Summary
Här presenterar vi en metod för att effektivt utnyttja hjärt differentiering potentialen i unga källor av humana mesenkymala stamceller för att skapa funktionella, upphandlande, hjärtmuskelcellen-liknande celler in vitro-.
Abstract
Hjärtinfarkt och efterföljande ischemiska kaskaden resultera i omfattande förlust av hjärtmuskelceller, vilket leder till hjärtsvikt, den ledande orsaken till dödlighet i hela världen. Mesenkymala stamceller (MSC) är en lovande alternativ för cellbaserade terapier att ersätta nuvarande, invasiva tekniker. MSCs kan differentieras till mesenkymala härstamningar, inklusive hjärt celltyper, men komplett differentiering in funktionella celler har ännu inte uppnåtts. Tidigare metoder för differentiering baserades på farmakologiska agenter eller tillväxtfaktorer. Dock kan mer fysiologiskt relevanta strategier också aktivera MSCs att genomgå cardiomyogenic omvandling. Här presenterar vi en differentiering metod använda MSC aggregat på hjärtmuskelcellen feeder lager för att producera hjärtmuskelcellen-liknande Upphandlande celler.
Mänskliga perivaskulär navelsträngsblod (HUCPVCs) har visat sig ha en större differentiering potentiella än vanligt undersökte MSC typer, såsom benmärg MSCs (BMSCs). Som en ontogenetically yngre källa undersökte vi cardiomyogenic potentialen i första trimestern (FTM) HUCPVCs jämfört med äldre källor. FTM HUCPVCs är en roman, rik källa av MSCs som behåller sina Utero immunoprivileged egenskaper när odlade i vitro. Använda denna differentiering protokoll, FTM och termen uppnås HUCPVCs väsentligt ökade cardiomyogenic differentiering jämfört med BMSCs, som indikeras av det ökat uttrycket av hjärtmuskelcellen markörer (dvs myocyt enhancer faktor 2 C, hjärt troponin T, tung kedja cardiac myosin, signal reglerande proteinet α och connexin 43). De underhöll också betydligt lägre immunogenicitet, vilket visas av deras lägre HLA-A uttryck och högre HLA-G uttryck. Tillämpa samlade-baserade differentiering, visade FTM HUCPVCs ökad sammanlagda bildning potentiella och genererade avtalsslutande celler kluster inom 1 vecka efter samtidig kultur på hjärt feeder lager, blir den första MSC-typen att göra så.
Våra resultat visar att denna differentiering strategi kan effektivt utnyttja cardiomyogenic potential unga MSCs, såsom FTM HUCPVCs, och antyder att in vitro- före differentiering kan vara en potentiell strategi för att öka deras regenerativ effekt in vivo.
Introduction
Hjärtsvikt (CHF) kvarstår som en ledande orsak till sjuklighet och dödlighet i hela världen. CHF uppstår ofta efter massiva förlusten av hjärtmuskelceller och utvecklingen av cellfria ärrvävnad som patologiska resultatet av en hjärtinfarkt (MI)1. Hjärtat är en delvis själv förnya orgel, minskar bosatta stammen och stamceller cell poolen ansvarar för att verkställa vävnadsregeneration avsevärt i överflöd och funktion hos äldre patienter, ofta att bli otillräckliga för optimal återhämtning efter skada. Således finns det stort intresse i att utveckla experimentella behandlingar som involverar transplantationen av friska givare cellerna i den skadada hjärtmuskeln. Det är absolut nödvändigt att donatorcellerna inte bara återställa strukturen av vävnad, men också uppnå funktionell återhämtning drabbade hjärtmuskeln.
