Effiziente Ableitung von Human Cardiac Vorstufen und Kardiomyozyten aus pluripotenten humanen embryonalen Stammzellen mit Small Molecule Induction

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Summary

Wir haben ein Protokoll zur Induktion von Kardioblasten direkt von pluripotenten humanen embryonalen Stammzellen unter bestimmten Bedingungen mit kleinen Molekülen, die Ableitung von einem großen Angebot an humanen kardialen Vorläuferzellen und funktionelle Kardiomyozyten für Herz-Kreislauf-Reparatur ermöglicht gepflegt eingerichtet.

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Parsons, X. H., Teng, Y. D., Parsons, J. F., Snyder, E. Y., Smotrich, D. B., Moore, D. A. Efficient Derivation of Human Cardiac Precursors and Cardiomyocytes from Pluripotent Human Embryonic Stem Cells with Small Molecule Induction. J. Vis. Exp. (57), e3274, doi:10.3791/3274 (2011).

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Abstract

Bis heute hat das Fehlen eines geeigneten menschlichen Herzzellen Quelle der schweren Rückschlag bei der Regeneration des menschlichen Myokard wurden, entweder durch zellbasierte Transplantation oder durch kardiale Tissue Engineering 1-3. Kardiomyozyten werden bald nach der Geburt terminal differenzierten und verlieren ihre Fähigkeit sich zu vermehren. Es gibt keine Beweise dafür, dass Stammzellen / Vorläuferzellen aus anderen Quellen, wie zB dem Knochenmark oder Nabelschnurblut gewonnen werden können, steigen die kontraktilen Herzmuskelzellen geben nach der Transplantation in das Herz 1-3. Die Notwendigkeit, sich zu regenerieren oder zu reparieren die beschädigten Herzmuskel nicht von adulten Stammzellen-Therapie, entweder endogene oder via Zelle Lieferung 1-3 erfüllt. Die genetisch stabil humanen embryonalen Stammzellen (hES) haben unbegrenzte Expansion Fähigkeit und uneingeschränkten Formbarkeit, kredenzen eine pluripotente Reservoir für in vitro Ableitung von großen Lieferungen von menschlichen Körperzellen, die die Linie in Not eingeschränkt werdender Reparatur und Regeneration 4,5. Aufgrund der Prävalenz von Herz-Kreislauf-Erkrankungen weltweit und akuten Mangel an Spenderorganen, gibt es intensives Interesse an der Entwicklung von hES-basierte Therapien als ein alternativer Ansatz. Allerdings hat, wie die breite Differenzierungspotential von pluripotenten hES effizient und vorhersagbar Kanal zu einem gewünschten Phänotyp eine große Herausforderung sowohl für Entwicklungs-Studie und klinische Übersetzung worden. Herkömmliche Ansätze beruhen auf multi-lineage Neigung von pluripotenten Zellen durch spontane Keimblatt Differenzierung, was ineffizient und unkontrollierbare Linie-Engagement, das oft durch phänotypische Heterogenität und Instabilität, damit ein hohes Risiko für Tumorigenität 6-8 (siehe schematischer in gefolgt wird Abb.. 1A). Darüber hinaus können ausländische undefined / Tier biologische Zusatzstoffe und / oder Anleger, die typischerweise für die Isolierung, Expansion und Differenzierung von hES verwendet wurden um direkte Verwendung solcher Zell-Spezialisierungzed Transplantaten in Patienten problematisch 9-11. Um diese Hindernisse zu überwinden, haben wir die Elemente einer definierten Kultur-System notwendig und hinreichend für die Erhaltung der Pluripotenz von hES Epiblast gelöst und dient als Plattform für die de novo Ableitung von klinisch-geeignet hESCs und effektiv leiten wie hESCs gleichmäßig in Richtung klinisch relevanter Linien durch kleine Moleküle 12 (siehe schematische Abb.. 1B). Nach dem Screening einer Vielzahl von kleinen Molekülen und Wachstumsfaktoren, fanden wir, dass solche definierten Bedingungen Nicotinamid (NAM) ausreichen, um die Spezifikation von cardiomesoderm direkt aus pluripotenten hES, die weiter nach Kardioblasten, dass die menschliche schlagen Kardiomyozyten mit hohem Wirkungsgrad erzeugt fortgeschritten induzieren (Abb. 2 dargestellt ). Wir definierten Bedingungen für die Induktion von Kardioblasten direkt aus pluripotenten hES ohne Zwischenschaltung einer multi-lineage Embryoidkörper Bühne, so dass gut kontrollierte effiziente Ableitung einesgroßen Vorrat an menschlichen Herzzellen im gesamten Spektrum der Entwicklungsstadien für die Zell-basierter Therapeutika.

