Name: Indukowana ultradźwiękami indukowana pluripotencjalna implantacja kardiomiocytów pochodzących z komórek macierzystych u myszy z zawałem mięśnia sercowego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-03-30T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 3 s
Description: Poznaj metodę echokardiograficznego wstrzyknięcia kardiomiocytów pochodzących z hiPSC u myszy z zawałem mięśnia sercowego. Technika ta jest bezpieczna, mało inwazyjna i skutecznie wspomaga regenerację serca.

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

Ta praca była wspierana przez Główny Plan Badawczy Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (nr 91539111 do JY), Kluczowy Projekt Nauki i Technologii Prowincji Hunan (nr 2020SK53420 do JY) oraz Program Innowacji Naukowych i Technologicznych Prowincji Hunan (2021RC2106 do CF).

<ol><li>Leuschner, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+monocyte+kinetics+in+acute+myocardial+infarction+are+sustained+by+extramedullary+monocytopoiesis%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Experimental+Medicine%22%5BJournal%5D)">Rapid monocyte kinetics in acute myocardial infarction are sustained by extramedullary monocytopoiesis.</a> The Journal of Experimental Medicine. 209 (1), 123-137 (2012).</li>
<li>Lázár, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiomyocyte+renewal+in+the+human+heart%3A+insights+from+the+fall-out%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">Cardiomyocyte renewal in the human heart: insights from the fall-out.</a> European Heart Journal. 38 (30), 2333-2342 (2017).</li>
<li>Davis, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((State+of+the+art%3A+cardiac+transplantation%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Cardiovascular+Medicine%22%5BJournal%5D)">State of the art: cardiac transplantation.</a> Trends in Cardiovascular Medicine. 24 (8), 341-349 (2014).</li>
<li>Mancini, D., Colombo, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Left+ventricular+assist+devices%3A+A+rapidly+evolving+alternative+to+transplant%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Left ventricular assist devices: A rapidly evolving alternative to transplant.</a> Journal of the American College of Cardiology. 65 (23), 2542-2555 (2015).</li>
<li>Zimmermann, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Translating+myocardial+remuscularization%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Translating myocardial remuscularization.</a> Circulation Research. 120 (2), 278-281 (2017).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+large-scale+investigation+of+hypoxia-preconditioned+allogeneic+mesenchymal+stem+cells+for+myocardial+repair+in+nonhuman+primates%3A+Paracrine+activity+without+remuscularization%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">A large-scale investigation of hypoxia-preconditioned allogeneic mesenchymal stem cells for myocardial repair in nonhuman primates: Paracrine activity without remuscularization.</a> Circulation Research. 118 (6), 970-983 (2016).</li>
<li>Kempf, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells+in+scalable+suspension+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Cardiac differentiation of human pluripotent stem cells in scalable suspension culture.</a> Nature Protocols. 10 (9), 1345-1361 (2015).</li>
<li>Chong, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+embryonic-stem-cell-derived+cardiomyocytes+regenerate+non-human+primate+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Human embryonic-stem-cell-derived cardiomyocytes regenerate non-human primate hearts.</a> Nature. 510 (7504), 273-277 (2014).</li>
<li>Shiba, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Allogeneic+transplantation+of+iPS+cell-derived+cardiomyocytes+regenerates+primate+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Allogeneic transplantation of iPS cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts.</a> Nature. 538 (7625), 388-391 (2016).</li>
<li>Nguyen, P. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+strategies+to+address+the+major+clinical+barriers+facing+stem+cell+regenerative+therapy+for+cardiovascular+disease%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Potential strategies to address the major clinical barriers facing stem cell regenerative therapy for cardiovascular disease: A review.</a> JAMA Cardiology. 1 (8), 953-962 (2016).</li>
<li>Zimmermann, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remuscularization+of+the+failing+heart%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Remuscularization of the failing heart.</a> The Journal of Physiology. 595 (12), 3685-3690 (2017).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transplantation+of+hypoxia-preconditioned+mesenchymal+stem+cells+improves+infarcted+heart+function+via+enhanced+survival+of+implanted+cells+and+angiogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Thoracic+and+Cardiovascular+Surgery%22%5BJournal%5D)">Transplantation of hypoxia-preconditioned mesenchymal stem cells improves infarcted heart function via enhanced survival of implanted cells and angiogenesis.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 135 (4), 799-808 (2008).</li>
<li>Feng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat+shock+improves+Sca-1%2B+stem+cell+survival+and+directs+ischemic+cardiomyocytes+toward+a+prosurvival+phenotype+via+exosomal+transfer%3A+a+critical+role+for+HSF1%2FmiR-34a%2FHSP70+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells%22%5BJournal%5D)">Heat shock improves Sca-1+ stem cell survival and directs ischemic cardiomyocytes toward a prosurvival phenotype via exosomal transfer: a critical role for HSF1/miR-34a/HSP70 pathway.</a> Stem Cells. 32 (2), Dayton, Ohio. 462-472 (2014).</li>
<li>Fan, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiomyocytes+from+CCND2-overexpressing+human+induced-pluripotent+stem+cells+repopulate+the+myocardial+scar+in+mice%3A+A+6-month+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+and+Cellular+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Cardiomyocytes from CCND2-overexpressing human induced-pluripotent stem cells repopulate the myocardial scar in mice: A 6-month study.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 137, 25-33 (2019).</li>
