23 gevonden kunnen. Bij isolatie van de gewenste bron, MSCs kunnen gemakkelijk worden uitgebreid in cultuur, hebben uitgebreide paracrine capaciteit, en vaak immunoprivileged of immunomodulerende eigenschappen24,25te bezitten. Hun veiligheid en de werkzaamheid hebben reeds te zien in verscheidene pre-klinische studies, met name voor cardiale regeneratie3,26.

Veel MSC differentiatie strategieën gebruik maken van farmacologische stoffen, zoals 5-azacytidine22 en DMSO27, en groei of morfogenisch factoren, zoals BMP's5,7,28,29 of angiotensine-II30, met variabele efficiëntie. Deze strategieën, zijn echter niet gebaseerd op de obstakels die een naïeve regeneratieve cel is waarschijnlijk tegenkomen na homing of wordt geleverd aan de site van letsel in vivo. Meer fysiologisch relevante strategieën, terwijl moeilijker te definiëren en manipuleren, zijn gebaseerd op de vooronderstelling dat MSC differentiatie kan worden opgewekt door middel van signalen uit het weefsel communicatie zelf. Eerdere studies hebben aangetoond dat de blootstelling aan de cardiale cel lysates31 of ventriculaire myocard32,33, of rechtstreeks contact met primaire cardiomyocytes in vitro15,34, kan de expressie van cardiale markers in MSCs verhogen. Anderen hebben aangetoond dat spontane cardiomyogenesis na behandeling van cardiale letsel met MSCs35,36,,37,38, hoewel gedeeltelijk, de fusie van BMSCs en cardiomyocytes39,40 het ontluikende myocardium gegenereerd. Om onze kennis, hebben functionele, spontaan aanbestedende cardiomyocytes van menselijke MSCs (hMSCs) van elke bron weefsel nog niet is gerapporteerd.

De huidige consensus is dat alle MSCs uit gerelateerde cellen23 voortvloeien. Young MSCs met pericyte eigenschappen kunnen worden geïsoleerd uit de regio gerelateerde van menselijke navelstreng weefsel41,42,43. In vergelijking met BMSCs bezitten HUCPVCs meer differentiatie potentiële en verschillende andere regeneratieve voordelen, zowel in vitro41,44 en in vivo45,46,47. Met name hebben de bron wordt de moeders-foetale interface, HUCPVCs aanzienlijk lager immunogeniciteit in vergelijking met volwassen bronnen van MSCs. Ons onderzoek richt zich op de karakterisering en de pre-klinische toepassingen van FTM HUCPVCs, de jongste bron van MSCs onderzocht, die wij hebben eerder getoond te zijn toegenomen proliferatieve en hogere multilineage differentiatie capaciteiten, met inbegrip van de cardiomyogenic afstamming41.

Hier presenteren we een protocol die totale vorming en primaire cardiale cel feeder lagen combineert zoals inductieve krachten te bereiken van de differentiatie van de volledige cardiomyogenic van MSCs. aggregaten leveren een 3D-omgeving, die beter voorwaarden in vivo in vergelijking met 2D aanhangend culturen modellen. Met behulp van cardiale feeder lagen biedt een omgeving die representatief is voor de site van de ultieme transplantatie voor de MSCs. We laten zien dat jongere bronnen van MSCs geïsoleerd van pre- of postnatale umbilical koorden een hogere capaciteit formulier aggregaten en hebben te bereiken van de cardiale fenotype in vergelijking met volwassen BMSCs, terwijl nog het handhaven van hun immuun-voorrecht. Naast de steile verhoging van markers van cardiale bloedlijn en de geïnduceerde expressie van intracellulaire (dat wil zeggen, cTnT en MYH6) en celoppervlak eiwitten (dat wil zeggen, SIRPA en Cx43) specifiek voor cardiomyocytes, we laten zien dat het potentieel van de differentiatie van FTM HUCPVCs met deze methode kan worden aangewend en dat zij aanleiding geven kunnen tot spontaan verdragsluitende cardiomyocyte-achtige cellen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alle studies met dieren werden uitgevoerd en gerapporteerd volgens de ARRIVE-richtlijnen48. Alle studies werden uitgevoerd met goedkeuring van de ethische commissie van het instituut (REB-nummer 454-2011, Sunnybrook Research Institute; REB 29889, University of Toronto, Toronto, Canada). Alle dierproeven werden goedgekeurd door het Animal Care Committee van het University Health Network (Toronto, Canada) en alle dieren kregen humane zorg in overeenstemming met de Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 8de editie (National Institutes of Health 2011).

