يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

في المختبر تمايز الخلايا الجذعية البشرية الوسيطة إلى الفنية كارديوميوسيتي مثل الخلايا

10.6K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/55757

⸱

أغسطس 9, 2017

 ,  ,  , 

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

هنا، فإننا نقدم أسلوباً لكفاءة الاستفادة من إمكانات التمايز القلب الشباب مصادر الخلايا الجذعية الوسيطة البشرية بغية توليد خلايا وظيفية، المتعاقدة، مثل كارديوميوسيتي في المختبر.

الملخص

احتشاء عضلة القلب وتتالي الدماغية اللاحقة يؤدي إلى خسائر كبيرة في cardiomyocytes، مما يؤدي إلى فشل القلب الاحتقاني، السبب الرئيسي للوفيات في جميع أنحاء العالم. الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) خيار واعدة للعلاجات المستندة إلى خلية ليحل محل التقنيات الحالية، والغازية. MSCs يمكن أن تفرق في الأنساب الوسيطة، بما في ذلك أنواع خلايا القلب، ولكن كاملة التمايز إلى خلايا وظيفية لم يتحقق حتى الآن. تستند الأساليب السابقة للتمييز بين وكلاء الدوائية أو عوامل النمو. ومع ذلك، أيضا تمكين الاستراتيجيات ذات الصلة أكثر فسيولوجيا MSCs على الخضوع للتحول كارديوميوجينيك. نقدم هنا، أسلوب تمايز استخدام المجاميع ماجستير في كارديوميوسيتي تغذية الطبقات لإنتاج خلايا المتعاقدة مثل كارديوميوسيتي.

الحبل السري البشري ارتشاح الخلايا (هوكبفكس) تبين أن يكون تفريق أكبر محتملة من التحقيق عادة أنواع لجنة السلامة البحرية، مثل نخاع العظم MSCs (بمسكس). كمصدر أونتوجينيتيكالي أصغر، نحن التحقيق في إمكانية كارديوميوجينيك من هوكبفكس (FTM) الاثلوث الأول مقارنة بالمصادر القديمة. هوكبفكس FTM هي مصدر الرواية، غنية من MSCs التي تحتفظ في الرحم إيمونوبريفيليجيد خصائصها عند مثقف في المختبر. استخدام هذا البروتوكول التمايز و FTM ومصطلح هوكبفكس تحقيق التمايز كارديوميوجينيك زيادة كبيرة بالمقارنة مع بمسكس، كما يتضح من زيادة التعبير عن علامات كارديوميوسيتي (عامل محسن ميوسيتيأي، ج 2، القلب تروبونين تي وسلسلة ثقيلة القلب الميوسين، إشارة α البروتين التنظيمي وكونيكسين 43). وأكدوا أيضا الاستمناع أقل بكثير، كما ثبت بانخفاض هلا-بالتعبير والتعبير هلا-ز أعلى. تطبيق التمايز القائم على التجميع، أظهر هوكبفكس FTM تشكيل إجمالي الزيادة المحتملة وولدت المتعاقدة كتل الخلايا ضمن أسبوع الثقافة المشارك في طبقات تغذية القلب، ليصبح أول نوع لجنة السلامة البحرية للقيام بذلك.

نتائجنا تثبت أن هذا التمايز استراتيجية يمكن فعالية تسخير إمكانات كارديوميوجينيك MSCs الشباب، مثل هوكبفكس FTM، ويوحي بأن في المختبر قبل المفاضلة يمكن أن تكون استراتيجية محتملة لزيادة على فعالية التجدد في فيفو.