<li>Lou, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((N-cadherin+overexpression+enhances+the+reparative+potency+of+human-induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiac+myocytes+in+infarcted+mouse+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">N-cadherin overexpression enhances the reparative potency of human-induced pluripotent stem cell-derived cardiac myocytes in infarcted mouse hearts.</a> Cardiovascular Research. 116 (3), 671-685 (2020).</li>
<li>Sun, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transplanted+microvessels+improve+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocyte+engraftment+and+cardiac+function+after+infarction+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Transplanted microvessels improve pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte engraftment and cardiac function after infarction in rats.</a> Science Translational Medicine. 12 (562), (2020).</li>
<li>Wu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+repair+with+echocardiography-guided+multiple+percutaneous+left+ventricular+intramyocardial+injection+of+hiPSC-CMs+after+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Cardiovascular+Medicine%22%5BJournal%5D)">Cardiac repair with echocardiography-guided multiple percutaneous left ventricular intramyocardial injection of hiPSC-CMs after myocardial infarction.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 768873(2021).</li>
<li>Kannappan, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functionally+competent+DNA+damage-free+induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes+for+myocardial+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Functionally competent DNA damage-free induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes for myocardial repair.</a> Circulation. 140 (6), 520-522 (2019).</li>
<li>Lou, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((N-cadherin+overexpression+enhances+the+reparative+potency+of+human-induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiac+myocytes+in+infarcted+mouse+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">N-cadherin overexpression enhances the reparative potency of human-induced pluripotent stem cell-derived cardiac myocytes in infarcted mouse hearts.</a> Cardiovascular Research. 116 (3), 671-685 (2020).</li>
<li>Zhao, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Y-27632+preconditioning+enhances+transplantation+of+human-induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes+in+myocardial+infarction+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">Y-27632 preconditioning enhances transplantation of human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes in myocardial infarction mice.</a> Cardiovascular Research. 115 (2), 343-356 (2019).</li>
<li>Zhao, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancing+the+engraftment+of+human+induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes+via+a+transient+inhibition+of+rho+kinase+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Enhancing the engraftment of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes via a transient inhibition of rho kinase activity.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (149), e59452(2019).</li>
<li>O'Brien, J., Hayder, H., Peng, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+quantification+and+analysis+of+cell+counting+procedures+using+ImageJ+plugins%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Automated quantification and analysis of cell counting procedures using ImageJ plugins.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (117), e54719(2016).</li>
<li>Kain, V., Prabhu, S. D., Halade, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammation+revisited%3A+inflammation+versus+resolution+of+inflammation+following+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Basic+Research+in+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Inflammation revisited: inflammation versus resolution of inflammation following myocardial infarction.</a> Basic Research in Cardiology. 109 (6), 444(2014).</li>
<li>Rainer, P. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiomyocyte-specific+transforming+growth+factor+%CE%B2+suppression+blocks+neutrophil+infiltration%2C+augments+multiple+cytoprotective+cascades%2C+and+reduces+early+mortality+after+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Cardiomyocyte-specific transforming growth factor β suppression blocks neutrophil infiltration, augments multiple cytoprotective cascades, and reduces early mortality after myocardial infarction.</a> Circulation Research. 114 (8), 1246-1257 (2014).</li>
<li>Yu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+embryonic+stem+cell-derived+cardiomyocyte+therapy+in+mouse+permanent+ischemia+and+ischemia-reperfusion+models%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Research+%26+Therapy%22%5BJournal%5D)">Human embryonic stem cell-derived cardiomyocyte therapy in mouse permanent ischemia and ischemia-reperfusion models.</a> Stem Cell Research & Therapy. 10 (1), 167(2019).</li>
<li>Iwanaga, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+G-CSF+on+cardiac+remodeling+after+acute+myocardial+infarction+in+swine%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemical+and+Biophysical+Research+Communications%22%5BJournal%5D)">Effects of G-CSF on cardiac remodeling after acute myocardial infarction in swine.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 325 (4), 1353-1359 (2004).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Kluczowe etapy tego badania obejmują hodowlę hiPSC, różnicowanie kardiomiocytów, oczyszczanie hiPSC-CM i przeszczepienie hiPSC-CM do miejsca zawału mięśnia sercowego myszy. Kluczem jest zastosowanie ultrasonografii serca do przezskórnego kierowania leczenia w kierunku miejsca zawału na krawędzi zawału, w które wstrzyknięto hiPSC-CM.
Wraz z wydłużeniem czasu hodowli fenotyp hiPSC-CM zmienia morfologię (większy rozmiar komórek), strukturę (mięśnie, gęstość włókienek, rozmieszczenie, mikroskopijn...