Protocol

1. Lösungs-und Medien-Vorbereitung

  1. Gelatin Beschichtungslösung: 0,1% (w / v) Gelatine in ddH 2 O, autoklaviert und bei 4 ° C.
  2. Matrigel Beschichtungslösungen. Stammlösung: langsam auftauen Matrigel (10 ml) bei 4 ° C über Nacht, 10 ml eiskaltem DMEM oder DMEM/F12, gut mischen und aliquoten 1 ml / Rohr unter sterilisiert Gewebekultur Kapuze, lagern bei -20 ° C. Working-Lösung: langsam auftauen 1 ml Matrigel Aliquot bei 4 ° C für 1-2 Stunden, Transfer zum 14 ml gekühltes DMEM oder DMEM/F12 und gut mischen unter sterilisiert Gewebekultur Haube unmittelbar vor der Beschichtung.
  3. Menschliche Laminin Beschichtungslösung: Verdünnen Sie 1 ml menschlichen Laminin-Lösung (0,5 mg / ml in Tris Buffered NaCl, Lagerung bei -80 ° C, langsam auftauen bei 4 ° C für 1-2 Stunden) mit eiskaltem DMEM oder DMEM/F12 zu 12,5 ml Arbeitslösung (40 ug / ml) unter sterilisiert Gewebekultur Haube unmittelbar vor der Beschichtung.
  4. Wachstumsfaktor Stammlösungen (500-1000X): Man löst growth factor bei 10 ug/ Ml in sterilisierte Puffer (0,5% BSA, 1,0 mM DTT, 10% Glycerin, 1XPBS) und speichern als 50-100 &mgr; l / Röhrchen aliquotiert bei -80 ° C.
  5. HESC Medien: DMEM/F12 oder KO-DMEM (80%), KO Serumersatz (20%), L-Alanyl-L-Gln oder L-Gln (2 mM), MEM nicht essentielle Aminosäuren (MNAA, 1X) und β-Mercaptoethanol (100 uM), filtriert und bei 4 ° C mit 20 ng / ml bFGF vor der Verwendung ergänzt. Oder ersetzen Sie "KO-Serum-Ersatz" mit definierten Komponenten: DMEM/F12 oder KO-DMEM (100%), L-Alanyl-L-Gln oder L-Gln (2 mM), MNAA (1X), MEM essentiellen Aminosäuren (MEAA , 1X) und β-Mercaptoethanol (100 uM), filtriert und bei 4 ° C, mit bFGF (20 ng / ml) ergänzt, Humaninsulin (20 ug / ml), Ascorbinsäure (50 ug / ml), die menschliche Aktivin A (50 ng / ml), Humanalbumin / Albumax (10 mg / ml), und menschliches Transferrin (8 pg / ml) vor der Verwendung.
  6. HESC kardialen Differenzierung Medien: DMEM/F12 (90%), definiert FBS (10%) und L-Alanyl-L-Gln oder L-Gln (2 mM).
  7. Medien mit Nicotinamid (NAM): add NUhr bis HESC Medien oder HESC kardialen Differenzierung Medien Endkonzentration von 10 mM, gefiltert, lagern bei 4 ° C und innerhalb von 2 Wochen der Vorbereitung.

2. Plattenbeschichtung

  1. Coat-Platten mit Gelatine: 2,5 ml / well der Gelatine-Lösung bis 6-Well-Platten und Inkubation über Nacht bei 37 ° C befeuchteten Inkubator.
  2. Coat-Platten mit Laminin: chill Gelatine beschichteten Platten und entfernen Gelatine, 2,5 ml / well Matrigel oder menschliche Laminin-Beschichtung funktionierende Lösung zu vorgekühlte verkleistert 6-Well-Platten und Inkubation bei 4 ° C über Nacht.

