Burada, fonksiyonel, sözleşme, cardiomyocyte benzeri hücreler üretmek için kardiyak farklılaşma potansiyeli insan Mezenkimal kök hücrelerin genç kaynaklarının verimli koşum için bir yöntem mevcut tüp bebek.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Burada, fonksiyonel, sözleşme, cardiomyocyte benzeri hücreler üretmek için kardiyak farklılaşma potansiyeli insan Mezenkimal kök hücrelerin genç kaynaklarının verimli koşum için bir yöntem mevcut tüp bebek.
Miyokard İnfarktüsü ve sonraki iskemik art arda sıralı cardiomyocytes, konjestif kalp yetmezliği, ölüm dünya çapında önde gelen nedenidir önde gelen geniş kaybına neden. Mezenkimal Kök hücre (MSCs) geçerli, invaziv teknikler değiştirmek hücre tabanlı terapiler için umut verici bir seçenek vardır. MSCs kardiyak hücre tipleri, dahil olmak üzere Mezenkimal soy ayırabilirsiniz ama fonksiyonel hücrelere tam farklılaşma değil henüz elde. Önceki yöntemler farklılaşma farmakolojik ajanlar veya büyüme faktörleri dayalı. Ancak, daha fizyolojik ilgili stratejileri cardiomyogenic dönüşüme MSCs etkinleştirmesini de isteyebilirsiniz. Burada, cardiomyocyte gibi sözleşme hücreleri üretmek için cardiomyocyte besleyici katmanlar üzerinde MSC toplamları kullanarak bir farklılaşma yöntem mevcut.
İnsan göbek kordonu Perivasküler hücreleri (HUCPVCs) daha ayrıştırması daha potansiyel için gösterilmiştir kemik iliği MSCs (BMSCs) gibi MSC türleri yaygın olarak araştırıldı. Ontogenetically genç bir kaynağı olarak, biz büyük kaynaklarına göre birinci üç aylık dönem (FTM) HUCPVCs cardiomyogenic potansiyelini araştırdık. FTM HUCPVCs çoğu zaman kültürlü rahim içinde immunoprivileged özellikleri korumak MSCs roman, zengin bir kaynağıdır vitro. Bu farklılaşma protokolü, FTM ve terim kullanarak HUCPVCs BMSCs için karşılaştırıldığında önemli ölçüde artış cardiomyogenic farklılaşma cardiomyocyte işaretleri (Yani, myocyte artırıcı bir faktör 2 C, kardiyak troponin T, ağır zincir kardiyak myosin, sinyal düzenleyici protein α ve connexin 43) artan ifade tarafından belirtildiği şekilde elde. Onlar da kendi alt HLA-A ifade ve daha yüksek HLA-G ifade tarafından gösterdiği olarak anlamlı derecede düşük immünojenisite muhafaza. Farklılaşma toplamak tabanlı uygulama, FTM HUCPVCs potansiyel ve oluşturulan ortak kültür kardiyak besleyici katmanlar üzerinde 1 hafta içinde hücre kümeleri müteahhitlik, bunu yapmak için ilk MSC türü haline artan toplama oluşumu gösterdi.
Bu farklılaşma stratejisi etkili FTM HUCPVCs gibi genç MSCs cardiomyogenic potansiyelini koşum ve o vitro öncesi farklılaşma onların rejeneratif etkinliği içinde vivoartırmak için potansiyel bir strateji olabilir öneriyor bizim sonuçlar gösterilmektedir.
Konjestif kalp yetmezliği (CHF) morbidite ve mortalite dünya çapında önde gelen bir nedeni olarak devam ederse. En düşük CHF kez cardiomyocytes büyük kaybı ve akut miyokard infarktüsü (mı)1patolojik sonucu olarak skar dokusu boş hücre gelişimi takip oluşur. Kalp kısmen kendi kendini yenileyerek bir organ olmakla birlikte, bereket ve fonksiyon kez yaralanma sonra en iyi kurtarma için yetersiz hale yaşlı hastalarda ikamet kök ve progenitör hücre havuz önemli ölçüde doku rejenerasyonu yürütmek için sorumlu azalır. Böylece, sağlıklı donör hücre nakli hasarlı Miyokardiyum içine dahil deneysel tedaviler geliştirmede büyük bir ilgi vardır. Donör hücreleri doku yapısı geri kalmayıp aynı zamanda etkilenen Miyokardiyum fonksiyonel iyileşme elde etmek olduğunu zorunludur.