Gdy dochodzi do ostrego zawału mięśnia sercowego, komórki mięśnia sercowego w obszarze zawału szybko umierają z powodu niedokrwienia i niedotlenienia. Kilka czynników zapalnych jest uwalnianych po śmierci i pęknięciu komórki, podczas gdy komórki zapalne infiltrują miejsce zawału, powodując stan zapalny1. Co istotne, fibroblasty i kolagen, oba bez kurczliwości i przewodnictwa elektrycznego, zastępują komórki mięśnia sercowego w miejscu zawału, tworząc tkankę bliznowatą. Ze względu na ograniczoną zdolność regeneracyjną kardiomiocytów u dorosłych ssaków, żywotna tkanka powstała po dużym obszarze zawału zwykle nie jest wystarczająca do utrzymania wystarczającej pojemności minutowej serca2. Zawał mięśnia sercowego powoduje niewydolność serca, a w ciężkich przypadkach niewydolności serca pacjenci mogą polegać tylko na przeszczepach serca lub urządzeniach wspomagających pracę komór w celu utrzymania prawidłowych funkcji serca3,4.
Po MI, idealną strategią leczenia jest zastąpienie martwych kardiomiocytów nowo powstałymi kardiomiocytami, tworząc elektromechaniczne sprzężenie ze zdrowymi tkankami. Jednak opcje leczenia zazwyczaj przyjmowały ratunek mięśnia sercowego, a nie wymianę. Obecnie terapie oparte na komórkach macierzystych i progenitorowych są jednymi z najbardziej obiecujących strategii wspomagających naprawę mięśnia sercowego po MI5. Jednak przeszczep tych komórek wiąże się z kilkoma problemami, przede wszystkim niezdolnością dorosłych komórek macierzystych do różnicowania się w kardiomiocyty i ich krótką żywotnością6.
Kwestie etyczne związane z wykorzystaniem embrionalnych komórek macierzystych (ES) mogą być ominięte przez iPSC, które są obiecującym źródłem komórek. Ponadto iPSC mają silne zdolności do samoodnawiania się i mogą różnicować się w kardiomiocyty7. Badania wykazały, że hiPSC-CM przeszczepione do miejsca zawału mięśnia sercowego mogą przetrwać i tworzyć połączenia szczelinowe z komórkami gospodarza8,9. Ponieważ jednak przeszczepione komórki znajdują się w mikrośrodowisku niedokrwienia i stanu zapalnego, ich przeżywalność jest niezwykle niska10,11.
Ustanowiono kilka metod poprawy przeżywalności przeszczepionych komórek, takich jak wstępna obróbka przeszczepionych komórek za pomocą niedotlenienia i szoku cieplnego12,13, modyfikacja genetyczna14,15, oraz jednoczesne przeszczepianie komórek i naczyń włosowatych16. Niestety, większość metod jest ograniczona złożonością i wysokimi kosztami. W związku z tym w niniejszym badaniu zaproponowano powtarzalną, wygodną, stosunkowo inwazyjną i skuteczną metodę dostarczania hiPSC-CM.
Wstrzyknięcie komórek do mięśnia sercowego pod kontrolą USG pod kontrolą USG pod kontrolą USG może być przeprowadzone tylko za pomocą małego ultrasonografu weterynaryjnego o wysokiej rozdzielczości i mikroiniektora, niezależnie od miejsca. Pod kontrolą ultrasonograficzną bezpośrednie dostarczanie komórek w procesie mieczykowatym z osierdzia do mięśnia sercowego u myszy jest bezpiecznym protokołem, który pozwala uniknąć uszkodzenia wątroby i płuc. Metoda ta może być łączona jednocześnie z innymi technologiami w celu znacznej poprawy przeżywalności przeszczepionych komórek.