3. Passagieren und Seeding Undifferenzierte hESCs unter definierten Bedingungen

  1. Lassen hESC Kolonien wachsen auf 5-7 Tage alt, und nehmen Sie hESC Kultur Platte Präpariermikroskop (pre-warm Sezieren der Bühne bis 37 ° C) unter Sezieren sterilisiert Kapuze.
  2. Wählen Sie hESC Kolonien aufgeteilt werden. Morphologisch sind diese Kolonien> 75% undifferenzierte hES (smalle Kompakt-Zellen), in der Regel leicht opak (nicht weißen aufgehäuften Zellen nicht klar differenzierten Zellen) mit definierten Rand unter dem Binokular. Vorsichtig einen Überblick über die ausgewählten Kolonien und entfernen differenzierten Fibroblasten-Schicht rund um die Kolonie und alle differenzierten Teile (falls vorhanden) der Kolonie mit der Schärfe des P2 sterilen Pipettenspitze gezogen oder Glaskapillare.
  3. Entfernen Sie die alten Medien mit schwimmenden freistehende differenzierten Zellen durch Absaugen. Waschen mit hESC Medien (ohne bFGF) einmal. 3 ml / well frisches hESC Medien mit 20 ng / ml bFGF.
  4. Schneiden Sie die undifferenzierte hES-Kolonien in kleine Stücke, und lösen Sie mit einer sterilen Pipettenspitze gezogen oder Glaskapillare.
  5. Pool der Medien, die losgelöst Kolonie Stücke zusammen in einem 50 ml konischen Röhrchen. Waschen Sie die Platte einmal mit 1 ml / well hESC Medien mit 20 ng / ml bFGF und Pool zusammen.
  6. Saugen Sie das Matrigel oder menschliche Laminin-Lösung von dem beschichteten frischen Platten. Aliquot 4 ml / well hESC-haltigen Medien Kolonie Stücke zu einer 6-Well-Platte. Gently Transfer der Platte Inkubator ohne Schütteln und lassen Kolonie Stücke Samen über Nacht, ohne zu stören in einem befeuchteten 37 ° C Inkubator mit einer Atmosphäre von 5% CO 2.

4. Cardiac Induktion von hESCs unter definierten Kultur-System mit Nicotinamid

  1. Am Tag 3 nach der Aussaat, die Abschaffung der meisten alten Medien aus jedem Well der Platte und lassen genug Medien zu ermöglichen hESC Kolonien unter Wasser (niemals zulassen hESCs austrocknen) werden. Ersetzen mit 4 ml / well frisches hESC Medien mit 20 ng / ml bFGF und 10 mM Nicotinamid (NAM).
  2. Ersetzen Sie die alten Medien mit frischen hESC Medien mit 20 ng / ml bFGF und 10 mM NAM jeden zweiten Tag, und lassen Sie Herz-induzierten embryonalen Stammzellen Kolonien wachsen zu Tag 8-10. Nach Belichtung mit NAM, werden alle Zellen innerhalb der Kolonie zu unterziehen Morphologie Änderungen an großen differenzierten Zellen, die auch weiterhin vermehren wird. Die Kolonien werden in Größe und von Tag 8-10 zu erhöhen, eind-Zellen beginnen, häufen sich in einigen Gebieten der Kolonien.

5. Continuing Cardiac Differenzierung in Suspensionskultur

  1. Nehmen hESC Kultur Platte Präpariermikroskop (pre-warm Sezieren der Bühne bis 37 ° C) unter Sezieren sterilisiert Kapuze. Vorsichtig einen Überblick über die Kolonien und entfernen Fibroblasten-Schicht rund um die Kolonie (differenzierte Zellen aus der Kolonie eingewandert) mit dem Rand des P2 sterilen Pipettenspitze gezogen oder Glaskapillare.
  2. Entfernen Sie die alten Medien mit schwimmenden freistehende Fibroblasten-Zellen durch Absaugen. Waschen mit hESC Medien (ohne bFGF) einmal. 3 ml / well frisches hESC Medien (ohne bFGF).
  3. Schneiden Sie das Herz-induzierten embryonalen Stammzellen Kolonien in kleine Stücke, und lösen Sie mit einer sterilen Pipettenspitze gezogen oder Glaskapillare.
  4. Pool der Medien, die losgelöst Kolonie Stücke zusammen in einem 50 ml konischen Röhrchen. Waschen Sie die Platte einmal mit 1 ml / well hESC Medien (ohne bFGF) und Pool zusammen.
  5. Aliquot 4 ml / well serumfreiem hESC Medien mit Kolonie Stücke zu einer 6-well ultraniedrigen Befestigungsplatte und inkubieren bei 37 ° C befeuchteten Inkubator, damit schwimmende zellulären Clustern (Kardioblasten) für 4-5 Tage zu bilden.