Yerel kalp kalp doku yerleşik istihdam ve endojen kemik iliği kökenli kök hücre sonrası yaralanma için2,3,4onarmak. Rejeneratif hücreleri-host ve donör-kaynaklı hem-must uygun fenotip ve yetenek verimli ve güvenli bir şekilde kayıp hücreleri değiştirmek için birlikte remodeling Miyokardiyum microenvironment işlevinde elde etmek için kapasite var. Vitro farklılaştırma yöntemleri yaygın yüksek verimli, kök hücre tabanlı cardiomyocyte üretim5,6elde etmek için kullanılmaktadır. Kardiyak lineage işaretleri ifade profili kardiyak lineage7karşı kök hücre farklılaşma süreci tanımlamak için kullanılır. Erken ayırt etme belirteçleri, NKX2.5, myocyte enhancer factor 2 C gibi (Mef2c) ve GATA48,9, cardiomyogenic sürecinin başlangıç belirtisi olabilir. Olgun cardiomyocyte işaretleri farklılaşma etkinliğini değerlendirmek için yaygın olarak kullanılan sinyal düzenleyici protein α (SIRPA)10, kardiyak troponin T (cTnT)11, ağır zincir kardiyak myosin (MYH6)8,12,13ve connexin 43 (Cx43)14,15,16' dır. Embriyonik kök hücreler (ESCs) ve pluripotent kök hücreler (PSC) kullanarak yöntemler iyice en iyi duruma getirilmiş ve endüktif faktörler, oksijen ve besin gradyan ayrıntılarını ve eylem5,6,7,17,18tam zamanlaması ile ilgili ele. Yine de, ESC ve PSC temel teknolojileri hala birden çok etik ve güvenlik endişeleri, suboptimal Elektrofizyolojik ve immünolojik özellikleri19,20birlikte mevcut. Bu hücreler ile sık sık nakledilen ev sahipliği yapan immunorejection deneyim ve kalıcı immünosupresyon gerektirir. Bu esas olarak MHC kompleksi (MHC) molekülleri ana bilgisayar ve donör ve elde edilen T hücreli yanıt21eşleşmeyebilir nedeniyle. Bireysel MHC sınıf ı eşleştirme olası bir çözüm, daha erişilebilir bir klinik pratikte immunoprivileged ret endişe üstesinden gelmek için evrensel bir hücre kaynağı gerektirir.
Klinik uygulamalar, MSCs ve özellikle, BMSCs, kullanmak için bir alternatif hücre kaynağı olarak kullanılmak üzere doku rejenerasyonu 199522onların ilk açıklama beri araştırdı. MSCs hemen hemen her bozukluklarına doku23' bulunabilir yerleşik rejeneratif hücreleri olduğuna inanılmaktadır. Yalıtım istenilen kaynaktan üzerine MSCs kültüründe kolayca genişletilebilir, geniş parakrin kapasitesine sahip ve genellikle immunoprivileged ya da immunomodulatory özellikleri24,25sahip. Onların güvenliği ve etkinliği zaten birkaç önceden klinik çalışmalarda, özellikle kalp yenilenme3,26için gösterilmiştir.
Birçok MSC farklılaşma stratejileri farmakolojik ajanlar, 5-azacytidine22 ve DMSO27ve büyüme veya BMP5,7,28,29 veya Anjiyotensin-II gibi30, morphogenic faktörler gibi değişken verimlilik ile kullanmaktadır. Bu stratejiler, saf rejeneratif hücre posta veya yaralanma siteye teslim sonra karşılaşmak muhtemeldir engelleri Ancak, temel alan değil içinde vivo. Daha fizyolojik ilgili stratejileri, süre daha zor için tanımlamak ve işlemek, MSC farklılaşma doku microenvironment gelen sinyalleri aracılığıyla bağlı olmak öncül dayalı. Önceki çalışmalarda bu maruz kalma kardiyak hücre lysates31 veya Ventriküler Miyokardiyum32,33göstermiştir veya doğrudan birincil cardiomyocytes vitro15,34, kişiyle MSCs kardiyak işaretlerinin ifade artırabilir. Kısmen, BMSCs ve cardiomyocytes39,40 füzyon doğmakta olan Miyokardiyum oluşturulan, ancak diğerleri ile MSCs35,36,37,38, kardiyak yaralanmaları tedavi sonra spontan cardiomyogenesis göstermiştir. Bilgimizi, fonksiyonel, kendiliğinden sözleşme cardiomyocytes insan MSCs (hMSCs) herhangi bir doku kaynağı üzerinden henüz bildirilmiştir değil.