<table><tbody><tr><td>Przeciwciało< / silna></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>troponina sercowa T</td><td>Abcam</td><td>ab8295</td><td></td></tr><tr><td>Donkey Anti-Mouse IgG H& L (Alexa Fluor 488)</td><td>Abcam</td><td>ab150105</td><td></td></tr><tr><td>Osioł IgG przeciw myszom H& L (Alexa Fluor 555)</td><td>Abcam</td><td>ab150110</td><td></td></tr><tr><td>Osioł IgG przeciw królikom H& L (Alexa Fluor 488)</td><td>Abcam</td><td>ab150073</td><td></td></tr><tr><td>Osioł IgG przeciw królikom H& L (Alexa Fluor 555)</td><td>Abcam</td><td>ab150062</td><td></td></tr><tr><td>Ludzka troponina sercowa T</td><td>Abcam</td><td>ab91605</td><td></td></tr><tr><td>Izolektyna B4</td><td>Wektor</td><td>FL-1201</td><td></td></tr><tr><td>Sarkomeryczna alfa aktynina</td><td>Abcam</td><td>ab9465</td><td></td></tr><tr><td>Aglutynina z kiełków pszenicy</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>W11261</td><td></td></tr><tr><td>Odczynnik</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Accutase</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>00-4555-56</td><td></td></tr><tr><td>Suplement B27 (bez insuliny)</td> <td>Suplement Thermo Fisher Scientific</td><td>A1895601</td><td></td></tr><tr><td>B27 (bez surowicy)</td> <td>Thermo Fisher Scientific</td><td>17&ndash; 504-044</td><td></td></tr><tr><td>Roztwór Bouina</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>SDHT10132</td><td></td></tr><tr><td>CHIR99021</td><td>Selleck</td><td>CT99021</td><td></td></tr><tr><td>cyklosporyna A</td><td>Medchemexpress</td><td>HY-B0579</td><td></td></tr><tr><td>DIRECT RED</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>365548-25G</td><td></td></tr><tr><td>DMEM/F12</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>11320033</td><td></td></tr><tr><td>DNeasy Blood & Zestaw chusteczek</td><td>higienicznych Qiagen</td><td>69504</td><td></td></tr><tr><td>FAST GREEN FCF</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp; F7252-5G</td><td></td></tr><tr><td>Bez glukozy RPMI 1640</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>11879020</td><td></td></tr><tr><td>IWR1</td><td>Selleck</td><td>S7086</td><td></td></tr><tr><td>Kwas mlekowy</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L6661</td><td></td></tr><tr><td>Matrigel</td><td>BD Biosciences</td><td>BD356234</td><td></td></tr><tr><td>mTeSR1</td><td>Technologie komórek macierzystych</td><td>72562</td><td></td></tr><tr><td>Związek OCT</td><td>SAKURA</td><td>4583</td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldehyd</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>158127</td><td></td></tr><tr><td>Zestaw PowerUP SYBR Green MasterMix</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A25742</td><td></td></tr><tr><td>RPMI1640</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>11875119</td><td></td></tr><tr><td>STEMdif Kardiomiocyty do zamrażania/STEMdiff</td><td>Stem Cell Technologies</td><td>5030</td><td></td></tr><tr><td>STEMdiff Podłoże wspomagające kardiomiocyty</td><td>Stem Cell Technologies</td><td>5027</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T8787</td><td></td></tr><tr><td>ultradźwiękowy środek sprzęgający</td><td>CARENT</td><td>22396269389</td><td></td></tr><tr><td>Y-27632</td><td>Selleck</td><td>S6390</td><td></td></tr><tr><td>Equipment and supplies</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Applied Biosystems</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>7500 Kriostat Real-Time PCR</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop fluorescencyjny</td><td></td><td></td> Leica CM1950 Olympus IX83 <td></td></tr><tr><td>drobne nożyczki anatomiczne</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-08</td><td></td></tr><tr><td>drobne kleszcze preparacyjne</td><td>Fine Science Tools</td><td>11255-20</td><td></td></tr><tr><td>Mikrostrzykawka</td><td>Hamilton</td><td>7633</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> Małe zwierzę <td></td></tr><tr><td> Aparat anestezjologiczny</td><td>MATRX</td><td>VMR</td><td></td></tr><tr><td>System obrazowania ultrasonograficznego małych zwierząt o ultrawysokiej rozdzielczości</td><td>VisualSonics</td><td>Vevo 2100</td><td></td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Statystyczne rozwiązania produktowe i usługowe</td><td>IBM</td><td>21</td><td></td></tr><tr><td>Image J</td><td>NIH</td><td>1,48</td><td></td></tr><tr><td>Human mitochondria Startery DNA</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>sekwencja startera do przodu</td><td>CCGCTACCATAATCATCGCTAT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>odwrotna sekwencja startera</td><td>TGCTAATACAATGCCAGTCAGG</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

