Precisie-echogeleide stamcelafgifte voor vasculair herstel bij aortaaandoeningen

Summary

Dit artikel presenteert een protocol voor de nauwkeurige echogeleide afgifte van vasculaire stamcellen aan de aortavaatwand. De techniek richt zich effectief op de vaatwand en bevordert vasculair herstel bij aorta-aneurysma's en dissecties.

Abstract

Aorta-aneurysma's en dissectieruptuur zijn levensbedreigende cardiovasculaire noodgevallen. Vroege preventie en beheersing van ziekteprogressie zijn essentieel voor het verbeteren van de patiëntresultaten. Vasculaire stamcellen spelen een cruciale rol bij het herstel van vasculaire letsels bij verschillende vaatziekten. Intravasculaire stamcelinjectietherapieën stuiten echter op uitdagingen bij het waarborgen van efficiënte implantatie van exogene stamcellen in de vaatwand.

Om een effectievere en minimaal invasieve benadering te onderzoeken voor het toedienen van stamcellen bij aortaaandoeningen, hebben we een echogeleide, precisiegerichte stamcelafgiftetechnologie ontwikkeld. In het bijzonder maakte de techniek gebruik van een ultra-hoge resolutie Doppler-echografiesysteem voor kleine dieren om de vaatwand van de stijgende aorta nauwkeurig te lokaliseren in muismodellen voor aortaaandoeningen. Vervolgens werden 1 × de 10⁶ mCherry-gelabelde vasculaire stamcellen gemengd in 25 μL Matrigel geïnjecteerd met behulp van een naald van 29 G. De progressie van de ziekte werd gevolgd door echografie van kleine dieren. Ten slotte werd de aorta geoogst en geanalyseerd met behulp van 3D-beeldvorming met een lichtmicroscoop om geïnjecteerde vasculaire stamcellen te volgen.

De bovenstaande resultaten tonen aan dat de geïnjecteerde vasculaire stamcellen nauwkeurig werden afgeleverd in de vaatwand van de aorta ascendens met minimale invasiviteit, waardoor vasculair herstel bij aorta-aneurysma's en dissecties effectief werd bevorderd. Deze echogeleide stamcelafgiftetechnologie biedt een veelbelovende, minimaal invasieve methode voor stamceltransplantatie, die in de toekomst mogelijk de progressie van aorta-aneurysma's en dissecties en andere gerelateerde hart- en vaatziekten in klinieken kan beheersen.

Introduction

Aorta-aneurysma's en -dissecties (AAD) zijn veel voorkomende en zeer dodelijke hart- en vaatziekten, die doorgaans worden gekenmerkt door een verraderlijk begin en snelle progressie. De incidentie van AAD varieert van 1.3% tot 8%, met naar schatting 150,000 tot 200,000 sterfgevallen wereldwijd per jaar ^1,2. Vanwege het acute begin en de subtiele klinische symptomen verkeren veel patiënten op het moment van diagnose in kritieke toestand, waardoor het optimale venster voor behandeling ontbreekt. Hoewel farmacologische behandelingen, zoals β-adrenerge blokkers en angiotensinerece....

Protocol

Alle experimentele procedures worden uitgevoerd in overeenstemming met de voorschriften van de Animal Research Committee van Capital Medical University en zijn goedgekeurd door de Animal Welfare and Ethics Committee van Capital Medical University.

1. Preparaat van geïnjecteerde vasculaire stamcellen

OPMERKING: Om de toestand na injectie en de effecten van vasculaire stamcellen te verifiëren, worden Sca1⁺-cellen geïsoleerd met behulp van immunomagnetische kralenselectie zoals eerder beschreven 17,18,19, getransfecteerd met een lentivirus dat de mCherry-re....

Results

Echogeleide afgifte van vasculaire stamcellen
In deze studie werd echogeleide injectie uitgevoerd met behulp van een kleurendoppler-echografiesysteem voor kleine dieren (Figuur 1A,B). Tijdens de procedure werden de muizen geïmmobiliseerd op een verwarmd ultrasoon platform, waarbij indien nodig aanpassingen aan het platform en de ultrasone sonde werden aangebracht (Figuur 1C).

Discussion

AAD's veroorzaakt door genetische mutaties worden geclassificeerd als erfelijke AAD, waarvan MFS de meest voorkomende is. AAD vertegenwoordigt de meest levensbedreigende complicatie van MFS²². Om deze aandoening te onderzoeken, gebruikten we een gerenommeerd muismodel van MFS (Fbn1^C1041G/+ muizen), dat spontaan aorta-aneurysma's ontwikkelt, waardoor het ideaal is voor vroege interventiestudies. Dit model omzeilt ook de extra weefselbeschadiging.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.1% Gelatin solution	OriCell	GLT-11301
1.5 mL microtubes	Axygen	MCT-150-C
10 μL pipette tips	Labselect	T-001-10
1000 μL pipette tips	Labselect	T-001-1000
15 mL centrifuge tube	Labselect	CT-002-15A
200 μL pipette tips	Labselect	T-001-200
5 mL micro-centrifuge tube	biosharp	BS-50-M
50 mL centrifuge tube	Labselect	CT-002-50A
Antipyrine	Macklin	A800873
Anti-Sca-1 MicroBead Kit	Miltenyi Biotec	130-123-124
Bruker Luxendo MuVi -SPIM system
CD31	R&D	AF3628	Dilution ratio 1:100
CUBIC-L			tissue clearing solution
CUBIC-RA			refractive index- matching solution
DMEM	ATCC	30-2002
donkey anti-goat secondary antibody, Alexa Fluor 488	Invitrogen	A11055	Dilution ratio 1:800
FBS	Corning	35-076-CV
HBLV-mcherry-PURO	HANBIO
Homogenizer tubes	Labselect	HGT-003-200
Image-Guided Needle Injection Apparatus	Visualsonics
Insulin Syringe	BD	328421
Isoflurane	Ameixin	LAT-YFW
Light-Sheet Microscopes	Bruker Luxendo	MuVi-SPIM
Matrigel	Corning	356234
Microscan MS400 transducer	Visualsonics
Mouse Handling and Physiological Monitoring Platform	Visualsonics
N-Butyldiethanolamine	Macklin	N802391
Nicotinamide	Macklin	N814605
PBS	biosharp	BL302A
Puralube ophthalmic ointment	EQUL	1703321138
Triton X-100	Sigma-Aldrich	T9284
Trypan Blue Stain Solution	Solarbio	C0040
Trypsin-EDTA	Gibco	25200-072
Vevo 2100 lmaging System	yiswelsonics
Vevo Integrated Rail System II	yiswelsanics