المقدمة

فشل القلب الاحتقاني (CHF) ما زال قائما كسبب رئيسي للإصابة بالأمراض والوفيات في جميع أنحاء العالم. وكثيراً ما يحدث فرنك سويسري عقب الخسارة الهائلة في cardiomyocytes وتطوير ندبا خالية من الخلية نتيجة مرضية ل احتشاء عضلة القلب (ميتشيغن)1. بينما القلب جهاز جزئيا تجديد ذاتي، يقلل المقيم الجذعية والسلف خلية المسبح المسؤولة عن تنفيذ تجديد الأنسجة إلى حد كبير في وفرة ووظيفتها في المرضى الذين تتراوح أعمارهم بين، غالباً ما تصبح غير كافية للاسترداد الأمثل بعد الإصابة. وهكذا، هناك اهتمام كبير في تطوير العلاجات التجريبية التي تنطوي على زرع خلايا صحية من الجهات المانحة في عضلة القلب التالفة. من المحتم أن الخلايا المانحة ليس فقط استعادة هيكل الأنسجة، ولكن أيض....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

تم إجراء جميع الدراسات التي شملت والإبلاغ عنها وفقا لإرشادات ARRIVE< sup class = "xref" >48. تم إجراء جميع الدراسات بموافقة مجلس أخلاقيات البحث المؤسسي (رقم REB 454-2011 ، معهد أبحاث Sunnybrook ؛ REB 29889 ، جامعة تورنتو ، تورنتو ، كندا). تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية من قبل لجنة رعاية التابعة لشبكة الصحة الجامعية (تورنتو ، كندا) ، وتلقت جميع رعاية إنسانية وفقا لدليل رعاية واستخدام المختبر ، الطبعة الثامنة (المعاهد الوطنية للصحة 2011).

< p class = "jove_title" >1. ثقافة الأنسجة

  1. مزرعة FTM HUCPVCs ، مصطلح HUCPVCs (تم إنشاؤه مسبقا ، ن ≥ 3 خطوط مستقلة لكل منها) < فئة sup = "xref" >42 وBMSCs المتاحة تجاريا في....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

تُظهر خلايا HUCPVCs قدرة أعلى على تكوين التجمعات ومستويات تعبير أعلى لـ CD49f مقارنة بخلايا BMSCs:

لتحفيز تمايز الخلايا الجذعية الميزنكيمية البشرية (hMSCs)أي، الخلايا الجذعية الميزنكيمية المشتقة من الحبل السري للجنين البشري المأخوذة من الأنسجة الطلائية وعنق الحبل السري (FTM HUCPVCs)، والخلايا الجذعية الميزنكيمية المشتقة من الحبل السري للجنين البشري (HUCPVCs)، والخلايا الجذعية الميزنكيمية المشتقة من نخاع.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

تم التفريق بين القلب من الخلايا الجذعية تحت التطوير لأكثر من 2 عقود، مع العديد من الاستراتيجيات المختلفة المستخدمة لتوليد الخلايا مثل كارديوميوسيتي من مصادر لجنة السلامة البحرية. العديد من هذه الاستراتيجيات، ومع ذلك، غير فعالة، وغالباً ما لا شروط استخدام ممثل بيئة زرع الخلايا اللقاء في فيفو.

وعلى النقيض من الأساليب القائمة، يستخدم البروتوكول المعروضة هنا مجموعة من الطبقات الرئيسية تغذية القلب والكلية تشكيل لجنة السلامة البحرية. الطبقات تغذية القلب الأساسي توفير بيئة تمايز مشابهة لتلك .......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

الدكتور كليفورد ليبراتش L. حامل مشترك للبراءة: أساليب العزل واستخدام الخلايا المستمدة من أنسجة الحبل السري الاثلوث الأول، منح في كندا وأستراليا.

شكر وتقدير

الكتاب أشكر الموظفين التالية وبحوث الأفراد لمساهماتها: ماثيو ليبراتش، ماغين ليلى، تانيا ألف Baretto، وشلوميت كينيغزبيزغ، وأندريه غوتييه-فيشر. هذا العمل كان يدعمها "الصندوق البحوث أونتاريو"-التميز البحثي (ORF-RE، جولة #7) وإنشاء شركة البرنامج