1. Weefselkweek

  1. Kweek FTM HUCPVCs, term HUCPVCs (vooraf gevestigd, n ≥ 3 onafhankelijke lijnen voor elk)42 en commercieel verkrijgbare BMSCs in alfa-minimum essentieel medium (MEM) aangevuld met 10% foetaal bovien serum (FBS) en een 1% penicilline/streptomycine (P/S) cocktail. Kweek rat primaire cardiomyocyten en MSC-cardiomyocyt co-cultures in Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F-12 (DMEM-F12) bevattend 10% FBS en 1% P/S.
    OPMERKING: Steriliseer het medium met behulp van een 0,2-µm filter. Bewaar bereide mediumoplossingen bij 4 °C voor maximaal 3 weken.
  2. Onderhoud de celculturen in bevochtigde incubatoren (95% relatieve vochtigheid, 37 °C, en 5% CO2) en passeer bij 70-80% confluency, bepaald door fasecontrastmicroscopie. Gebruik geschikte hoeveelheden medium voor de grootte van het gebruikte weefselkweekschaaltje (bijv. 10 mL in een 10-cm schotel en 2 mL per putje in een 6-well weefselkweekplaat). Gebruik deze kweekcondities gedurende de duur van het protocol.
  3. Dissocieer MSC-monolagen voor passages of MSC-cardiomyocyt co-cultuur-opbouw met behulp van een dissociatie-enzymoplossing (2 mL/putje in een 6-well plaat) en incubeer bij 37 °C gedurende 4 min.
  4. Breng de gedissocieerde cellen over naar een 15-mL buis en centrifugeer bij 400 x g gedurende 5 min.
  5. Zuig het supernatant af zonder het cellenpellet te verstoren en resuspendeer de cellen in 1 mL van een kweekmedium dat geschikt is voor telling met behulp van een geautomatiseerde celteller. Zaai de cellen zoals beschreven in de volgende protocolsecties.

2. Voorbereiding van primaire rat cardiomyocyte-MSC co-cultures

  1. Verkrijg hartweefsel voor primaire cardiomyocyte-isolatie.
    1. Euthaniseer rattenpups (5-6 dagen postnataal) met CO2 verstikking. Zet CO2 kamers op 20% gasvervanging (stroom snelheid = 0.2 x kamervolume per min). Bevestig exitus door afwezigheid van de knijpreflex.
    2. Verwijder de atria met de aansluitende grote bloedvaten met behulp van gesteriliseerde instrumenten (d.w.z. tang en gebogen schaar)41. Breng de harten over naar 50-mL buizen met steriel PBS met1% P/S (PBS-P/S) op ijs.
    3. Snijd de ventriculi doormidden en laat het bloed wegspoelen in een 10-cm schotel met 10 mL PBS-P/S op ijs. Snijd de ventriculaire wanden in kleine stukjes (diameter = 2-3 mm) met behulp van gebogen schaar.
    4. Breng de hartstukken van 10-12 dieren over naar een 50-mL buis met behulp van een serologische pipette en laat ze bezinken.
    5. Verwijder zoveel mogelijk PBS-P/S zonder enig hartstukje te verwijderen. Voeg 10 mL nieuw PBS-P/S toe.
  2. Verteer het hartweefsel om de cardiomyocyten te isoleren.
    1. Laat de hartstukken bezinken. Vervang de PBS-P/S met 10 mL van 0.15% trypsine in PBS en schud bij 37 °C gedurende 10 min.
    2. Gooi het supernatant weg. Herhaal de vertering beschreven in stap 2.2.1 nog drie keer, maar decant de supernatanten in 50-mL opvangbuizen met 10 mL 100% FBS.
  3. Centrifugeer de cellen (400 x g, 5 min) en zuig het supernatant af. Resuspendeer de cellen in DMEM-F12 bevattend 10% FBS en 1% P/S en zaai op een 6-well plaat (1 x 105 cellen/cm2, 2 mL medium per putje).
  4. Na 1 h, breng het medium met niet-aanhechtende cellen over naar een 50-mL buis en gooi de aangehechte cellen weg. Tel de cellen in suspensie en plateer ze opnieuw in nieuwe 6-well platen (1 x 105 cellen/cm2, 2 mL van DMEM-F12 bevattend 10% FBS en 1% P/S per putje).
  5. Rem celproliferatie met bromodeoxyuridine (BrdU).
    Opgelet: BrdU is een sterk teratogeen en vermoedelijke mutageen. Zorg ervoor dat adequate training is gegeven en raadpleeg de veiligheidsinformatieblad voor gebruik.
    1. Zodra cellen zich hebben gehecht, vervang het medium in de 6-well plaat met DMEM-F12 bevattend 10% FBS, 1% P/S (2 mL medium per putje), en 5 µM BrdU. Incubeer gedurende 16 h (37 °C, 5% CO2).
    2. Verwijder het BrdU-bevattend medium en vervang met DMEM-F12 bevattend 10% FBS en 1% P/S (2 mL medium per putje).
  6. Bereid vooraf gekleurde MSCs.
    1. Zodra MSC-culturen bij 70-80% confluency in 10-cm schalen zijn, verwijder het kweekmedium en voeg 3 mL celdissociatie-oplossing toe. Incubeer de schaal bij 37 °C