Infödda hjärtat sysselsätter hjärta vävnad-resident och kroppsegna stamceller i benmärgen-påbörjade för efter skada reparera2,3,4. Regenerativa celler-host - och givare-härledda både-måste ha kapacitet att få lämpliga fenotyp och funktion i närmiljön remodeling hjärtmuskeln, tillsammans med förmågan att effektivt och säkert ersätta förlorade celler. In vitro differentiering metoder har använts i stor utsträckning att uppnå hög verkningsgrad, stem cell-baserad hjärtmuskelcellen produktion5,6. Uttryck profilen av hjärt lineage markörer används för att definiera processen för stamcellers differentiering mot den kardiella härstamning7. Tidiga differentiering markörer, såsom NKX2.5, myocyt enhancer faktor 2 C (Mef2c), och GATA48,9, kan vara en indikation om inledandet av den cardiomyogenic processen. Mogen hjärtmuskelcellen markörer används vanligen för att bedöma differentiering effekt är signal reglerande proteinet α (SIRPA)10, hjärt troponin T (cTnT)11, tung kedja cardiac myosin (MYH6)8,12,13och connexin 43 (Cx43)14,15,16. De metoder som använder embryonala stamceller (EKSG) och pluripotenta stamceller (PSC) har noggrant optimerad och diskuterats angående detaljerna induktiva faktorer, syre och näringsämnen övertoningar och exakt tidpunkt för åtgärd5,6,7,17,18. ESC - och PSC-baserade teknologier presenterar dock fortfarande flera etiska och säkerhet gäller, tillsammans med suboptimal elektrofysiologiska och immunologiska funktioner19,20. Värdar som transplanteras med dessa celler ofta uppleva immunorejection och kräver permanent immunsuppression. Detta beror främst på oöverensstämmelse stora histocompatibility komplex (MHC) molekyler i värd och givare och till den resulterande T-cell svar21. Medan enskilda MHC klass I matchande är en möjlig lösning, en mer tillgänglig klinisk praxis skulle kräva en cell källa som allmänt immunoprivileged att övervinna oron för avstötning.
Som en alternativ cell källa för användning i kliniska tillämpningar, MSCs och i synnerhet, BMSCs, har undersökts för användning i vävnadsregenerering sedan deras inledande beskrivning i 199522. MSCs tros vara bosatt regenerativa celler som kan hittas i nästan alla vaskulariserad vävnad23. Vid isolering från önskad källa, MSCs kan enkelt utökas i kultur, har omfattande parakrin kapacitet och äger ofta immunoprivileged eller immunmodulerande egenskaper24,25. Deras säkerhet och effekt har redan visats i flera prekliniska studier, i synnerhet för hjärtats förnyelse3,26.
Många MSC differentiering strategier använder farmakologiska ämnen, såsom 5-azacytidine22 och DMSO27, och tillväxt eller morfogena faktorer, såsom BMP5,7,28,29 eller angiotensin-II30, med varierande effektivitet. Dessa strategier, bygger dock inte på de hinder som en naiv regenerativ cell kan stöta efter homing eller levereras till platsen för skadan invivo. Mer fysiologiskt relevanta strategier, medan svårare att definiera och manipulera, bygger på förutsättningen att MSC differentiering kan induceras genom signaler från den vävnad mikromiljö själv. Tidigare studier har visat att exponering för hjärt cell lysates31 eller ventrikulära hjärtmuskeln32,33, eller direkt kontakt med primära hjärtmuskelcellerna in vitro-15,34, kan öka uttrycket av kardiella markörer i MSCs. Andra har visat spontana cardiomyogenesis efter behandling av hjärt skador med MSCs35,36,37,38, trots delvis fusion av BMSCs och hjärtmuskelceller39,40 genereras den begynnande hjärtmuskeln. Till vår kunskap, har funktionella, spontant upphandlande hjärtmuskelcellerna från mänskliga MSCs (hMSCs) av någon vävnad källa ännu inte rapporterats.
Den nuvarande uppfattningen är att alla MSCs uppkommer perivaskulär celler23. Ung MSCs med pericyt egenskaper kan isoleras från regionen perivaskulär mänskliga navelsträngen vävnaden41,42,43. I jämförelse med BMSCs äger HUCPVCs ökad differentiering potentiella och flera andra regenerativ fördelar, både in vitro-41,44 och i vivo45,46,47. I synnerhet, källan är gränssnittet mödra-fetal, HUCPVCs har betydligt lägre immunogenicitet jämfört med vuxna källor av MSCs. Vår forskning fokuserar på karakterisering och pre-kliniska tillämpningar av FTM HUCPVCs, yngsta källan av MSCs undersökt, som vi visat tidigare ha ökat proliferativ och högre multilineage differentiering kapacitet, även i de cardiomyogenic härstamning41.