indukowana ultradźwiękami indukowana pluripotencjalna implantacja kardiomiocytów pochodzących z komórek macierzystych u myszy z zawałem mięśnia sercowego

Ultrasound-Guided Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocyte Implantation in Myocardial Infarcted Mice

Kluczowym celem terapii komórkowej po zawale mięśnia sercowego (MI) jest skuteczne zwiększenie dawki przeszczepionych komórek, a ludzkie indukowane pluripotencjalne kardiomiocyty pochodzące z komórek macierzystych (hiPSC-CMs) są obiecującym źródłem komórek do naprawy serca po uszkodzeniu niedokrwiennym. Jednak niski wskaźnik przeszczepów jest istotną przeszkodą dla skutecznej regeneracji tkanki serca po przeszczepie. Protokół ten pokazuje, że wielokrotne przezskórne wstrzyknięcia hiPSC-CM pod kontrolą ultrasonograficzną w obszar mięśnia sercowego skutecznie zwiększają wskaźniki przeszczepu komórek. W badaniu opisano również cały proces hodowli hiPSC-CM, leczenie wstępne oraz metody przezskórnego podawania pod kontrolą USG. Ponadto zastosowanie ludzkiego mitochondrialnego DNA pomaga wykryć brak hiPSC-CM w innych narządach myszy. Wreszcie, w artykule opisano zmiany w funkcji serca, angiogenezie, wielkości komórek i apoptozie w strefie granicznej zawału u myszy 4 tygodnie po dostarczeniu komórek. Można stwierdzić, że przezskórne wstrzyknięcie mięśnia sercowego lewej komory pod kontrolą echokardiografii jest wykonalną, stosunkowo inwazyjną, zadowalającą, powtarzalną i skuteczną terapią komórkową.

Echokardiografia służąca do oceny funkcji lewej komory u myszy w każdej z grup wykazała, że uszkodzenia po MI zostały skutecznie cofnięte w grupie MD (Ryc. 2A). W porównaniu z grupą MI, grupa SD po MI wykazała zwiększoną frakcję wyrzutową (EF) (z 30% do 35%; Ryc. 2B) oraz skrócenie frakcyjne (FS) (z 18% do 22%; Ryc. 2C). Jednak jeszcze ważniejsze jest to, że wielokrotne przezskórne iniekcje hiPSC-CMs u myszy w grupie MD zwiększyły E...

Dostarczanie komórek pod kontrolą ultradźwięków w miejscu zawału mięśnia sercowego u myszy jest bezpiecznym, skutecznym i wygodnym sposobem przeszczepu komórek.

Indukowana ultradźwiękami indukowana pluripotencjalna implantacja kardiomiocytów pochodzących z komórek macierzystych u myszy z zawałem mięśnia sercowego

The key objective of cell therapy after myocardial infarction (MI) is to effectively enhance the cell grafted rate, and human induced pluripotent stem ...