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

HUCPVCs vertonen een hoger aggregaatvormingspotentieel en CD49f-expressieniveaus vergeleken met BMSCs:

Om de differentiatie van hMSC's (d.w.z. FTM HUCPVCs, term HUCPVCs en BMSCs) te induceren, werden eencellige suspensies van ongedifferentieerde MSC's of MSC-bevattende hangende druppels (Tabel 1) overgebracht op monolagen van rat primaire cardiomyocyten om directe co-culturen of aggrega...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De cardiale differentiatie van stamcellen is in ontwikkeling voor meer dan 2 decennia, met meerdere verschillende strategieën wordt gebruikt voor het genereren van cardiomyocyte-achtige cellen uit MSC bronnen. Veel van deze strategieën, echter zijn inefficiënt, en de voorwaarden gebruikt zijn vaak niet representatief voor het milieu getransplanteerde cellen ontmoeting in vivo.

In tegenstelling tot de bestaande methoden, het hier gepresenteerde protocol maakt gebruik van een combinatie...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dr. Clifford L. Librach is medehouder van het octrooi: methoden van isolatie en het gebruik van cellen die zijn afgeleid van de eerste trimester navelstreng weefsel, verleend in Canada en Australië.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs danken de volgende personeelsleden en onderzoek personeel voor hun bijdragen: Matthew Librach, Leila Maghen Tanya A. Baretto, Shlomit Kenigsberg en Andrée Gauthier-Fisher. Dit werk werd gesteund door de The Ontario Fonds voor onderzoek inzake - Research Excellence (ORF-RE, ronde #7) en maken programma Inc.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
0.25% Trypsin/EDTAGibco25200056Voor celafsplitsing
Alpha-MEMGibco12571071Voor HUCPVC- en BMSC-kweekmedia.
PE-geconjugeerd anti-human/muis CD49f-antilichaamBiolegend313612Integrine marker voor FC
APC-geconjugeerd menselijk Cx43/GJA1-antilichaamR&D SystemsFAB7737AConnexin 43 marker voor FC
FITC-geconjugeerd HLA-A2-antilichaamGenway Biotech Inc.GWB-66FBD2Immunogeen marker voor FC
FITC-geconjugeerd anti-HLA-G [MEM-G/9]-antilichaamAbcamab7904Immunogeen marker voor FC
FITC-geconjugeerd muis anti-menselijk SIRPA/CD172a-antilichaamAbD Serotec/Bio-RadMCA2518FCardiac marker voor FC
APC-geconjugeerd menselijk TRA-1-85/CD147-antilichaamR&D SystemsFAB3195AMenselijk celmarker voor FC en FACS
FITC-geconjugeerd menselijk TRA-1-85/CD147-antilichaamR&D SystemsFAB3195FMenselijk celmarker voor FC en FACS
Anti-connexin 43/GJA1-antilichaamAbcamab11370Cx43. Voor ICC
Geit anti-konijn IgG (H+L) gekruist geabsorbeerd secundair antilichaam, Alexa Fluor 555Life TechnologiesA-21428Voor ICC
Anti-sarcomeer alfa actinine [EA-53]-antilichaamAbcamab9465aSARC. Voor ICC
Geit anti-muis IgM zware ketting gekruist geabsorbeerd secundair antilichaam, Alexa Fluor 555Life TechnologiesA-21426Voor ICC