....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
0.25٪ تريبسين / EDTAGibco25200056لتفكك الخلايا
Alpha-MEMGibco12571071لوسائط ثقافة HUCPVC و BMSC.
الأجسام المضادة للإنسان / الفأر المترافق ب PE CD49fBiolegend313612علامة Integrin
للأجسام المضادة البشرية Cx43 / GJA1R & D SystemsFAB7737Aعلامة Connexin 43 للجسم
المضاد HLA-A2 المترافق FC FITCGenway Biotech Inc.GWB-66FBD2علامة المناعة ل FC
FITC المترافق المضاد ل HLA-G [MEM-G / 9] الجسم المضادAbcamab7904المناعة
للفأر المترافق FC FITC المضاد للإنسان SIRPA / CD172a علامةالقلب ABDSerotec / Bio-RadMCA2518F
للجسم المضاد البشري المترافق FC APC TRA-1-85 / CD147R & D SystemsFAB3195Aعلامة الخلية البشرية للجسم
المضاد البشري المترافقR & D SystemsFAB3195Fعلامة الخلية البشرية ل FC و FACS
Anti-connexin 43 / GJA1 الأجسام المضادةAbcamab11370Cx43. بالنسبة للجسم
المضاد الثانوي المتصاص IgG (H + L) المضاد للأرانب ICC ، Alexa Fluor 555Life TechnologiesA-21428للجسم
المضاد ل ICC المضاد للساركوميريك ألفا أكتينين [EA-53]Abcamab9465aSARC. بالنسبة للجسم
الماعز ICC ، Alexa Fluor 555Life TechnologiesA-21426ل ICC
Mef2C (D80C1) XP الجسم المضاد للأرانبنيو إنجلاند BioLabs Ltd.5030Sللجسم
المضاد الثانوي IgG (H + L) للحمار ICC ، Alexa Fluor 488Life TechnologiesA-21206للجسم
المضاد للنوى ICC (HuNu) (استنساخ 235-1) الجسم المضادEMD MilliporeMAB1281ل ICC
MZ9.5 المجهر المجسمLeicaلمجاميع التصوير.
1.5 مل أنابيب الطرد المركزيالدقيقة AxygenMCT-150-Cلتلوين الخلايا الجذعية الجذعية بصبغة الفلورسنت.
ImageJبرنامج معالجة الصور مفتوح المصدر.
Aria II BDUHN SickKids FC. لفرز الخلايا.
نخاع العظام الخلايا اللحمية المتوسطةLonzaPT-2501BMSCs
ألبومين مصل الأبقارSigma-AldrichA7030-100GBSA. لإعداد حلول ل ICC
BrdUEMD MilliporeMAB3424تحذير: BrdU هو مادة ماسخية قوية ومشتبه بها مطفرة. يرجى التأكد من التدريب المناسب والرجوع إلى SDS قبل الاستخدام.
كانتو الثانيدينار بحرينيUHN SickKids FC. لقياس التدفق الخلوي.
cDNA EcoDry PremixClontech / Takara639570لإعداد (كدنا) ل qPCR
CellTracker Green CMFDA DyeLife TechnologiesC7025التصوير الفلوري للسيتوبلازم
الخلوي عداد الخلايا الآليInvitrogen Inc.C10227لعد الخلايا
DMEM-F12Sigma-AldrichD6421لوسط ثقافة خلايا عضلة القلب الأولية للفئران.
Dulbecco's Phosphate Buffered SalineGibco10010023D-PBS ، بدون Ca2 + < / sup> ، Mg2 + < / sup>
EVOSLife Technologiesمجهر فلورسنت داخلي
FACSCaliburBDداخلي. لقياس التدفق الخلوي.
مصل الأبقار الجنينية (Hyclone)GE HealthcareSH3039603FBS. مكون وسط زراعة الخلايا.
IDT Prime Time qPCR المجساتتقنيات البيانات المتكاملةFAM الفلوروفورhttp://www.idtdna.com/pages/products/gene-expression/primetime-qpcr-assays-and-primers
Lab Vision PermaFluor تركيب مائي متوسطThermoScientificTA-030-FMلتخزين الخلايا للخضوع ل ICC
LSR II   ؛BDUHN SickKids FC. لقياس التدفق الخلوي.