6. Beating Cardiomyocyte Phänotyp Reifung in Adhesive Kultur

  1. Pool der Medien mit schwimmenden Kardioblasten zusammen in einem 50 ml konischen Röhrchen. Zentrifugation bei 1400 rpm für 5 min. Saugen Sie die alten Medien so viel wie du kannst, und fügen Sie die gleiche Menge frischen hESC kardialen Differenzierung Medien mit 10 mM NAM.
  2. Pipette auf und ab zu schweben Kardioblasten und aliquoten 4 ml / well bis 6-Well-Platten mischen. Übertragen Sie die Platten auf eine 37 ° C befeuchteten Inkubator, damit Kardioblasten zu befestigen Nacht.
  3. Ersetzen hESC kardialen Differenzierung Medien mit 10 mM NAM jeden zweiten Tag.
  4. Am Tag 8, mit menschlichen embryonalen Stammzellen Herz-Differenzierung Medien ohne NAM ersetzen und weiterhin HESC kardialen Differenzierung media e ersetzensehr anderen Tag. Beating Kardiomyozyten beginnen, in ca. 1-2 Wochen kontinuierlicher Kultivierung nach Abzug der NAM erscheinen und der Erhöhung der Zahl mit der Zeit und konnte starke und rhythmische Kontraktionen länger als 3 Monate behalten.

7. Repräsentative Ergebnisse:

Nicotinamid (NAM) wiedergegeben wird ausreichen, um hESCs in den definierten Kultur-System zum Übergang erhalten von Pluripotenz ausschließlich auf eine cardiomesodermal Phänotyp (Abb. 2B) zu induzieren. Bei der Belichtung von undifferenzierten hES zu NAM, werden alle Zellen innerhalb der Kolonie zu unterziehen Morphologie Änderungen an großen differenzierten Zellen, die nach unten regulieren die Expression von Oct-4 und beginnen, die Herz-spezifische Transkriptionsfaktor (CSX) Nkx2.5 und α-express actinin, im Einklang mit einer cardiomesoderm Phänotyp (Abb. 2B). Diese differenzierten Zellen weiter zu vermehren und die Kolonien an Größe zunehmen. Erhöhte Intensität des Nkx2.5 wirdin der Regel in den Gebieten der Kolonien, in denen Zellen beginnen zu häufen (Abb. 2B) beobachtet werden. Nach abgelöst, wird die NAM-behandelten hESCs schwimmenden zellulären Clustern (Kardioblasten) in einer Suspensionskultur Form der kardialen Differenzierung fortzusetzen. Nach erlaubt die Kardioblasten zu befestigen und die weitere Zusammenarbeit mit NAM für 1 Woche zu behandeln, wird gegen Kardiomyozyten beginnen, in ca. 1-2 Wochen kontinuierlicher Kultivierung nach Abzug der NAM erscheinen mit einer drastischen Steigerung der Effizienz als die spontane multi-lineage Differenzierung gegenüber hESCs ohne Behandlung über den gleichen Zeitraum (Abb. 2C). Zellen innerhalb des Kardiomyozyten schlagen Cluster Express Marker Merkmal Kardiomyozyten, einschließlich Nkx2.5 und α-Actinin (Abb. 2C). Die Kontraktionen des schlagenden Kardiomyozyten wurden durch elektrische Profile bestätigt, stark zu sein, rhythmische, gut koordinierte und gut mitgerissen, mit regelmäßigen Impulsen erinnert an die p-QRS-T-Komplexe von Körperoberfläche Elektroden in klinischen Elektrokardiogramme gesehen (Abb. 2C, siehe auch Video). Die Kardiomyozyten könnte behalten ihre starke Kontraktilität über 3 Monate.