Jest to pierwsze doniesienie wykazujące, że przezskórne wstrzyknięcie kardiomiocytów do mięśnia sercowego pod kontrolą echokardiografii znacznie poprawia właściwości naprawcze ludzkich kardiomiocytów pochodzących z iPS. Metoda ta jest wykonalną, zadowalającą, powtarzalną, mniej inwazyjną i skuteczną procedurą terapii kardiomiocytami pochodzącymi z ludzkich iPS. Uważamy, że przezskórne podawanie do mięśnia sercowego jest bezpieczną i skuteczną metodą miejscowego dostarczania leków na choroby, w tym chorobę niedokrwienną serca, zawał mięśnia sercowego i niewydolność serca.Projekt ten jest nadzorowany przez profesora Jinfu Yanga i profesora Jun Penga. demonstracją procedury będą Xun Wu, Kele Qin i Kun Xiang, doktorzy medycyny z mojego laboratorium oraz Di Wang, doktor z Hunan Provincial Key Laboratory of Cardiovascular Research. Na początek odessać próżniowo supernatant kultury z 60-dniowej hodowli hiPSC-CM.Umyj komórki trzykrotnie PBS. Następnie należy zdysocjować hiPSC-CM na poszczególne komórki za pomocą mieszaniny enzymów odłączających komórki w temperaturze 37 stopni Celsjusza przez trzy do pięciu minut. Zbierz komórki w 15-mililitrowej probówce zawierającej pięć mililitrów RPMI plus pożywka B27 i wymieszaj.Policz komórki i oblicz łączną liczbę komórek. Odwirować zawiesinę komórkową o sile 300 G przez dwie minuty w temperaturze pokojowej. Odrzucić supernatant i ponownie zawiesić osad w pożywce dla kardiomiocytów do stężenia 6 x 10 4 komórek na mikrolitr.Umieścić probówkę w temperaturze 37 stopni Celsjusza do etapu wstrzykiwania. Po odpowiednim znieczuleniu myszy przymocuj kończyny i ogon taśmą. Następnie przymocuj siekacze myszy jedwabną nicią i taśmą 2/0.Wysterylizuj środkową szyję i lewą klatkę piersiową trzema naprzemiennymi rundami betainy, a następnie alkoholem. Wykonaj środkowe nacięcie szyi za pomocą cienkich anatomicznych nożyczek i cienkich kleszczy preparacyjnych. Odetnij kilka przednich mięśni szyjnych, aby ustabilizować i całkowicie odsłonić tchawicę.Wprowadzić igłę do nakłuwania cewnika o rozmiarze 20 jako rurkę dotchawiczą przez usta. Podłącz rurkę dotchawiczą do respiratora i sprawdź ruchy klatki piersiowej, aby upewnić się, że oba płuca są dobrze wentylowane. Dostosuj parametry oddychania.Następnie przymocuj lewą tylną kończynę do prawej dolnej części i poluzuj taśmę wokół lewej kończyny górnej. Za pomocą cienkich nożyczek preparacyjnych i kleszczy wykonaj torakotomię w przestrzeni międzyżebrowej lewej klatki piersiowej od trzech do czterech. Za pomocą kleszczy oderwij osierdzie i zlokalizuj lewą przednią zstępującą tętnicę wieńcową.Użyj jedwabnej nici 6/0, aby podwiązać bliższy koniec tętnicy. Aby upewnić się, że model ostrego zawału mięśnia sercowego został ustalony, poczekaj, aż dystalna strona tętnicy w miejscu podwiązania zmieni kolor z czerwonego na biały. Zamknij klatkę piersiową warstwa po warstwie i zszyj skórę nicią 4/0.W przypadku grupy pozorowanej zwierząt należy wykonać wszystkie zabiegi chirurgiczne z wyjątkiem podwiązania. W ciągu pierwszych dwóch tygodni po zawale mięśnia sercowego umieść myszy w komorze anestezjologicznej połączonej z 5% izofluoranem i wykonaj intubację tchawicy. Trzy dni przed podaniem hiPSC-CM należy wstrzyknąć cyklosporynę A do jamy dootrzewnowej w dawce 10 miligramów na kilogram dziennie.Usuń włosy z klatki piersiowej i górnej części brzucha myszy za pomocą kremu do depilacji. Podawanie izofluoranu wziewnego do momentu, gdy tętno utrzyma się na poziomie od 400 do 500 uderzeń na minutę. Przymocuj kończyny i ogon myszy taśmą do konsoli wykrywania i ustaw temperaturę platformy na 37 stopni Celsjusza.Nałóż galaretkę ultradźwiękową na górną część brzucha. Za pomocą weterynaryjnej sondy ultrasonograficznej o wysokiej rozdzielczości uzyskaj obrazy wątroby myszy. Za pomocą mikrostrzykawki o pojemności pięciu mikrolitrów narysuj około 3 x 10 do 5. hiPSC-CMs.Trzymać strzykawkę i wprowadzić trzymilimetrową igłę w lewym wyrostku przyksowym. Pod kontrolą ultradźwięków podążaj za górną krawędzią membrany. Obserwuj rytm oddechowy i zakres.Wejdź do osierdzia na końcu koła wydechowego, unikając uszkodzenia wątroby i płuc. Następnie uzyskaj obraz przymostkowej osi długiej serca myszy za pomocą echokardiografii w trybie B. Pod kontrolą ultradźwięków wstrzyknąć 1 x 10 do 5. komórek hiPSC-CMs do każdego z trzech marginalnych obszarów miejsca zawału.Wyjmij sondę ultradźwiękową i spłucz galaretkę. Odzwyczaić mysz od znieczulenia i umieścić ją z powrotem w klatce. Cyklosporynę A należy wstrzykiwać w sposób ciągły przez jeden miesiąc po przeszczepie.Echokardiogram lewej komory wykazał, że urazy spowodowane zawałem mięśnia sercowego zostały odwrócone w grupie otrzymującej dawkę wielokrotną. Przeszczepienie hiPSC-CM skutkowało również zwiększeniem frakcji wyrzutowej i skróceniem frakcji. Pomiar parametrów serca za pomocą barwienia Sirius Red i Fast Green wykazał, że wielkość zawału i frakcja objętościowa kolagenu zmniejszyły się, natomiast grubość przedniej ściany lewej komory zwiększyła się po przeszczepie.Znakowanie niespecyficznej alfa aktyny na zielono, DAPI na niebiesko i specyficznej dla człowieka troponiny T na czerwono wykazało obecność przeszczepionych komórek w zawale i brzeżnym obszarze zawału. Liczba i odsetek przeszczepionych komórek były wyższe w grupie otrzymującej dawkę wielokrotną w porównaniu z dawką pojedynczą. 28 dni po zawale mięśnia sercowego grupa otrzymująca dawkę wielokrotną wykazała wzrost liczby komórek wyrażających marker komórek śródbłonka, I-B4.Barwienie aglutyniną z kiełków pszenicy i alfa-aktyniną sarkomeryczną na kardiomiocytach wykazało zmniejszenie minimalnej średnicy włókien. Mniejsza liczba jąder kardiomiocytów tunelowo-dodatnich w grupie otrzymującej dawkę wielokrotną wskazywała na zmniejszoną apoptozę. Analiza PCR wykryła ludzkie mitochondrialne DNA tylko w sercu, co wskazuje na specyficzny przeszczep.Podczas wprowadzania igły należy upewnić się, że wchodzi ona do jamy osierdzia wraz z górnym brzegiem przepony i na końcu koła wydechowego, aby uniknąć uszkodzenia wątroby lub płuc.