Geçerli fikir birliği tüm MSCs Perivasküler hücreleri23ortaya olduğunu. Genç MSCs pericyte özelliklere sahip insan göbek kordonu doku41,42,43Perivasküler bölgesinden ayrılmış olabilir. BMSCs ile karşılaştırıldığında, HUCPVCs sahip artan farklılaşma potansiyeli ve birçok Rejeneratif avantajı, her iki vitro41,44 ve in vivo45,46,47. Özellikle, maternal-fetal arabirim olan kaynak, önemli ölçüde daha düşük immünojenisite MSCs yetişkin kaynaklarına göre HUCPVCs var. Bizim araştırma karakterizasyonu ve FTM HUCPVCs, araştırdık, MSCs en genç kaynak önceden klinik uygulamaları hangi biz daha önce proliferatif ve daha yüksek multilineage arttı göstermiştir odaklanır ayırt etme kapasiteleri, cardiomyogenic soy41yılında da dahil olmak üzere.
Burada, endüktif Kuvvetleri MSCs. toplamları tam cardiomyogenic farklılaşma ulaşmak için daha iyi koşullar içinde vivo 2D yapisan kültürlere göre modeller 3D bir çevre sağlamak olarak toplama oluşumu ve birincil kalp hücresi besleyici katmanlar birleştirir bir iletişim kuralı mevcut. Kardiyak besleyici katmanlar kullanarak son nakli site için MSCs temsilcisidir bir ortam sağlar. Biz öncesi ya da doğum sonrası göbek bağları izole MSCs genç kaynakları formu toplamları ve yetişkin BMSCs için hala onların bağışıklık ayrıcalık koruyarak karşılaştırıldığında kalp fenotip ulaşmak için daha yüksek bir kapasiteye sahip göstermek. Kardiyak lineage marker genler ve hücre içi indüklenen ifade dik yükselmesine dışında (Yani, cTnT ve MYH6) ve hücre yüzey proteinleri (Yani, SIRPA ve Cx43) belirli cardiomyocytes için biz göstermek FTM HUCPVCs farklılaşma potansiyeli bu yöntemle harnessed olabilir ve onlar kendiliğinden cardiomyocyte benzeri hücreler sözleşme için artış verebilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Hayvanları içeren tüm çalışmalar ARRIVE guidelines48'e göre yürütülmüş ve raporlanmıştır. Tüm çalışmalar kurumsal araştırma etik kurul onayı (REB number 454-2011, Sunnybrook Research Institute; REB 29889, Toronto Üniversitesi, Toronto, Kanada). Tüm hayvan prosedürleri, Üniversite Sağlık Ağı (Toronto, Kanada) Hayvan Bakım Komitesi tarafından onaylandı ve tüm hayvanlara, Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu, 8. baskıya (Ulusal Sağlık Enstitüleri 2011) uygun olarak insancıl bakım verildi.
1. Doku Kültürü
2. Primer Sıçan Kardiyomiyosit-MSC Ko-kültürlerinin Hazırlanması
3. Agrega Ko-kültürlerinin Hazırlanması
4. Akış Sitometrisi (FC) ve Floresanla Aktive Edilen Hücre Sıralama (FACS)
5. İmmünositokimya (ICC) ve Mikroskopi
6. RNA İzolasyonu ve Kantitatif RT-PCR
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
HUCPVC'ler, BMSC'lere Kıyasla Daha Yüksek Agrega Oluşturma Potansiyeli ve CD49f Ekspresyon Seviyeleri Gösterir:
hMSC'lerin (yani FTM HUCPVC'lerin, term HUCPVC'lerin ve BMSC'lerin) farklılaşmasını indüklemek için, diferansiye olmamış MSC tek hücre süspansiyonları veya MSC içeren asılı damlalar (Tablo 1), sırasıyla doğrudan ko-kültürler veya agregat ko-kültürler oluşturmak amacıyla sıçan ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Kök hücre kardiyak farklılaşma geliştirme için 2 yılda altında MSC kaynaklardan cardiomyocyte benzeri hücreleri oluşturmak için kullanılan birkaç farklı stratejileri ile olmuştur. Bu stratejiler, birçoğu ancak, verimsiz, ve kullanılan koşulları genellikle çevre nakledilen hücreler karşılaşma içinde vivotemsilcisi değildir.