منشأة MoFlo AstriosBeckman CoulterUHN SickKids FC. لفرز الخلايا.
إشارات خليةمصل الماعز العادي5425SNGS. تستخدم في حل الحجب ل
Nunc Lab-Tek II Chamber Coverglass ، 8 آبارThermo ScientificNunc 155409لتحضير عينات ل ICC
OmniPur Triton X-100 الخافض للتوتر السطحيEMD Millipore9410-OPكمكون من مكونات محلول النفاذية عند تحضير الخلايا ل ICC
Paraformaldehyde ، محلول 16٪ ،علوم المجهر الإلكترونيEM 15710لتثبيت الخلايا ل ICC.
البنسلين / الستربتومايسينجيبكو15140122مكون وسط زراعة الخلايا.
بادئاتسيجمامخصص قياسي الحمض النووي أوليغوس ، محلى ، 0.2 & مو ؛ مول<قوي>CTnT_F: GGC AGC GGA AGA GGA TGC TGA A; <قوي>CTnT_R: GAG GCA CCA AGT TGG GCA TGA ACG A; <قوي>MYH6 F: GCA AAG TAC TGG ATG ACA CGC T; <قوي>MYH6 R: GTC ATT GCT GAA ACC GAG AAT G
نصاب القرص الغزل متحد البؤرZeissSickKids مرفق التصوير
ReproCardio خلايا عضلة القلب المشتقة من خلايا hiPSReproCellRCD001Nتحكم إيجابي في qPCR
RNeasy kit صغيرQiagen74106لعزل الحمض النووي الريبي ل qPCR
Rotor-Gene SYBR Green PCR KitQiagen204074ل qPCR مع مزيج رئيسي
RPMI 1640GibcoA1049101ل MSC ، وسط الزراعة المشتركة أحادية الخلية.
TaqMan qPCR التمهيدي فحوصاتThermo Fisher Scientific4444556ل qPCR
Trypan BlueLife TechnologiesT10282تلطيخ الخلايا من أجل الجدوى والعد
TrypsinGibco272500108لتفكك الخلايا
VolocityPerkin-ElmerVolocity 6.3برنامج التصوير
0.2 & مرشح المسام mThermo Fisher Scientific566-0020لتعقيم وسائط زراعة الأنسجة
HERAcell 150i CO2< / sub> حاضنةThermo Fisher Scientific51026410لاحتضان الخلايا
Dulbecco محلول ملحيمخزن مخزن Sigma-AldrichD8537PBS. 1X ، بدون كلوريد الكالسيوم وكلوريد المغنيسيوم
ملقطAlmedic7727- A10-704لتسليم قلب الفئران. يمكن استخدام أي ملقط مماثل.
أدوات العلوم الدقيقة لمقص14059-11لفرم قلب الفئران. يوصى باستخدام مقص منحني.
أنبوب 50 ملBD Falcon352070للتجميع أثناء جمع خلايا عضلة القلب وإجراءات زراعة الأنسجة
العامة 15 مل أنبوبBD Falcon352096لإجراءات زراعة الأنسجة العامة
6 ألواحThermo Scientific NuncCA73520-906لزراعة الأنسجة
أطباق زراعة الأنسجة 10 سمCorning25382-428لتكوين الركام
مجهر Axiovert 40CZeissللتصوير الميداني الساطع من خلال زراعة الأنسجة وبقية البروتوكول
70 & mu ؛ مصفاة الخليةm Fisherbrand22363548لضمان تعليق خلية واحدة قبل قياس التدفق الخلوي أو الفرز
Triton X-100EMD Millipore9410-1Lتستخدم في محلول النفاذية ل ICC
Hoechst 33342Thermo Fisher ScientificH1399Stain المستخدمة أثناء تصور توطين Cx43
علامة FC و FACS FITC المضاد الثانوي المتصاص عبر السلسلة الثقيلة من مرفق منشأة مرفق تقنية ICC من الدرجة

المراجع

  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.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

استكشف المزيد من المقالات

تمايز الخلايا العضلية القلبيةتكوين التجمعات الخلويةطبقات الخلايا المغذية القلبيةقياس التدفق الخلويالمجهر الفلوريمؤشرات الخلايا العضلية القلبيةتمايز HUCPVCتقييم الاستجابة المناعيةالتجمعات الخلوية المنقبضة