ultrasound-guided-induced-pluripotent-stem-cell-derived-cardiomyocyte

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Dostarczanie komórek do mięśnia sercowego w mysich modelach chorób sercowo-naczyniowych, takich jak nadciśnienie czy zawał mięśnia sercowego, jest szeroko stosowane do testowania potencjału terapeutycznego różnych typów komórek w badaniach regeneracyjnych. Dlatego szczegółowy opis i przejrzysta wizualizacja tego zabiegu chirurgicznego pomogą określić ograniczenia i zalety analiz terapeutycznych komórek sercowo-naczyniowych u małych gryzoni.

Dostarczanie komórek do mięśnia sercowego: obserwacje w mysich sercach

Przezskórne wstrzyknięcie do mięśnia sercowego pod kontrolą echokardiografii stanowi efektywną, niezawodną i celowaną metodę dostarczania czynników transferu genów lub komórek do mysiego serca. Postępując zgodnie z krokami opisanymi w tym protokole, operator może szybko stać się kompetentny w tej wszechstronnej, minimalnie inwazyjnej technice.

Iniekcja przezklatkowa domięśniowa pod kontrolą USG u myszy

Prezentujemy trzy nowatorskie i bardziej efektywne protokoły różnicowania ludzkich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych na kardiomiocyty, komórki śródbłonka i komórki mięśni gładkich oraz metodę dostarczania, która poprawia wszczepianie przeszczepionych komórek poprzez połączenie iniekcji komórek z dostarczaniem cytokin za pośrednictwem łatki.

Pluripotencjalne komórki serca pochodzące z komórek macierzystych do naprawy mięśnia sercowego

Tutaj opisujemy przygotowanie żywotnych wycinków komorowych od dorosłych myszy i ich wykorzystanie do rejestracji potencjału czynnościowego elektrod ostrych. Te wielokomórkowe preparaty zapewniają zachowaną in vivo strukturę tkankową, co czyni je cennym modelem do badań elektrofizjologicznych i farmakologicznych in vitro.