Här presenterar vi ett protokoll som kombinerar sammanlagda bildandet och primära hjärt cellagren mataren som induktiv krafter för att uppnå fullständig cardiomyogenic differentiering av MSCs. aggregat ger en 3D-miljö, som bättre modeller villkor i vivo som jämfört med 2D vidhäftande kulturer. Utnyttja hjärt feeder lager ger en miljö som är representativ för den ultimata transplantation platsen för MSCs. Vi visar att yngre källor av MSCs isolerade från pre- eller postnatal navelsträngar har en högre kapacitet att bilda aggregat och nå den kardiella fenotypen jämfört med vuxna BMSCs, samtidigt bibehålla sin immun-privilegium. Förutom hjärt härstamning markörgener och inducerad uttryck av intracellulära brant höjd (dvs cTnT och MYH6) och cellytan proteiner (dvs, SIRPA och Cx43) specifika för hjärtmuskelceller, visar vi att FTM HUCPVCs differentiering potential kan utnyttjas med denna metod och att de kan ge upphov till spontant upphandlande hjärtmuskelcellen-liknande celler.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Hjärt differentieringen av stamceller har varit under utveckling i över 2 decennier, med flera olika strategier som används för att generera hjärtmuskelcellen-liknande celler från MSC källor. Många av dessa strategier, dock är ineffektiva, och de villkor som används är ofta inte representativa för den miljö som transplanterade celler möte i vivo.
Till skillnad från befintliga metoder, det protokoll som presenteras här använder tredjeparts en kombination av primära hjärt feeder lager och MSC sammanlagda bildandet. De primära hjärta feeder lagrarna ger en differentiering miljö liknar det som hMSCs utsätts för vid transplantation. Aggregaten generera en miljö med syre och näringsämnen lutningar, som kan ha en induktiv effekt på inleda härstamning engagemang. PSC - och ESC-baserade hjärt differentiering strategier med hypoxisk prekonditionering och sammanlagda bildandet har etablerat denna induktiv effekt på stamceller5,52,53. En 3D-strukturen liknar dessutom bättre cell till cell anslutningar tillhandahålls i vivo. Med den här metoden producerat vi framgångsrikt synkront upphandlande hMSC aggregat-den första gången en hMSC typ kunde uppnå detta, att vår kunskap. Allt uppvisade bara yngsta hMSC cell källan tillämpas, FTM HUCPVCs, denna förmåga.
En betydande fördel med att använda antingen naiv eller pre differentierade MSCs över råden eller PSC för hjärtats förnyelse ligger i deras immunmodulerande eller immunoprivileged egenskaper. Men även när det gäller MSCs varierar immunmodulerande egenskaper med deras ålder och källa54. BMSCs har visat att ändra deras immunogena egenskaper efter differentiering, vilket ofta leder till deras avslag vid implantation55. Som tidigare beskrivits, MSCs från navelsträngen ursprung besitter särskilda immun privilegium56 på grund av deras ursprung i livmodern . Protokollet beskrivs ovan, även efter differentiering i hjärtmuskelcellen-liknande celler, sikt och FTM HUCPVCs uppvisade höga nivåer av HLA-G (som aktivt dämpar medfödda immunsvaret) och underhålls låga nivåer av HLA-A (som bestämmer T-cells medierade cytotoxicitet).
Denna differentiering protokoll har fördelen av ett bekvämt möjliggör analys på flera nivåer. Först, den levande avbildning av funktionella, avtalsslutande aggregat är mer genomförbar än skilja enstaka celler integreras i ett feeder lager. Eftersom protokollet använder blandat-arter Co kulturer, mänskliga-specifika primers används för qPCR-analys, medan FACS och ICC ger snabb identifiering av fenotyp-specifikt, hjärt markör uttryck (figur 2). Använder protokollet som beskrivs, upptäcktes förhöjda nivåer av SIRPA, cTnT, MYH6, aSarc, Mef2c och Cx43. I samband med HuNu är det möjligt att identifiera uttryck för Mef2c och aSarc i differentierade hMSCs och skilja från råtta hjärtmuskelcellen-derived feeder lager eller smält celler. Identifiering av upphandlande ballast feeder i lagret är relativt lätt, kan samla in eller skörda dem utgöra en begränsning. Mikroskop som är utrustat med en micromanipulator kan användas för att hantera denna utmaning. Alternativt, mänskliga celler kan effektivt sorteras samtidig kulturerna med mänskliga-specifika anti-TRA-1-85 antikroppar. Medan samtidig kulturerna presenterar också utmaningen att potentiella Cellfusion, kan detta alltför lösas med en kombination av kärn- och cellytan mänskliga markör spårämnen (kompletterande Figur1).