Mef2C (D80C1) XP konijnantilichaamNew England BioLabs Ltd.5030SVoor ICC
Ezel anti-konijn IgG (H+L) secundair antilichaam, Alexa Fluor 488Life TechnologiesA-21206Voor ICC
Anti-nuclei (HuNu) (clone 235-1)-antilichaamEMD MilliporeMAB1281Voor ICC
MZ9.5 StereomicroscoopLeicaVoor beeldvorming van aggregaten.
1.5 ml centrifuge microbuisjesAxygenMCT-150-CVoor het kleuren van MSC's met fluorescerende kleurstof.
ImageJOpen source beeldverwerkingssoftware.
Aria II BDUHN SickKids FC Facility. Voor celafscheiding.
Botserum mesenchymale stromale cellenLonzaPT-2501BMSC's
Bovine serumalbumineSigma-AldrichA7030-100GBSA. Om oplossingen voor ICC te bereiden
BrdUEMD MilliporeMAB3424Let op: BrdU is een sterke teratogeen en vermoedelijke mutageen. Zorg ervoor dat u de juiste training heeft en raadpleeg de SDS voor gebruik.
Canto IIBDUHN SickKids FC Facility. Voor flowcytometrie.
cDNA EcoDry PremixClontech/Takara639570Voor de bereiding van cDNA voor qPCR
CellTracker Green CMFDA-kleurstofLife TechnologiesC7025Fluorescente beeldvorming van celcytoplasma
Countess geautomatiseerde celtellerInvitrogen Inc.C10227Voor celtelling
DMEM-F12Sigma-AldrichD6421Voor ratten primaire cardiomyocytenkweekmedium.
Dulbecco's fosfaatgebufferde zoutoplossingGibco10010023D-PBS, zonder Ca2+, Mg2+
EVOSLife TechnologiesFluorescente microscoop in huis
FACSCaliburBDIn huis. Voor flowcytometrie.
Fetaal bovien serum (Hyclone)GE HealthcareSH3039603FBS. Component van celkweekmedium.
IDT Prime Time qPCR-sondesIntegrated Data TechnologiesFAM fluorofoorhttp://www.idtdna.com/pages/products/gene-expression/primetime-qpcr-assays-and-primers
Lab Vision PermaFluor Aqueous Mounting MediumThermoScientificTA-030-FMVoor opslag van cellen die ICC ondergaan
LSR II BDUHN SickKids FC Facility. Voor flowcytometrie.
MoFlo AstriosBeckman CoulterUHN SickKids FC Facility. Voor celafscheiding.
Normaal geitenserumCell Signaling Technology5425SNGS. Gebruikt in blokkeeroplossing voor ICC
Nunc Lab-Tek II Chamber Coverglass, 8-wellsThermo Scientific Nunc155409Om monsters voor ICC te bereiden
OmniPur Triton X-100-oppervlakteactieve stofEMD Millipore9410-OPAls onderdeel van de permeabiliseringsoplossing bij het voorbereiden van cellen voor ICC
Paraformaldehyde, 16% oplossing, EM-kwaliteitElectron Microscopy Sciences15710Voor het fixeren van cellen voor ICC.
Penicilline/streptomycineGibco15140122Component van celkweekmedium.
PrimersSigmaAangepaste standaard DNA-oligo's, ontzoutd, 0,2 μmolCTnT_F: GGC AGC GGA AGA GGA TGC TGA A; CTnT_R: GAG GCA CCA AGT TGG GCA TGA ACG A; MYH6 F: GCA AAG TAC TGG ATG ACA CGC T; MYH6 R: GTC ATT GCT GAA ACC GAG AAT G
Quorum Spinning Disk ConfocalZeissSickKids Imaging Facility
ReproCardio hiPS-cel afgeleide cardiomyocytenReproCellRCD001NPositieve controle voor qPCR