Mevcut yöntemler aksine burada sunulan Protokolü birincil kardiyak besleyici katmanlar ve MSC toplama oluşumu bir arada kullanır. Birincil kardiyak besleyici Katman...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Dr. Clifford L. Librach olduğunu ortak patent sahibinin: Kanada ve Avustralya'verilen yöntemleri yalıtım ve ilk üç aylık göbek kordonu dokusundan elde edilen hücre kullanımı,.
Yazarlar aşağıdaki personel üye teşekkür ve araştırma katkılarından dolayı personel: Matthew Librach, Leila Maghen, Tanya A. Baretto, Shlomit Kenigsberg ve Andrée Gauthier-Fisher. Bu eser Ontario araştırma fonu tarafından - araştırmada mükemmellik (ORF-RE, yuvarlak #7) ve Program A.ş. oluşturmak destek verdi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| % 0.25 Tripsin / EDTA | Gibco | 25200056 | Hücre ayrışması için |
| Alpha-MEM | Gibco | 12571071 | HUCPVC ve BMSC kültür ortamı için. |
| PE konjuge anti-insan / fare CD49f antikoru | Biolegend | 313612 | için Integrin belirteci |
| R& D Systems | FAB7737A | antikoru Genway Biotech Inc. için Connexin 43 markörü | |
| GWB-66FBD2 | FC | ||
| FITC konjuge anti-HLA-G [MEM-G / 9] antikoru | immünojenisite belirteci | Abcam | ab7904 |
| FITC konjuge fare anti-insan SIRPA / CD172a antikoru | AbD Serotec / Bio-Rad | MCA2518F | kardiyak belirteç |
| R& D Systems | FAB3195A | FC ve FACS için insan hücresi markörü | |
| FITC konjuge insan TRA-1-85/CD147 antikoru | R& D Systems | FAB3195F | FC ve FACS |
| Anti-connexin 43 / GJA1 antikoru | Abcam | ab11370 | Cx43 için insan hücresi belirteci. ICC |
| Keçi anti-tavşan IgG (H + L) çapraz emilen ikincil antikoru için, Alexa Fluor 555 | Life Technologies | A-21428 | ICC |
| Anti-sarkomerik alfa aktinin [EA-53] antikoru | Abcam | ab9465 | aSARC için. ICC |
| Keçi anti-fare IgM ağır zincir çapraz emilen ikincil antikor için, Alexa Fluor 555 | Yaşam Teknolojileri | A-21426 | ICC |
| Mef2C (D80C1) XP tavşan antikoru | New England BioLabs Ltd. | 5030S | ICC |
| Eşek anti-tavşan IgG (H + L) ikincil antikoru için, Alexa Fluor 488 | Life Technologies | A-21206 | ICC |
| Anti-nükleus (HuNu) (klon 235-1) antikoru | EMD Millipore | MAB1281 | ICC |
| MZ9.5 için Stereomikroskop | Leica | Agregaları görüntülemek için. | |
| 1.5 ml santrifüj mikrotüpleri | Axygen | MCT-150-C | MSC'leri floresan boya ile boyamak için. |
| ImageJ | Açık kaynaklı görüntü işleme yazılımı. | ||
| Aria II | UHN SickKids FC Tesisi. Hücre sıralama için. | ||
| Kemik iliği, mesektimal stromal hücreler | Lonza | PT-2501 | BMSC'ler, |
| Sığır serum albümini, | Sigma-Aldrich | A7030-100G | BSA. ICC |
| BrdU | EMD Millipore | için | Dikkat: BrdU güçlü bir teratojendir ve şüpheli mutajendir. Lütfen uygun eğitimi sağlayın ve kullanmadan önce SDS'ye bakın. |
| Canto II | BD | UHN SickKids FC Tesisi. Akış sitometrisi için. | |
| cDNA EcoDry Premix | Clontech/Takara | 639570 | qPCR için cDNA'nın hazırlanması için |
| CellTracker Green CMFDA Dye | Life Technologies | C7025 | Hücre sitoplazmasının floresan görüntülemesi |
| Countess otomatik hücre sayacı | Invitrogen Inc. | C10227 | Hücre sayımı için |
| DMEM-F12 | Sigma-Aldrich | D6421 | Sıçan primer kardiyomiyosit kültür ortamı için. |
| Dulbecco'nun Fosfat Tamponlu Tuzlu | Gibco'su | 10010023 | D-PBS, Ca2+ olmadan, Mg2+ |
| >EVOS | Life Technologies | Kurum içi floresan mikroskobu | |