En möjlig ändring av vår differentiering metod är att justera bildandet av aggregat. Våra resultat tyder på att sammanlagda storlek kan vara en kritisk parameter för optimal differentiering. Förutsatt att aggregering är selektiv för mer självhäftande celler, kan det fungera som ett förval steg för CD49f-positiva hMSCs. Förbättrad MSC sfär bildandet har kopplats till ökad CD49f uttryck49, och CD49f är också associerat med högre stemness eftersom den är direkt ansluten till SOX2 och OCT449. Vi observerade lägre numrerar av CD49f-positiva celler i äldre källor av hMSCs jämfört med FTM HUCPVCs, vilket kan förklara minskade sammanlagda storlek observerats. Vi teoretisera att detta val kan kompenseras genom ökning av antalet hMSCs per aggregat att uppnå en högre sammanlagda storlek, vilket möjligen ökar effektiviteten av aggregation-inducerad differentiering.
Framtida tillämpningar kan kräva ändringar av protokollet också. Det är absolut nödvändigt att kliniska tillämpningar av pre differentierade hMSCs äga rum i xeno-fria villkor. Upphandlande aggregaten tillverkas med detta protokoll kan också användas för skapandet av bakåtkompilerade hjärtat muskelvävnad. För att producera en kliniskt tillämpliga produkt, är en cGMP-kompatibla arbetsflöde nödvändigt. Medan xeno-fri odlingssubstratet är tillgänglig för hMSCs, kan vilket ger en djurfria feeder lager vara utmanande. Dock är tillämpa pre differentierade feeder lager av andra stamceller källor, såsom iPSCs, en möjlig lösning.
Sammanfattningsvis, kan differentiering metoden användas för att producera funktionella hjärtmuskelcellen-liknande celler från unga källor av hMSCs på ett bekvämt och reproducerbart sätt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Dr. Clifford L. Librach är medinnehavare av patentet: metoder för isolering och användning av celler som härrör från första trimestern navelsträngen vävnaden, beviljat i Kanada och Australien.
Acknowledgments
Författarna tackar följande anställda och forskning personal för deras bidrag: Matthew Librach, Leila Maghen, Tanya A. Baretto, Shlomit Kenigsberg och Andrée Gauthier-Fisher. Detta arbete stöddes av Ontario The forskningsfonden - spetsforskning (ORF-RE, runda #7) och skapa Program Inc.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.25% Trypsin/EDTA | Gibco | 25200056 | For cell dissociation |
| Alpha-MEM | Gibco | 12571071 | For HUCPVC and BMSC culture media. |
| PE-conjugated anti-human/mouse CD49f antibody | Biolegend | 313612 | Integrin marker for FC |
| APC-conjugated human Cx43/GJA1 antibody | R&D Systems | FAB7737A | Connexin 43 marker for FC |
| FITC-conjugated HLA-A2 antibody | Genway Biotech Inc. | GWB-66FBD2 | Immunogenicity marker for FC |
| FITC-conjugated anti-HLA-G [MEM-G/9] antibody | Abcam | ab7904 | Immunogenicity marker for FC |
| FITC-conjugated mouse anti-human SIRPA/CD172a antibody | AbD Serotec/Bio-Rad | MCA2518F | Cardiac marker for FC |
| APC-conjugated human TRA-1-85/CD147 antibody | R&D Systems | FAB3195A | Human cell marker for FC and FACS |
| FITC-conjugated human TRA-1-85/CD147 antibody | R&D Systems | FAB3195F | Human cell marker for FC and FACS |
| Anti-connexin 43/GJA1 antibody | Abcam | ab11370 | Cx43. For ICC |
| Goat anti-rabbit IgG (H+L) cross-absorbed secondary antibody, Alexa Fluor 555 | Life Technologies | A-21428 | For ICC |
| Anti-sarcomeric alpha actinin [EA-53] antibody | Abcam | ab9465 | aSARC. For ICC |
| Goat anti-mouse IgM heavy chain cross-absorbed secondary antibody, Alexa Fluor 555 | Life Technologies | A-21426 | For ICC |
| Mef2C (D80C1) XP rabbit antibody | New England BioLabs Ltd. | 5030S | For ICC |