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Badano, L. P., et al. Prevalence, clinical characteristics, quality of life, and prognosis of patients with congestive heart failure and isolated left ventricular diastolic dysfunction. J Am Soc Echocardiogr. 17 (3), 253-261 (2004).
  2. Leri, A., Kajstura, J., Anversa, P. Cardiac stem cells and mechanisms of myocardial regeneration. Physiol Rev. 85 (4), 1373-1416 (2005).
  3. Orlic, D., et al. Mobilized bone marrow cells repair the infarcted heart, improving function and survival. Proc Natl Acad Sci U S A. 98 (18), 10344-10349 (2001).
  4. Schuster, M. D., et al. Myocardial neovascularization by bone marrow angioblasts results in cardiomyocyte regeneration. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 287 (2), 525-532 (2004).
  5. Zandstra, P. W., et al. Scalable production of embryonic stem cell-derived cardiomyocytes. Tissue Eng. 9 (4), 767-778 (2003).
  6. Boheler, K. R., et al. Differentiation of pluripotent embryonic stem cells into cardiomyocytes. Circ Res. 91 (3), 189-201 (2002).
  7. Kattman, S. J., et al. Stage-specific optimization of activin/nodal and BMP signaling promotes cardiac differentiation of mouse and human pluripotent stem cell lines. Cell Stem Cell. 8 (2), 228-240 (2011).
  8. Dixon, J. E., Dick, E., Rajamohan, D., Shakesheff, K. M., Denning, C. Directed differentiation of human embryonic stem cells to interrogate the cardiac gene regulatory network. Mol Ther. 19 (9), 1695-1703 (2011).
  9. Stennard, F. A., et al. Cardiac T-box factor Tbx20 directly interacts with Nkx2-5, GATA4, and GATA5 in regulation of gene expression in the developing heart. Dev Biol. 262 (2), 206-224 (2003).
  10. Dubois, N. C., et al. SIRPA is a specific cell-surface marker for isolating cardiomyocytes derived from human pluripotent stem cells. Nat Biotechnol. 29 (11), 1011-1018 (2011).
  11. Panteghini, M. Present issues in the determination of troponins and other markers of cardiac damage. Clin Biochem. 33 (3), 161-166 (2000).
  12. Burridge, P. W., et al. Improved human embryonic stem cell embryoid body homogeneity and cardiomyocyte differentiation from a novel V-96 plate aggregation system highlights interline variability. Stem Cells. 25 (4), 929-938 (2007).
  13. Ovchinnikov, D. A., et al. Isolation of contractile cardiomyocytes from human pluripotent stem-cell-derived cardiomyogenic cultures using a human NCX1-EGFP reporter. Stem Cells Dev. 24 (1), 11-20 (2015).
  14. Moscoso, I., et al. Differentiation "in vitro" of primary and immortalized porcine mesenchymal stem cells into cardiomyocytes for cell transplantation. Transplant Proc. 37 (1), 481-482 (2005).
  15. Ramkisoensing, A. A., et al. Gap junctional coupling with cardiomyocytes is necessary but not sufficient for cardiomyogenic differentiation of cocultured human mesenchymal stem cells. Stem Cells. 30 (6), 1236-1245 (2012).
  16. van Kempen, M., et al. Expression of the electrophysiological system during murine embryonic stem cell cardiac differentiation. Cell Physiol Biochem. 13 (5), 263-270 (2003).
  17. Mummery, C. L., et al. Differentiation of human embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells to cardiomyocytes: a methods overview. Circ Res. 111 (3), 344-358 (2012).
  18. Puceat, M. Protocols for cardiac differentiation of embryonic stem cells. Methods. 45 (2), 168-171 (2008).
  19. Naito, H., et al. Optimizing engineered heart tissue for therapeutic applications as surrogate heart muscle. Circulation. 114, 1 Suppl 72-78 (2006).
  20. Zimmermann, W. H., et al. Heart muscle engineering: an update on cardiac muscle replacement therapy. Cardiovasc Res. 71 (3), 419-429 (2006).
