Bu makale, vasküler kök hücrelerin aort damar duvarına hassas ultrason eşliğinde verilmesi için bir protokol sunmaktadır. Teknik, damar duvarını etkili bir şekilde hedefler ve aort anevrizmalarında ve diseksiyonlarında vasküler onarımı destekler.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu makale, vasküler kök hücrelerin aort damar duvarına hassas ultrason eşliğinde verilmesi için bir protokol sunmaktadır. Teknik, damar duvarını etkili bir şekilde hedefler ve aort anevrizmalarında ve diseksiyonlarında vasküler onarımı destekler.
Aort anevrizmaları ve diseksiyon rüptürleri hayatı tehdit eden kardiyovasküler acillerdir. Hastalığın ilerlemesinin erken önlenmesi ve kontrolü, hasta sonuçlarının iyileştirilmesi için çok önemlidir. Vasküler kök hücreler, çeşitli vasküler hastalıklarda vasküler yaralanmaların onarımında çok önemli bir rol oynar. Bununla birlikte, intravasküler kök hücre enjeksiyon tedavileri, vasküler duvar içinde ekzojen kök hücrelerin verimli bir şekilde aşılanmasını sağlamada zorluklarla karşılaşmaktadır.
Aort hastalıklarında kök hücrelerin verilmesi için daha etkili ve minimal invaziv bir yaklaşımı keşfetmek için, ultrason kılavuzluğunda hassas hedefli bir kök hücre dağıtım teknolojisi geliştirdik. Spesifik olarak, teknik, aort hastalığı fare modellerinde çıkan aortun vasküler duvarını hassas bir şekilde bulmak için ultra yüksek çözünürlüklü küçük bir hayvan renkli Doppler ultrason görüntüleme sistemi kullandı. Daha sonra, 25 μL Matrigel içinde karıştırılmış 1 ×10 6 mCherry işaretli vasküler kök hücreler, 29 G'lık bir iğne kullanılarak enjekte edildi. Hastalığın ilerlemesi küçük hayvan ultrasonu ile izlendi. Son olarak, aort çıkarıldı ve enjekte edilen vasküler kök hücreleri izlemek için bir ışık tabakası mikroskobu ile 3D görüntüleme kullanılarak analiz edildi.
Yukarıdaki sonuçlar, enjekte edilen vasküler kök hücrelerin minimal invazivlik ile çıkan aortun vasküler duvarına doğru bir şekilde verildiğini ve böylece aort anevrizmalarında ve diseksiyonlarında vasküler onarımı etkili bir şekilde desteklediğini göstermektedir. Bu ultrason kılavuzluğunda kök hücre dağıtım teknolojisi, gelecekte kliniklerde aort anevrizmalarının ve diseksiyonlarının ve diğer ilgili kardiyovasküler hastalıkların ilerlemesini potansiyel olarak kontrol eden kök hücre nakli için umut verici, minimal invaziv bir yöntem sunar.
Aort anevrizmaları ve diseksiyonları (AAH), tipik olarak sinsi başlangıçlı ve hızlı seyirli ile karakterize, sık görülen ve oldukça ölümcül kardiyovasküler hastalıklardır. AAD insidansı %1,3 ila %8 arasında değişmekte olup, her yıl dünya çapında tahmini 150.000 ila 200.000 ölümmeydana gelmektedir 1,2. Akut başlangıçlı ve ince klinik semptomlar nedeniyle, birçok hasta tanı anında kritik durumdadır ve tedavi için en uygun pencereyi kaçırır. β-adrenerjik blokerler ve anjiyotensin reseptör blokerleri gibi farmakolojik tedaviler anevrizma genişlemesini bir dereceye kadar yavaşlatabilse de, bu tedaviler öncelikle semptomatik rahatlama sağlar ve AAD3'ün başlamasını veya ilerlemesini etkili bir şekilde önlediği gösterilmemiştir.
Şu anda, klinik yönetim esas olarak aort kökü rekonstrüksiyonu, yükselen aort replasmanı, Bentall cerrahisi ve aort anevrizmalarının endovasküler onarımı dahil olmak üzere cerrahi müdahalelere dayanmaktadır 4,5. Bununla birlikte, genetik AAD'li hastalar, özellikle henüz cerrahi endikasyonlara ulaşmamış olanlar için, etkili etiyolojik tedaviler eksiktir ve farmakolojik yaklaşımlar uzun vadeli hastalık ilerlemesini kontrol etmek için mücadele eder. Marfan sendromlu (MFS) hastalarda, medikal tedavi aort genişlemesini geciktirebilse de, çalışmalar bazı bireylerin daha hızlı aort genişlemesi oranı yaşadığını ve daha yüksek aort diseksiyonu riskiyle karşı karşıya olduğunu göstermektedir5. Bu nedenle, henüz cerrahi kriterleri karşılamayan bu hastalar için etkili girişimlerin sağlanması önemli bir klinik zorluk olmaya devam etmektedir. Aort hastalıklarının tedavisinde daha hedefe yönelik terapötik stratejilerin geliştirilmesi üzerinde durulması gereken önemli bir konu haline gelmiştir.