Abbildung 1
Abbildung 1. Insgesamt Systeme der konventionelle Ansatz im Vergleich zu kleinmolekularen-Induktion Ansatz zur Differenzierung von humanen pluripotenten Stammzellen zu spezialisierten funktionalen Zellen. (A) Eine schematische Darstellung der konventionelle Ansatz mit multi-lineage Neigung der menschlichen pluripotenten Stammzellen durch spontane Keimblatt Differenzierung. (B) Eine schematische Darstellung gut kontrollierten effiziente Induktion von menschlichen pluripotenten Stammzellen ausschließlich zu einem bestimmten klinisch relevanten Linie durch eine einfache Bereitstellung von kleinen Molekülen.

Abbildung 2
Abbildung 2. Nicotinamide induziert kardiale Linienspezifikation direkten der Pluripotenz unter definierten Bedingungen und die Progression in Richtung schlagen Kardiomyozyten. (A) Schematische Darstellung des Protokolls Zeit Linie gerichtet kardialen Differenzierung von hES. (B) Bei der Belichtung von undifferenzierten hES zu Nicotinamid (NAM) unter den definierten Kultur, großer differenzierte Oct-4 (rot)-negativen Zellen innerhalb der Kolonie begann zu entstehen, wie zum Spott behandelt (DMSO) hESCs als Kontrollgruppe verglichen. NAM-induzierte Oct-4-negativen Zellen begannen sich zu äußern Nkx2.5 (grün) und α-Actinin (rot), im Einklang mit frühen kardialen Differenzierung. Schrittweise erhöhte Intensität der Nkx2.5 war in der Regel in Gebieten der Kolonie, wo Zellen begannen sich zu häufen beobachtet. Alle Zellen sind durch DAPI-Färbung ihrer Kerne (blau) angezeigt. (C) NAM-induzierte kardiale-committed hESCs ergab schlagen Kardiomyozyten mit einer drastischen Steigerung der Effizienz, wie sie in der zellulären Clustern bewertetter, die rhythmische Kontraktionen (siehe elektrophysiologische Profil und Videos) und immunpositive für Nkx2.5 (grün) und α-Actinin (rot) angezeigt. Phase Bilder Vertreter großer schlagen Kardiomyozyten Clustern und höhere Macht Bilder von repräsentativen Contracting Herzmuskulatur sind gezeigt (siehe auch entsprechende Videos). Die Pfeile zeigen die großen Schläge Kardiomyozyten Cluster für die elektrophysiologische Ableitung verwendet. Elektrophysiologische Profil des schlagenden Kardiomyozyten zeigt regelmäßig, mitgerissen, rhythmische Impulse erinnert an die p-QRS-T-Komplexe in der klinischen Elektrokardiogramme gesehen. Maßstabsbalken: 0,1 mm.

Videos: Contracting Kardiomyozyten aus NAM-induzierte hESCs differenziert. Videos 1 und 2 zeigen repräsentative große Schläge Kardiomyozyten Cluster in etwa 1 und 3 Monate nach der Befestigung. Video 3 und 4 zeigen repräsentative öffentliche Herzmuskeln bei höherer Leistung. Video 5 zeigt eine typical kleine Schläge Kardiomyozyten Cluster spontan aus hESCs ohne NAM Behandlung als Kontrolle unterschieden.