  21. Hulot, J. S., et al. Considerations for pre-clinical models and clinical trials of pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes. Stem Cell Res Ther. 5 (1), 1(2014).
  22. Wakitani, S., Saito, T., Caplan, A. I. Myogenic cells derived from rat bone marrow mesenchymal stem cells exposed to 5-azacytidine. Muscle Nerve. 18 (12), 1417-1426 (1995).
  23. Caplan, A. I. Adult Mesenchymal Stem Cells: When, Where, and How. Stem Cells Int. 2015, 628767(2015).
  24. Burchfield, J. S., Dimmeler, S. Role of paracrine factors in stem and progenitor cell mediated cardiac repair and tissue fibrosis. Fibrogenesis Tissue Repair. 1 (1), 4(2008).
  25. Hsiao, S. T., et al. Comparative analysis of paracrine factor expression in human adult mesenchymal stem cells derived from bone marrow, adipose, and dermal tissue. Stem Cells Dev. 21 (12), 2189-2203 (2012).
  26. Tomita, S., et al. Autologous transplantation of bone marrow cells improves damaged heart function. Circulation. 100, 19 Suppl 247-256 (1999).
  27. Skerjanc, I. S. Cardiac and skeletal muscle development in P19 embryonal carcinoma cells. Trends Cardiovasc Med. 9 (5), 139-143 (1999).
  28. Hou, J., et al. Combination of BMP-2 and 5-AZA is advantageous in rat bone marrow-derived mesenchymal stem cells differentiation into cardiomyocytes. Cell Biol Int. 37 (12), 1291-1299 (2013).
  29. Yoon, J., et al. Differentiation, engraftment and functional effects of pre-treated mesenchymal stem cells in a rat myocardial infarct model. Acta Cardiol. 60 (3), 277-284 (2005).
  30. Xing, Y., Lv, A., Wang, L., Yan, X. The combination of angiotensin II and 5-azacytidine promotes cardiomyocyte differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells. Mol Cell Biochem. 360 (1-2), 279-287 (2012).
  31. Yuan, Y., et al. Differentiation of mesenchymal stem cells into cardio myogenic cells under the induction of myocardial cell lysate. Zhonghua Xin Xue Guan Bing Za Zhi. 33 (2), 170-173 (2005).
  32. Toma, C., Pittenger, M. F., Cahill, K. S., Byrne, B. J., Kessler, P. D. Human mesenchymal stem cells differentiate to a cardiomyocyte phenotype in the adult murine heart. Circulation. 105 (1), 93-98 (2002).
  33. Yannarelli, G., et al. Donor mesenchymal stromal cells (MSCs) undergo variable cardiac reprogramming in vivo and predominantly co-express cardiac and stromal determinants after experimental acute myocardial infarction. Stem Cell Rev. 10 (2), 304-315 (2014).
  34. Rangappa, S., Entwistle, J. W., Wechsler, A. S., Kresh, J. Y. Cardiomyocyte-mediated contact programs human mesenchymal stem cells to express cardiogenic phenotype. J Thorac Cardiovasc Surg. 126 (1), 124-132 (2003).
  35. Bakogiannis, C., et al. Circulating endothelial progenitor cells as biomarkers for prediction of cardiovascular outcomes. Curr Med Chem. 19 (16), 2597-2604 (2012).
  36. Deb, A., et al. Bone marrow-derived cardiomyocytes are present in adult human heart: A study of gender-mismatched bone marrow transplantation patients. Circulation. 107 (9), 1247-1249 (2003).
  37. Laflamme, M. A., Myerson, D., Saffitz, J. E., Murry, C. E. Evidence for cardiomyocyte repopulation by extracardiac progenitors in transplanted human hearts. Circ Res. 90 (6), 634-640 (2002).
  38. Quaini, F., et al. Chimerism of the transplanted heart. N Engl J Med. 346 (1), 5-15 (2002).
  39. Alvarez-Dolado, M., et al. Fusion of bone-marrow-derived cells with Purkinje neurons, cardiomyocytes and hepatocytes. Nature. 425 (6961), 968-973 (2003).
  40. Nygren, J. M., et al. Bone marrow-derived hematopoietic cells generate cardiomyocytes at a low frequency through cell fusion, but not transdifferentiation. Nat Med. 10 (5), 494-501 (2004).