| Donkey anti-rabbit IgG (H+L) secondary antibody, Alexa Fluor 488 | Life Technologies | A-21206 | For ICC |
| Anti-nuclei (HuNu) (clone 235-1) antibody | EMD Millipore | MAB1281 | For ICC |
| MZ9.5 Stereomicroscope | Leica | For imaging aggregates. | |
| 1.5 ml centrifuge microtubes | Axygen | MCT-150-C | For staining MSCs with fluorescent dye. |
| ImageJ | Open source image processing software. | ||
| Aria II | BD | UHN SickKids FC Facility. For cell sorting. | |
| Bone marrow mesechymal stromal cells | Lonza | PT-2501 | BMSCs |
| Bovine serum albumin | Sigma-Aldrich | A7030-100G | BSA. To prepare solutions for ICC |
| BrdU | EMD Millipore | MAB3424 | Caution: BrdU is a strong teratogen and suspected mutagen. Please ensure proper training and refer to the SDS before use. |
| Canto II | BD | UHN SickKids FC Facility. For flow cytometry. | |
| cDNA EcoDry Premix | Clontech/Takara | 639570 | For preparation of cDNA for qPCR |
| CellTracker Green CMFDA Dye | Life Technologies | C7025 | Fluorescent imaging of cell cytoplasm |
| Countess automated cell counter | Invitrogen Inc. | C10227 | For cell counting |
| DMEM-F12 | Sigma-Aldrich | D6421 | For rat primary cardiomyocyte culture medium. |
| Dulbecco's Phosphate Buffered Saline | Gibco | 10010023 | D-PBS, without Ca2+, Mg2+ |
| EVOS | Life Technologies | In-house fluorescent microscope | |
| FACSCalibur | BD | In-house. For flow cytometry. | |
| Fetal bovine serum (Hyclone) | GE Healthcare | SH3039603 | FBS. Component of cell culture medium. |
| IDT Prime Time qPCR probes | Integrated Data Technologies | FAM fluorophore | http://www.idtdna.com/pages/products/gene-expression/primetime-qpcr-assays-and-primers |
| Lab Vision PermaFluor Aqueous Mounting Medium | ThermoScientific | TA-030-FM | For storage of cells to undergo ICC |
| LSR II | BD | UHN SickKids FC Facility. For flow cytometry. | |
| MoFlo Astrios | Beckman Coulter | UHN SickKids FC Facility. For cell sorting. | |
| Normal goat serum | Cell Signaling Technology | 5425S | NGS. Used in blocking solution for ICC |
| Nunc Lab-Tek II Chamber Coverglass, 8-wells | Thermo Scientific Nunc | 155409 | To prepare samples for ICC |
| OmniPur Triton X-100 Surfactant | EMD Millipore | 9410-OP | As a component of permeabilizing solution when preparing cells for ICC |
| Paraformaldehyde, 16% Solution, EM Grade | Electron Microscopy Sciences | 15710 | For fixing cells for ICC. |
| Penicillin/streptomycin | Gibco | 15140122 | Component of cell culture medium. |
| Primers | Sigma | Custom Standard DNA Oligos, Desalted, 0.2 μmol | CTnT_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 Confocal | Zeiss | SickKids Imaging Facility | |
| ReproCardio hiPS cell derived cardiomyocytes | ReproCell | RCD001N | Positive control for qPCR |
| RNeasy mini kit | Qiagen | 74106 | To isolate RNA for qPCR |
| Rotor-Gene SYBR Green PCR Kit | Qiagen | 204074 | For qPCR with master mix |
| RPMI 1640 | Gibco | A1049101 | For MSC, monocyte coculture medium. |
| TaqMan qPCR primer assays | Thermo Fisher Scientific | 4444556 | For qPCR |
| Trypan Blue | Life Technologies | T10282 | Staining of cells for viability and counting |
| Trypsin | Gibco | 272500108 | For cell dissociation |
| Volocity | Perkin-Elmer | Volocity 6.3 | Imaging software |
| 0.2 μm pore filter | Thermo Fisher Scientific | 566-0020 | For sterilizing tissue culture media |
| HERAcell 150i CO2 Incubator | Thermo Fisher Scientific | 51026410 | For incubating cells |
| Dulbecco's phosphate buffered saline | Sigma-Aldrich | D8537 | PBS. 1X, Without calcium chloride and magnesium chloride |