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Discussion

Eine der großen Herausforderungen für Entwicklungs-Studie und klinische Umsetzung wurde, wie die breite Differenzierungspotential von pluripotenten menschlichen Stammzellen zu einem gewünschten Phänotyp effizient und vorhersagbar Kanal. Obwohl diese Zellen spontan differenzieren können in vitro in Zellen aller Keimblätter, indem Sie durch ein Multi-Linie aggregierten Stufe, in hESC-derived multi-lineage Aggregate (Embryoidkörpern), nur ein sehr kleiner Teil der Zellen (<2%) spontan Differenzierung in Herzmuskelzellen 13-15 (Abb. 1A). Nach Immunselektion wurden die angereicherte Populationen von Herzmuskelzellen in der Lage, als biologische Schrittmacher-Funktion, um die Funktion eines beschädigten Herzmuskels mechanisch und elektronisch Rettung nach der Injektion in das Herz von Tiermodellen 13. In Nagetiere Infarkt Modelle wurden eingepflanzt hESC-derived kardiale Nachkommen überleben können und reifen bis zu 12 Wochen, und teilweise remuscularize den verletzten Herzen und zur Verbesserung der kontraktilen Funktion 14,15. Allerdings haben die Ineffizienz bei der Erzeugung von menschlichen Herz-verpflichtet-Zellen durch multi-lineage Differenzierung von pluripotenten Zellen und das hohe Risiko der Tumorigenität nach der Transplantation weitere klinische Übersetzung behindert. Entwicklung von Strategien, die breite Differenzierungspotential von pluripotenten hES ausschließlich und vorhersagbar Kanal zu einem kardialen Phänotyp ist entscheidend für die Nutzung der Kraft der hESC Biologie im Herzen Feld. Um einheitlich Umwandlung von menschlichen pluripotenten Stammzellen zu einer bestimmten Linie zu erreichen, verwendeten wir eine definierte Kultur System in der Lage für die Versicherung der Proliferation von undifferenzierten hES, die Bedingungen für gut kontrollierte effiziente Induktion von pluripotenten hES ausschließlich zu identifizieren, um eine bestimmte klinisch relevante Linie durch einfache Bereitstellung von kleinen Molekülen (Abb. 1B). Wir fanden, dass Nicotinamid induzierten Herz-Linie Engagement direkt bei pluripotent hESCs unter definierten Kultur, die weiter fortgeschritten zu schlagen Kardiomyozyten mit hohem Wirkungsgrad (Abb. 2). Nkx2.5 ist ein evolutionär konservierter homeobox Transkriptionsfaktor für normale kardiale Entwicklung und Mutationen des Gens unerlässlich sind mit menschlichen angeborenen Herzkrankheit (KHK), der häufigsten menschlichen Geburtsfehler 16 zugeordnet. Expression von Nkx2.5 ist der früheste Marker für Herz-Vorläuferzellen in allen Wirbeltieren so weit untersucht und ist essentiell für die richtige Herz-Septierung und Bildung / Reifung der elektrischen Leitung System 16. Bei Wirbeltieren, den Beginn und das Muster der frühen Nkx2.5 Ausdruck etwa mit dem Timing und des kardialen Spezifikation in der frühen Embryogenese zusammenfallen, und Nkx2.5 Gens weiterhin durch die Entwicklung in der Herz 16 ausgedrückt werden. In unserem hESC Modell erschien NAM zur kardialen Induktion direkt aus pluripotenten hES durch die Förderung der Expression von Herz-spezifische transcri auslösenption Faktor Nkx2.5 in einem Prozess, der Spezifikation der cardiomesoderm aus der pluripotenten Epiblast in humanen embryonalen Kardiogenese könnte emulieren. Zukünftige Studien werden genetische und epigenetische Kontrolle Moleküle in menschlichen Herzens Entwicklung zeigen, als Alternativen, die den Weg für kleines Molekül-vermittelten direkten Kontrolle und Modulation der hESC pluripotent Schicksal bereiten bei der Ableitung von klinisch relevanten Linien für regenerative Therapien. Ohne NAM Behandlung wird <2% hESCs spontane Differenzierung zu schlagen Kardiomyozyten 12-15 unterziehen. Mit NAM Behandlung haben wir in der Lage,> 95% embryonale Herz-Vorstufen und> 50% schlagen Kardiomyozyten aus hES unter define Kultur in einem Prozess, menschliche embryonale Herz Entwicklung 12 emulieren könnte aufrechterhalten zu generieren. Kürzlich haben die bekannten Herz-Schicksal bestimmen Gene verwendet worden, um Maus-Fibroblasten in der postnatalen schlagen Kardiomyozyten mit einem niedrigen Wirkungsgrad von <0,5% 17, 18 transdifferenzieren </ Sup>. Allerdings haben umprogrammiert Körperzellen historisch mit abnormen Genexpression und beschleunigte Seneszenz mit eingeschränkter therapeutischen Nutzen 19-21 in Verbindung gebracht. Schließlich ist das Protokoll, gründeten wir hier, um pluripotente hES aus der inneren Zellmasse (ICM) oder Epiblast des menschlichen Blastozyste 4,5 abgeleitet begrenzt, darf nicht auf andere pluripotente Zellen, einschließlich Tier-Ursprung WSR WSR aus früheren Morula abgeleitet sind (Acht-Zell)-Embryonen 22 und künstlich reprogrammierten Zellen 23.