  41. Hong, S. H., et al. Ontogeny of human umbilical cord perivascular cells: molecular and fate potential changes during gestation. Stem Cells Dev. 22 (17), 2425-2439 (2013).
  42. Sarugaser, R., Ennis, J., Stanford, W. L., Davies, J. E. Isolation, propagation, and characterization of human umbilical cord perivascular cells (HUCPVCs). Methods Mol Biol. 482, 269-279 (2009).
  43. Sarugaser, R., Lickorish, D., Baksh, D., Hosseini, M. M., Davies, J. E. Human umbilical cord perivascular (HUCPV) cells: a source of mesenchymal progenitors. Stem Cells. 23 (2), 220-229 (2005).
  44. Kadivar, M., et al. In vitro cardiomyogenic potential of human umbilical vein-derived mesenchymal stem cells. Biochem Biophys Res Commun. 340 (2), 639-647 (2006).
  45. Baksh, D., Yao, R., Tuan, R. S. Comparison of proliferative and multilineage differentiation potential of human mesenchymal stem cells derived from umbilical cord and bone marrow. Stem Cells. 25 (6), 1384-1392 (2007).
  46. Wu, K. H., et al. Cardiac potential of stem cells from whole human umbilical cord tissue. J Cell Biochem. 107 (5), 926-932 (2009).
  47. Yannarelli, G., et al. Human umbilical cord perivascular cells exhibit enhanced cardiomyocyte reprogramming and cardiac function after experimental acute myocardial infarction. Cell Transplant. 22 (9), 1651-1666 (2013).
  48. Kilkenny, C., Browne, W. J., Cuthill, I. C., Emerson, M., Altman, D. G. Improving bioscience research reporting: The ARRIVE guidelines for reporting animal research. J Pharmacol Pharmacother. 1 (2), 94-99 (2010).
  49. Yu, K. R., et al. CD49f enhances multipotency and maintains stemness through the direct regulation of OCT4 and SOX2. Stem Cells. 30 (5), 876-887 (2012).
  50. Lee, R. H., et al. The CD34-like protein PODXL and alpha6-integrin (CD49f) identify early progenitor MSCs with increased clonogenicity and migration to infarcted heart in mice. Blood. 113 (4), 816-826 (2009).
  51. Szaraz, P., et al. In Vitro Differentiation of First Trimester Human Umbilical Cord Perivascular Cells into Contracting Cardiomyocyte-Like Cells. Stem Cells Int. 2016, 7513252(2016).
  52. Bauwens, C., Yin, T., Dang, S., Peerani, R., Zandstra, P. W. Development of a perfusion fed bioreactor for embryonic stem cell-derived cardiomyocyte generation: oxygen-mediated enhancement of cardiomyocyte output. Biotechnol Bioeng. 90 (4), 452-461 (2005).
  53. Jing, D., Parikh, A., Tzanakakis, E. S. Cardiac cell generation from encapsulated embryonic stem cells in static and scalable culture systems. Cell Transplant. 19 (11), 1397-1412 (2010).
  54. Hare, J. M., et al. Comparison of allogeneic vs autologous bone marrow-derived mesenchymal stem cells delivered by transendocardial injection in patients with ischemic cardiomyopathy: the POSEIDON randomized trial. JAMA. 308 (22), 2369-2379 (2012).
  55. Huang, X. P., et al. Differentiation of allogeneic mesenchymal stem cells induces immunogenicity and limits their long-term benefits for myocardial repair. Circulation. 122 (23), 2419-2429 (2010).
  56. Hare, J. M., et al. A randomized, double-blind, placebo-controlled, dose-escalation study of intravenous adult human mesenchymal stem cells (prochymal) after acute myocardial infarction. J Am Coll Cardiol. 54 (24), 2277-2286 (2009).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Cardiomyocytendifferentiatieaggregaatvormingcardiale feederlagenflowcytometriefluorescentiemicroscopiecardiomyocytenmarkersHUCPVC differentiatieimmunogeniciteitsbeoordelingsamentrekkende celclusters

Gerelateerde artikelen