Mysie plastry serca o krótkiej osi do badań elektrofizjologicznych

Tutaj prezentujemy protokół indukcji kriouszkodzenia lewej komory, po którym następuje wszczepienie łaty mięśnia sercowego, pochodzącej z ludzkich kardiomiocytów komórek iPS w modelu świnki morskiej.

Implantacja plastrów sercowo-mięśniowych pochodzących z hiPSC po urazie mięśnia sercowego w modelu świnki morskiej

W tym protokole pokazujemy i rozwijamy, jak używać ludzkich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych do różnicowania i oczyszczania kardiomiocytów, a ponadto, jak poprawić efektywność ich przeszczepu za pomocą wstępnego leczenia inhibitorem kinazy białkowej związanej z Rho w modelu zawału mięśnia sercowego u myszy.

Zwiększenie wszczepienia indukowanych przez człowieka pluripotencjalnych kardiomiocytów pochodzących z komórek macierzystych poprzez przejściowe hamowanie aktywności kinazy Rho

Staraliśmy się stworzyć świński model niewydolności serca wywołanej zablokowaniem lewej tętnicy obwodowej i szybką stymulacją, aby przetestować efekt i bezpieczeństwo domięśniowego podawania komórek macierzystych w terapiach komórkowych.

Opracowanie świńskiego modelu niewydolności serca po zawale mięśnia sercowego do leczenia komórkami macierzystymi

Komórki macierzyste są stale badane jako potencjalne metody leczenia osób z uszkodzeniem mięśnia sercowego, jednak ich zmniejszona żywotność i retencja w uszkodzonej tkance może wpłynąć na ich długoterminową skuteczność. W tym manuskrypcie opisujemy alternatywną metodę dostarczania komórek macierzystych w mysim modelu uszkodzenia reperfuzyjnego niedokrwiennego.

Opóźnione dostarczanie komórek macierzystych do mięśnia sercowego po urazie reperfuzyjnym niedokrwiennym w modelu mysim

Ten protokół ma na celu przeszczepienie biodrukowanej łatki 3D na nasierdzie myszy z zawałem, modelując niewydolność serca. Zawiera szczegóły dotyczące znieczulenia, chirurgicznego otwarcia klatki piersiowej, trwałego podwiązania lewej przedniej zstępującej tętnicy wieńcowej (LAD) i nałożenia biodrukowanego plastra na obszar serca po zawale.

Przeszczep biodrukowanego plastra 3D w mysim modelu zawału mięśnia sercowego

Terapia oparta na komórkach macierzystych pojawiła się jako skuteczna strategia naprawy uszkodzonych tkanek serca po zawale mięśnia sercowego. Zapewniamy optymalną aplikację in vivo do przeszczepu komórek macierzystych przy użyciu hydrożeli żelatynowych, które mogą być sieciowane enzymatycznie.

Domięśniowe przeszczepienie hydrożeli iniekcyjnej obciążających MSC po zawale mięśnia sercowego w modelu mysim

Ten artykuł zawiera szczegółowe informacje na temat zoptymalizowanego protokołu wstrzykiwań domięśniowych pod kontrolą echokardiografii w szczurzych modelach zawału mięśnia sercowego przy użyciu igły 29 G x 88 mm. Technika ta zapewnia solidne, precyzyjne i powtarzalne dostarczanie środków terapeutycznych bezpośrednio do strefy okołozawałowej.

Iniekcja pod kontrolą echokardiografii w celu ukierunkowanego i niezawodnego dostarczania komórek macierzystych do mięśnia sercowego w szczurzym modelu zawału mięśnia sercowego

Poznaj metodę echokardiograficznego wstrzyknięcia kardiomiocytów pochodzących z hiPSC u myszy z zawałem mięśnia sercowego. Technika ta jest bezpieczna, mało inwazyjna i skutecznie wspomaga regenerację serca.

Indukowana ultradźwiękami indukowana pluripotencjalna implantacja kardiomiocytów pochodzących z komórek macierzystych u myszy z zawałem mięśnia sercowego (Wideo) | JoVE Journal

Indukowana ultradźwiękami indukowana pluripotencjalna implantacja kardiomiocytów pochodzących z komórek macierzystych u myszy z zawałem mięśnia sercowego

Przeglądaj więcej filmów