| Forceps | Almedic | 7727-A10-704 | For handing rat heart. Can use any similar forceps. |
| Scissors | Fine Science Tools | 14059-11 | For mincing rat heart. Curved scissors recommended. |
| 50 mL tube | BD Falcon | 352070 | For collection during cardiomyocyte collection and general tissue culture procedures |
| 15 mL tube | BD Falcon | 352096 | For general tissue culture procedures |
| 6-well plates | Thermo Scientific Nunc | CA73520-906 | For tissue culture |
| 10 cm tissue culture dishes | Corning | 25382-428 | For aggregate formation |
| Axiovert 40C Microscope | Zeiss | For bright-field imaging through out tissue culture and the rest of the protocol | |
| 70 μm cell strainer | Fisherbrand | 22363548 | To ensure a single cell suspension before flow cytometry or sorting |
| Triton X-100 | EMD Millipore | 9410-1L | Used in permeabilization solution for ICC |
| Hoechst 33342 | Thermo Fisher Scientific | H1399 | Stain used during visualization of Cx43 localization |
References
- 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).
- Leri, A., Kajstura, J., Anversa, P. Cardiac stem cells and mechanisms of myocardial regeneration. Physiol Rev. 85 (4), 1373-1416 (2005).
- 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).
- 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).
- Zandstra, P. W., et al. Scalable production of embryonic stem cell-derived cardiomyocytes. Tissue Eng. 9 (4), 767-778 (2003).
- Boheler, K. R., et al. Differentiation of pluripotent embryonic stem cells into cardiomyocytes. Circ Res. 91 (3), 189-201 (2002).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Panteghini, M. Present issues in the determination of troponins and other markers of cardiac damage. Clin Biochem. 33 (3), 161-166 (2000).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Puceat, M. Protocols for cardiac differentiation of embryonic stem cells. Methods. 45 (2), 168-171 (2008).
- Naito, H., et al. Optimizing engineered heart tissue for therapeutic applications as surrogate heart muscle. Circulation. 114, 1 Suppl 72-78 (2006).
- Zimmermann, W. H., et al. Heart muscle engineering: an update on cardiac muscle replacement therapy. Cardiovasc Res. 71 (3), 419-429 (2006).
- 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).
- 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).
- Caplan, A. I. Adult Mesenchymal Stem Cells: When, Where, and How. Stem Cells Int. 2015, 628767 (2015).
- 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).
- 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).
- Tomita, S., et al. Autologous transplantation of bone marrow cells improves damaged heart function. Circulation. 100, 19 Suppl 247-256 (1999).
- Skerjanc, I. S. Cardiac and skeletal muscle development in P19 embryonal carcinoma cells. Trends Cardiovasc Med. 9 (5), 139-143 (1999).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Bakogiannis, C., et al. Circulating endothelial progenitor cells as biomarkers for prediction of cardiovascular outcomes. Curr Med Chem. 19 (16), 2597-2604 (2012).
- 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).
- 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).
- Quaini, F., et al. Chimerism of the transplanted heart. N Engl J Med. 346 (1), 5-15 (2002).
- Alvarez-Dolado, M., et al. Fusion of bone-marrow-derived cells with Purkinje neurons, cardiomyocytes and hepatocytes. Nature. 425 (6961), 968-973 (2003).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Wu, K. H., et al. Cardiac potential of stem cells from whole human umbilical cord tissue. J Cell Biochem. 107 (5), 926-932 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