AAD'nin patogenezi öncelikle düz kas hücrelerinin (SMC'ler) geniş apoptozunu ve ortamın incelmesini içerir, bu da aort duvarının yapısal kırılganlığına yol açar. Spesifik olarak, aort SMC'lerinin ilerleyici kaybı, SMC'lerin apoptozu, hücre dışı matris (ECM) bozulması, immün hücre infiltrasyonu ve artmış oksidatif stres2 ile kendini gösteren AAD'nin ayırt edici bir özelliğidir. Vasküler kök hücreler, damar duvarında bulunan, SMC'lere veya endotel hücrelerine farklılaşabilen bir tür yetişkin kök hücredir. Normal fizyolojik koşullar altında kök hücreler hareketsiz kalır, ancak patolojik koşullar altında aktive olurlar, doku onarımına katkıda bulunmak için kendini yenileme ve farklılaşma geçirirler6. Son zamanlarda yapılan çalışmalar, vasküler duvar kök hücrelerinin vasküler hasarda, özellikle ven greftlerinin yeniden şekillenmesinde, aterosklerozda, restenozda, hipertansiyonda ve AAD 7,8,9,10,11,12,13 gibi hastalıklarda veya patolojik durumlarda kritik rolünü vurgulamıştır.
Dokuya özgü lokal enjeksiyon ve sistemik intravenöz infüzyon gibi kök hücre iletimi için mevcut teknolojiler nispeten gelişmiş olsa da, kök hücrelerin aort duvarına verilmesi önemli zorluklar ortaya çıkarmaktadır14,15. Aorttaki hızlı kan akışı, vasküler duvarın dinamik kasılması ve gevşemesi ile birleştiğinde, verimli hücre iletimini zorlaştırır ve nakledilen hücrelerin vasküler dokuda uzun süreli hayatta kalmasını sağlar.
Bu çalışmada, vasküler duvar kök hücrelerinin ultrason rehberliğinde minimal invaziv, hassas hedefe yönelik olarak verilmesini sağlayan yeni, kapalı damar duvarı epi membran enjeksiyon tekniği tanımlanmıştır. Bu yaklaşım, torakotomi veya laparotomiye gerek kalmadan kolay gerçekleştirilme avantajını sunar ve ilişkili komplikasyonları önler. Ayrıca, enjeksiyon işlemi sırasında daha fazla esneklik sağlayarak, bağışıklık tepkilerini ve diğer yan etkileri en aza indirirken istenen bölgede hedeflenen kök hücre konsantrasyonunu sağlar. Ayrıca, doku optik temizleme teknolojisindeki ilerlemeler artık farelerin tüm vücudunun hücre altı çözünürlükte görüntülenmesine izin vererek, doku yapılarının yüksek çözünürlüklü, üç boyutlu rekonstrüksiyonu, patolojik mekanizmaların araştırılması, hastalık modellemesi ve ilaç taramasında geniş uygulamalar sunmaktadır. Işık tabakası mikroskobu ile birleştirildiğinde, bu teknoloji yüksek uzamsal çözünürlüğesahip 3D görüntüleme sağlar 16. Bu yaklaşımı kullanarak, enjekte edilen vasküler kök hücreleri izleyebilir ve göç yeteneklerini gözlemleyebiliriz. Bu nedenle, ultrason kılavuzluğunda kök hücre dağıtımı, kök hücre nakli için umut verici bir minimal invaziv yöntemi temsil eder.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tüm deneysel işlemler, Capital Medical University Hayvan Araştırma Komitesi yönetmeliklerine uygun olarak yürütülür ve Capital Medical University Hayvan Refahı ve Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır.
1. Enjekte edilen vasküler kök hücrelerin hazırlanması
NOT: Vasküler kök hücrelerin enjeksiyon sonrası durumunu ve etkilerini doğrulamak için, Sca1+ hücreleri, daha önce tarif edildiği gibi immünomanyetik boncuk seçimi kullanılarak izole edilir 17,18,19, hücre yerleşiminin ve dağılımının daha sonra gözlemlenmesi için mCherry raportörünü taşıyan bir lentivirüs ile transfekte edilir ve daha sonra kültürlenir. İyi büyüme koşullarına ve mCherry etiketli Sca1 + ekspresyonuna sahip 5 veya daha önceki pasajlardan alınan hücreler, sonraki deneyler için kullanılır20.