Disclosures

Die Autoren erklären, konkurrierende Interessen. XHP ist der Gründer der Xcelthera. XHP und EYS haben geistigem Eigentum im Zusammenhang mit hESCs.

Acknowledgments

XHP wurde von National Institute of Health (NIH) Zuschüsse aus National Institute on Aging (NIHK01AG024496) und The Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (NIHR21HD056530) unterstützt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Gelatin Sigma-Aldrich G1890
Matrigel BD Biosciences 356231 Growth factor reduced
Human laminin Sigma-Aldrich L6274
Nicotinamide Sigma-Aldrich N0636
DMEM/F12 Invitrogen 10565042
DMEM Invitrogen 31053036
DMEM-KO Invitrogen 10829018
Knock-out serum replacement Invitrogen 10828028
MEM nonessential amino acid solution (MNAA, 100X) Invitrogen 11140050
MEM amino acids solution(MEAA, 100X) Invitrogen 11130050
β-Mercapt–thanol Invitrogen 21985023
Albumax Invitrogen 11020021
Ascorbic acid Sigma-Aldrich A4403
Human transferrin Sigma-Aldrich T8158
Human bFGF PeproTech Inc AF-100-18B
Human insulin Invitrogen 12585014
Human activin A PeproTech Inc 120-14E
Defined FBS Hyclone SH30073-03
6-well ultralow attachment plate Corning 3471
6-well plate Corning 3516