| FACSCalibur | BD | Kurum içi. Akış sitometrisi için. | |
| Fetal sığır serumu (Hyclone) | GE Healthcare | SH3039603 | FBS. Hücre kültürü ortamının bileşeni. |
| IDT Prime Time qPCR probları | Entegre Veri Teknolojileri | FAM florofor | http://www.idtdna.com/pages/products/gene-expression/primetime-qpcr-assays-and-primers |
| Lab Vision PermaFluor Sulu Montaj Ortamı ThermoScientific | TA-030-FM | Hücrelerin ICC | |
| LSR II | UHN SickKids FC Tesisi. Akış sitometrisi için. | ||
| MoFlo Astrios | Beckman Coulter | UHN SickKids FC Tesisi. Hücre sıralama için. | |
| Normal keçi serumu | Hücre Sinyalizasyon Teknolojisi | 5425S | NGS. ICC |
| Nunc Lab-Tek II Hazne Kapak Camı | Thermo Scientific Nunc | 155409 | |
| OmniPur Triton X-100 Yüzey Aktif Madde | EMD Millipore | 9410-OP | için hücreler hazırlanırken geçirgenleştirici çözeltinin bir bileşeni olarak |
| ,% 16 Çözelti, EM Dereceli Elektron | Mikroskobu Bilimleri | 15710 | ICC için hücreleri sabitlemek için. |
| Penisilin / streptomisin | Gibco | 15140122 | Hücre kültürü ortamının bileşeni. |
| Primerler | Sigma | Özel Standart DNA Oligoları, Tuzdan Arındırılmış, 0.2 & mu; mol | < güçlü>CTnT_F: < / güçlü> GGC AGC GGA AGA GGA TGC TGA A; CTnT_R: < / güçlü> GAG GCA CCA AGT TGG GCA TGA ACG A; MYH6 F: < / güçlü> GCA AAG TAC TGG ATG ACA CGC T; MYH6 R: < / güçlü> GTC ATT GCT GAA ACC GAG AAT G |
| Çekirdek İplik Diski Konfokal | Zeiss | SickKids Görüntüleme Tesisi | |
| ReproCardio hiPS hücre türevli kardiyomiyositler | ReproCell | RCD001N | qPCR |
| RNeasy mini kiti | Qiagen | 74106 | qPCR |
| Rotor-Gene SYBR Green PCR Kiti | Qiagen | 204074 | Ana karışımlı qPCR için |
| RPMI 1640 | Gibco | A1049101 | MSC için, monosit kokültür ortamı. |
| TaqMan qPCR primer testleri | qPCR | Thermo Fisher Scientific | 4444556 |
| Trypan Blue | Life Technologies | T10282 | Canlılık ve sayım için hücrelerin boyanması |
| Tripsin | Gibco | 272500108 | Hücre ayrışması için |
| Volocity | Perkin-Elmer | Volocity 6.3 | Görüntüleme yazılımı |
| 0.2 & mu; m gözenek filtresi | Thermo Fisher Scientific | 566-0020 | Doku kültürü ortamını sterilize etmek için |
| HERAcell 150i CO2 İnkübatör | Thermo Fisher Scientific | 51026410 | Hücreleri inkübe etmek için |
| Dulbecco'nun fosfat tamponlu tuzlu su | Sigma-Aldrich | D8537 | PBS. 1X, Kalsiyum klorür ve magnezyum klorür olmadan |
| Forseps | Almedic | 7727- A10-704 | Sıçan kalbi vermek için. Benzer forseps kullanabilir. |
| Makas | Güzel Bilim Araçları | 14059-11 | Sıçan kalbini kıymak için. Kavisli makas önerilir. |
| 50 mL tüp | BD Falcon | 352070 | Kardiyomiyosit toplama ve genel doku kültürü prosedürleri sırasında toplama için |
| 15 mL tüp | BD Falcon | 352096 | Genel doku kültürü prosedürleri için |
| 6 oyuklu plakalar | Thermo Scientific Nunc | CA73520-906 | Doku kültürü için |
| 10 cm doku kültürü kapları | Corning | 25382-428 | Agrega oluşumu için |
| Axiovert 40C Mikroskop | Zeiss | Doku kültürü ve protokolün geri kalanı boyunca parlak alan görüntüleme için | |
| 70 μ m hücreli süzgeç | Fisherbrand | 22363548 | Akış sitometrisi veya sıralamadan önce tek hücreli bir süspansiyon sağlamak için |
| Triton X-100 | EMD Millipore | 9410-1L | geçirgenleştirme çözümünde kullanılır |
| Cx43 lokalizasyonunun görselleştirilmesi sırasında kullanılan leke |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.