2. Farelerin preoperatif hazırlığı
3. Vasküler duvar hücrelerinin ultrason eşliğinde enjeksiyonu
NOT: Tüm ultrason prosedürleri bir ultrason görüntüleme sistemi ve yazılımı kullanılarak gerçekleştirilir (Malzeme Tablosuna bakın). Merkez frekansı 40 MHz olan problar kullanın ve 29 G iğneler kullanılır.
4. Vasküler doku netleştirme
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Vasküler kök hücrelerin ultrason eşliğinde verilmesi
Bu çalışmada, küçük hayvan renkli Doppler ultrason görüntüleme sistemi kullanılarak ultrason eşliğinde enjeksiyon yapıldı (Şekil 1A,B). Prosedür sırasında, fareler ısıtılmış bir ultrason platformunda hareketsiz hale getirildi, gerektiğinde platformda ve ultrason probunda ayarlamalar yapıldı (Şekil 1C).
<...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Genetik mutasyonların neden olduğu AAD'ler, MFS'nin en yaygın olduğu kalıtsal AAD olarak sınıflandırılır. AAD, MFS22'nin hayatı en çok tehdit eden komplikasyonunu temsil eder. Bu durumu araştırmak için, kendiliğinden aort anevrizmaları geliştiren ve erken müdahale çalışmaları için ideal hale getiren MFS'nin (Fbn1C1041G / + fareler) iyi bilinen bir fare modelini kullandık. Bu model aynı zamanda diğer modelleme yaklaşımlarıyla ilişkili ek doku ha...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların beyan edebilecekleri herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Bu çalışma, Ulusal Bilim ve Teknoloji Büyük Projesi (2023ZD0503304), Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (32271231) ve Çin Ulusal Anahtar Araştırma ve Geliştirme Programı (2023YFC3606500) tarafından sağlanan bir hibe ile desteklenmiştir. 3D görüntülemede teknik destek için Dr. Chao Zheng'e teşekkür ederiz.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| %0,1 Jelatin çözeltisi | OriCell | GLT-11301 (İngilizce) | |
| 1,5 mL mikrotüpler | Axygen | MCT-150-C | |
| 10 μ L pipet uçları | Laboratuvar seçimi | T-001-10 | |
| 1000 μ L pipet uçları | Laboratuvar seçimi | T-001-1000 | |
| 15 mL santrifüj tüpü | Laboratuvar seçimi | CT-002-15A | |
| 200 μ L pipet uçları | Laboratuvar seçimi | T-001-200 | |
| 5 mL mikro santrifüj tüpü | Biyokeskin | BS-50-M | |
| 50 mL santrifüj tüpü | Laboratuvar seçimi | CT-002-50A | |
| Antipirin | Macklin Hakkında | A800873 | |
| Anti-Sca-1 MicroBead Kit | Miltenyi Biotec | 130-123-124 | |
| Bruker Luxendo MuVi -SPIM sistemi | |||
| CD31 | R& D | AF3628 | Seyreltme oranı 1:100 |
| KÜBIK-L | Doku temizleme solüsyonu | ||
| KÜBIK-RA | Kırılma İndeksi Eşleştirme Çözümü | ||
| DMEM | ATCC | 30-2002 | |
| eşek anti-keçi ikincil antikoru, Alexa Fluor 488 | Davetli | A11055 Serisi | Seyreltme oranı 1:800 |
| FBS'nin | Corning | 35-076-CV | |
| HBLV-mcherry-PURO | HANBIO | ||
| Homojenizatör tüpleri | Laboratuvar seçimi | HGT-003-200 | |
| Görüntü Kılavuzluğunda İğne Enjeksiyon Aparatı | Görsel ses | ||
| İnsülin Şırıngası | BD | 328421 | |
| İzofluran | Ameixin | ENLEM-YFW | |
| Işık Tabakası Mikroskopları | Bruker Luxendo | MuVi-SPIM | |
| Matris | Corning | 356234 | |
| Microscan MS400 transdüser | Görsel ses | ||
| Fare Kullanımı ve Fizyolojik İzleme Platformu | Görsel ses | ||
| N-Butyldiethanolamine | Macklin | N802391 | |
| Nikotinamid | Macklin Hakkında | N814605 | |
| PBS | Biyokeskin | BL302A | |
| Puralube oftalmik merhem | EQUL | 1703321138 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T9284 Serisi | |
| Tripan Mavi Leke Solüsyonu | Güneş Enerjisi | C0040 Serisi | |
| Tripsin-EDTA | Gibco | 25200-072 | |
| Vevo 2100 görüntüleme sistemi | Yiswelsonics | ||
| Vevo Entegre Raylı Sistem II | Yiswelsanics |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.