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References

  1. Jawad, H., Ali, N. N., Lyon, A. R., Chen, Q. Z., Harding, S. E., Boccaccini, A. R. Myocardial tissue engineering: a review. J. Tissue. Eng. Regen. Med. 1, 327-342 (2007).
  2. Passier, P., van Laake, L. W., Mummery, C. L. Stem-cell-based therapy and lessons from the heart. Nature. 453, 322-329 (2008).
  3. Zhu, W. Z., Hauch, K. D., Xu, C., Laflamme, M. A. Human embryonic stem cells and cardiac repair. Transplant Rev. 23, 53-68 (2009).
  4. Parsons, X. H., Teng, Y. D., Snyder, E. Y. Important precautions when deriving patient-specific neural elements from pluripotent cells. Cytotherapy. 11, 815-824 (2009).
  5. J, J., Marshall, V. S., Jones, J. M. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science. 282-1145 (1998).
  6. Aubry, L., Bugi, A., Lefort, N., Rousseau, F., Peschanski, M., Perrier, A. L. Striatal progenitors derived from human ES cells mature into DARPP32 neurons in vitro and in quinolinic acid-lesioned rats. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 16707-16712 (2008).
  7. Roy, N. S., Cleren, C., Singh, S. K., Yang, L., Beal, M. F., Goldman, S. A. Functional engraftment of human ES cell-derived dopaminergic neurons enriched by coculture with telomerase-immortalized midbrain astrocytes. Nature Medicine. 12, 1259-1268 (2006).
  8. Wernig, M., Zhao, J. P., Pruszak, J., Hedlund, E., Fu, D., Soldner, F., Broccoli, V., Constantine-Paton, M., Isacson, O., Jaenisch, R. Neurons derived from reprogrammed fibroblasts functionally integrate into the fetal brain and improve symptoms of rats with Parkinson's disease. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 5856-5861 (2008).
  9. Richards, M., Fong, C., Chan, W., Wong, P., Bongso, A. Human feeders support prolonged undifferentiated growth of human inner cell masses and embryonic stem cells. Nature. Biotechnol. 20, 933-936 (2002).
  10. Xu, C., Inokuma, M. S., Denham, J., Golds, K., Kundu, P., Gold, J. D., Carpenter, M. Feeder-free growth of undifferentiated human embryonic stem cells. Nature Biotechnol. 19, 971-974 (2001).
  11. Xu, R. H., Peck, R. M., Li, D. S., Feng, X., Ludwig, T., Thomson, J. A. Basic FGF and suppression of BMP signaling sustain undifferentiated proliferation of human ES cells. Nature Methods. 2, 185-190 (2005).
  12. Parsons, X. H., Teng, Y. D., Moore, D. A., Snyder, E. Y. Patents on technologies of human tissue and organ regeneration from pluripotent human embryonic stem cells. Recent Patents on Regenerative Medicine. 1, 142-163 (2011).
  13. Kehat, I., Khimovich, L., Caspi, O., Gepstein, A., Shofti, R., Arbel, G., Huber, I., Satin, J., Itskovitz-Eldor, J., Gepstein, L. Electromechanical integration of cardiomyocytes derived from human embryonic stem cells. Nat. Biotechnol. 22, 1282-1289 (2004).
  14. Laflamme, M. A., Chen, K. Y., Naumova, A. V., Muskheli, V., Fugate, J. A., Dupras, S. K., Reinecke, H., Xu, C., Hassanipour, M., Police, S., O'Sullivan, C., Collins, L., Chen, Y., Minami, E., Gill, E. A., Ueno, S., Yuan, C., Gold, J., Murry, C. E. Cardiomyocytes derived from human embryonic stem cells in pro-survival factors enhance function of infracted rat hearts. Nat. Biotechnol. 25, 1015-1024 (2007).
  15. Caspi, O., Huber, I., Kehat, I., Habib, M., Arbel, G., Gepstein, A., Yankelson, L., Aronson, D., Beyar, R., Gepstein, L. Transplantation of human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes improves myocardial performance in infarcted rat hearts. J. Am. Coll. Cardiol. 50, 1884-1893 (2007).
  16. Akazawa, H., Komuro, I. Cardiac transcription factor Csx/Nkx2-5: Its role in cardiac development and diseases. Pharmacol. Ther. 107, 252-268 (2005).
  17. Leda, M., Fu, J. D., Delgado-Olguin, P., Vedantham, V., Hayashi, Y., Bruneau, B. G., Srivastava, D. Direct reprogramming of fibroblasts into functional cardiomyocytes by defined factors. Cell. 142, 375-386 (2010).
  18. Efe, J. A., Hilcove, S., Kim, J., Zhou, H., Ouyang, K., Wang, G., Chen, J., Ding, S. Conversion of mouse fibroblasts into cardiomyocytes using a direct reprogramming strategy. Nat. Cell. Biol. 13, 215-222 (2011).
  19. Kim, K., Doi, A., Wen, B., Ng, K., Zhao, R., Cahan, P., Kim, J., Aryee, M. J., Ji, H., Ehrlich, L. I. Epigenetic memory in induced pluripotent stem cells. Nature. 467, 285-290 (2010).
  20. Gore, A., Li, Z., Fung, H. L., Young, J. E., Agarwal, S., Antosiewicz-Bourget, J., Canto, I., Giorgetti, A., Israel, M. A., Kiskinis, E. Somatic coding mutations in human induced pluripotent stem cells. Nature. 471, 63-67 (2011).
  21. Feng, Q., Lu, S. J., Klimanskaya, I., Gomes, I., Kim, D., Chung, Y., Honig, G. R., Kim, K. S., Lanza, R. Hemangioblastic derivatives from human induced pluripotent stem cells exhibit limited expansion and early senescence. Stem Cells. 28, 704-712 (2010).
  22. Klimanskaya, I., Chung, Y., Becker, S., Lu, S. -J., Lanza, R. Derivation of human embryonic stem cells from single blastomeres. Nat. Protocols. 2, 1963-1972 (2007).
  23. Park, I. H., Zhao, R., West, J. A., Yabuuchi, A., Huo, H., Ince, T. A., Lerou, P. H., Lensch, M. W., Daley, G. Q. Reprogramming of human somatic cells to pluripotency with defined factors. Nature. 451, 141-146 (2008).

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    ²00²,I left Biocarta to work at ITRI Research Institute at Taiwan,
    Early Oct My mother pass away at San Diego, End of Oct,
    I participated running exercise at ITRI, I fall down, I saw my
    mother, She told me " It is not the time for you to come here,
    go back!" I also saw my brother in law, two uncles, and
    grandma! Few days later, I was moved to major hospital at Taipei!
    One night, I waked up, and knell down against the window,
    my wife ask me "What you doing?" I told her , I saw Jesse!

    Reply
    Posted by: Anonymous
    December 21, 2011 - 11:43 AM

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